UGIMA® 4509 geglüht

UGIMA® 4509 ist ein ferritischer rostfreier Stahl mit verbesserter Bearbeitbarkeit, der ungefähr 18 % Chrom enthält und mit Niob und Titan stabilisiert ist.

Neben der guten Korrosionsbeständigkeit zeichnet sich diese Sorte durch ihre hohe Eignung für unterschiedliche Bearbeitungsverfahren wie Zerspanen, Kaltstauchen und Schweißen aus:Mit dieser UGIMA®-Version von 4509 lässt sich eine deutlich höhere Zerspanungsproduktivität erzielen als mit einem Standard 4509, dank langsamerem Werkzeugverschleiß und besserer Spanbruchfähigkeit. Die Stabilisierung mit Niob eliminiert das Risiko einer Sensibilisierung beim Schweißen und das Titan begrenzt die Korngröße in geschweißten Bereichen.

Es hat ausgezeichnete Kaltstaucheigenschaften.

Für einige Anwendungen ist es ein wirtschaftlicher Ersatz für bestimmte austenitische Sorten wie 1.4307 oder 1.4305. Seine ferritische Struktur gewährleistet hervorragende ferromagnetische Eigenschaften, eine gute Oxidationsbeständigkeit (insbesondere bei thermischen Zyklen) und einen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem von Kohlenstoffstahl.

Das Gefüge von UGIMA® 4509 ist im Lieferzustand vollständig ferritisch. Die Hauptausscheidungen sind Nb-Carbonitride, Ti-Nitride und Ti-Sulfide oder Ti-Carbosulfide.

Eigenschaften

Allgemeines

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,7 g/cm³

Mechanisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Kommentar
Elastizitätsmodul	20 °C	220 GPa
	100 °C	215 GPa
	200 °C	210 GPa
	300 °C	205 GPa
	400 °C	195 GPa
Dehnung		18 %	Minute
Härte, Brinell		200,0	max.
Zugfestigkeit		420,0 - 620,0 MPa

Thermisch

Eigenschaft	Wert	Kommentar
Wärmeausdehnungskoeffizient	0,000010 1/K	20 bis 100 °C, 20 bis 200 °C
	0,0000105 1/K	20 bis 300 °C, 20 bis 400 °C
Spezifische Wärmekapazität	460 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	25 W/(m·K)

Elektrik

Eigenschaft	Wert
Elektrischer Widerstand	6e-07 Ω·m

Chemische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Kommentar
Kohlenstoff	0,03	max.
Chrom	17,5 - 18,5 %
Mangan	1.0	max.
Niob	0,7000000000000001	max., min.:0,30+(3xC)
Stickstoff	0,03	max.
Phosphor	0,03	max.
Silizium	1.0	max.
Schwefel	0,015	max.
Titan	0,1 - 0,30000000000000004 %

Technologische Eigenschaften

Eigenschaft

Anwendungsbereiche

Energie, Prozess (Magnetventile)

Automotive:Lambdasondenunterstützung, Einspritzung, Magnetventile, magnetische Anwendungen (Solenoide)

Einsatzbeschränkungen:kryogene Anwendungen (ungenügende Belastbarkeit), Anwendungen, die nichtmagnetische Eigenschaften erfordern

Kaltumformung

UGIMA® 4509 kann problemlos für herkömmliche Kaltumformverfahren verwendet werden:Kaltziehen, Umformen, Umformen, Kaltstauchen usw. Da es mäßig kaltverfestigt ist, wirken weniger Kräfte auf die Werkzeuge.

Korrosionseigenschaften

Lochkorrosion:Wir haben diese Art von Korrosion bewertet, indem wir das Lochfraßpotential getestet haben:je höher sein mV/SCE, desto größer die Lochkorrosionsbeständigkeit; eine neutrale, leicht chlorierte pH-Umgebung (0,02 Mol/Liter Natriumchlorid) von kommunalem Trinkwasser wurde gewählt (bei 23°C). Die folgende Tabelle gibt die Lochfraßpotentialwerte an, die an Proben von in Querrichtung gedrehten Stäben gemessen wurden:

Das Lochkorrosionsverhalten von UGIMA® 4509 ähnelt daher dem von UGI 4509.

Note	Pittingpotential (mV/SCE)	Standardabweichung
UGI 4509	484	3
UGIMA® 4509	447	8
UGIMA® 4511	360	20

Neutraler Salzsprühnebeltest nach Betriebsnorm ISO 9227:Obwohl dieser Test bei Edelstählen stark von der geprüften Oberflächenbeschaffenheit (Vorhandensein von Kratzern etc.) abhängt, wurde er nach mir an Stangen mit 15 mm Durchmesser in Längsrichtung durchgeführt - mechanisches Polieren mit SIC 1200-Papier. Nachdem die Sorten UGIMA® 4509 und UGI 4509 500 Stunden lang getestet wurden, waren 90 % ihrer Oberflächen frei von Korrosionsfraß. Auch in dieser Hinsicht ist die Salzsprühnebelbeständigkeit von UGIMA® 4509 identisch mit der von UGI 4509.

Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit:Ein zyklischer Oxidationstest wurde in Luft bei 900°C durchgeführt, die für 20 Minuten gehalten wurde, gefolgt von Luftkühlung für 300 Zyklen; Die folgende Tabelle zeigt, dass die Dicken der gebildeten Oxidschichten (fein und haftend) für UGIMA® 4509- und UGI 4509-Sorten ähnlich sind.

Note	Dicke der Oxidschichten in mg/cm2 nach 300 x 20-Minuten-Zyklen bei 900 °C
UGI® 4509	1.9
UGIMA® 4509	1.7
UGIMA® 4511	1.2

Allgemeine Bearbeitbarkeit

Im Vergleich zu einem Standard 1.4509 bietet UGIMA® 4509 deutliche Produktivitätssteigerungen in der Zerspanung durch langsameren Werkzeugverschleiß und vor allem bessere Spanbruchfähigkeit bei gleichen Schnittbedingungen.

Drehen:Standard-VB15/0,15-Tests wurden trocken auf einer numerisch gesteuerten Drehbank durchgeführt und Spanbruchzonen (CBZ) wurden bestimmt. Bei gleichem Werkzeugverschleiß zeigten sie (siehe Tabelle unten) eine potenzielle Produktivitätssteigerung von etwa 6 % mit UGIMA® 4509 im Vergleich zu einem Standard-1.4509 sowie eine verbesserte Spanbruchfähigkeit, wodurch das Risiko eines Maschinenstillstands (zu entfernen Späneknäuel, die Werkzeuge formen und zerbrechen oder bearbeitete Teile zerkratzen können).

Operationen	Tools	1.4509 Standard	UGIMA® 4509
Turning VB15/0.15 (1) (ap =1,5 mm; f =0,25 mm/U)	SECO TM2000 CNMG 120408 – MF4	Vc =390 m/min	Vc =415 m/min
Turning CBZ (2) (Vc =150 m/min)	SECO TM2000 CNMG 120408 – MF4	38 korrekte Chipbruchbedingungen von 56 getesteten	43 korrekte Chipbruchbedingungen von 56 getesteten

(1) VB15/0,15:Schnittgeschwindigkeit, bei der 0,15 mm Flankenverschleiß in 15 Minuten tatsächlicher Bearbeitung festgestellt wird; (2) CBZ:Vorwärtsschleifen (0,1 bis 0,4 mm/U in Schritten von 0,05 mm/U) und Schnitttiefe (0,5 bis 4 mm in Schritten von 0,5 mm) bei konstanter Schnittgeschwindigkeit, um die Anzahl der korrekten Späne zu bestimmen Bruchbedingungen von 7 x 8 =56 getestet.

Schraubenbearbeitung:Tests wurden auf einer TORNOS SIGMA 32 Industrieschraubmaschine durchgeführt, um UGIMA® 4509 mit einem Standard 1.4509 zu vergleichen und die Unterschiede in der Bearbeitbarkeit zu quantifizieren. Für jede Sorte bestand der Test darin, die optimalen Schnittbedingungen für verschiedene Operationen zu definieren, um 1000 Komponenten herzustellen (siehe Diagramm unten), ohne dass das Werkzeug gewechselt werden musste.

Drehen (Schruppen und Schlichten):Die folgende Tabelle zeigt die Schnittbedingungen, die erreicht werden können, um 1000 Bauteile herzustellen, ohne das Werkzeug für jede Sorte gemäß den Operationen (Schruppen und Schlichten) und den verwendeten Werkzeugen wechseln zu müssen. Die Ergebnisse eines Standard-VB15/0,25-Tests wurden dieser Tabelle hinzugefügt. Bei den drei Drehoperationen zeigten sich mit UGIMA® 4509 potenzielle Produktivitätssteigerungen von bis zu 30 % gegenüber einem Standard 1.4509.

Operationen	Werkzeuge	Standard 1.4509	UGIMA® 4509
Grobes Drehen (ap =2 mm; f =0,30 mm/U)	SECO TM2000 CCMT09T308-F2	Vc =150(1) m/min	Vc =195 m/min
Drehen beenden (2) (ap =0,5 mm; f =0,10 mm/U)	SECO TM2000 CCMT09T304-F1	Vc =275(3) m/min	Vc =275(3) m/min
Turning VB15/0.25 (4) (ap =1,5 mm; f =0,25 mm/U)	SECO TM2000 CCMT09T308-F2	Vc =220(5) m/min	Vc =265 m/min

(1) bei f =0,3 mm/Umdrehung sind die Standardspäne aus 1.4509 nicht gut gebrochen, was zu vielen Maschinenstopps führt; für f =0,35 mm/U und Vc =130 m/min werden 1000 Teile im Standard 1.4509 erhalten, ihre Späne sind gut gebrochen, aber die Ra-Rauheit der Teile liegt über der 3,2 µm-Grenze; (2) Schnittbedingungen, die eine Rauheit Ra <1,6 µm auf den 1000 bearbeiteten Teilen gewährleisten, dank begrenztem Werkzeugverschleiß; (3) maximale Schnittgeschwindigkeit der TORNOS SIGMA 32-Maschine, wodurch zwischen beiden Sorten unterschieden wird; (4) VB15/0,25:Schnittgeschwindigkeit, bei der 0,25 mm Flankenverschleiß in 15 Minuten tatsächlicher Bearbeitung festgestellt wird; (5) bei diesen extremen Schnittbedingungen für Standard 1.4509 schlechte Oberflächenrauheit durch übermäßigen Werkzeugverschleiß.

Abstechen:Die folgende Tabelle zeigt für einen Querschnittsvorgang die Schnittbedingungen, die erreicht werden können, um 1000 Komponenten herzustellen, ohne dass das Werkzeug für jede Sorte gewechselt werden muss. Beim Abstechen wurde mit UGIMA® 4509 im Vergleich zu einem Standard 1.4509 eine sehr wichtige Produktivitätssteigerung (mehr als 80 %) festgestellt.

Operationen	Werkzeuge	Standard 1.4509	UGIMA® 4509
Cross-Cutting	SANDVIK QD-NG-0300-0001-CF 1105	Vc =100 m/min f =0,07 mm/U	Vc =130 m/min f =0,10 mm/U

Wärmebehandlung

Erweichen:Um die Duktilität nach der Kaltverformung wiederherzustellen, kann Ugima® 4509 bei einer Temperatur zwischen 750 und 900 °C behandelt und luftgekühlt werden.

Warmumformung

UGIMA® 4509 hat aufgrund seiner vollständig ferritischen Struktur eine hervorragende Schmiedbarkeit bei allen Temperaturen. Es kann durch Schmieden oder Walzen bei Temperaturen zwischen 800 °C und 1150 °C warmgeformt werden. Die Erwärmungstemperatur darf 1150°C nicht überschreiten, um ein übermäßiges Kornwachstum zu verhindern.

Andere

Verfügbare Produkte:

Produkt	Formular	Finition	Toleranz	Dimension
Balken	Rund	Rolled descaled	k13 – k12	∅ 22 bis 71
		Gedreht	10 + 11	∅ 22 bis 70
		Ground	7+8+9+Optionen	∅ 2 bis 70
		Gezeichnet	9	∅ 2 bis 30
		Schwarz	± 1% ∅	∅ 23 bis 73

Andere Produkte:Wenden Sie sich an den Lieferanten

Schweißen

Dank seiner Niob- und Titan-Bi-Stabilisierung lässt sich UGIMA® 4509 wie ein Standard-1.4509 mit den meisten Lichtbogenschweißverfahren (MIG/WIG, mit oder ohne Zusatzwerkstoff, umhüllte Elektroden, Plasma usw.) schweißen. B. durch Laser-, Widerstands- (Punkt- oder Naht-), Reib- oder Elektrodenstrahlschweißen usw. Vor oder nach dem Schweißen darf keine Wärmebehandlung durchgeführt werden, um ein ferritisches Kornwachstum in der Sorte zu verhindern.

Wenn ein Schweißzusatzwerkstoff verwendet wird, ist ein homogener (stabilisierter ferritischer) Schweißzusatz wie EXHAUST® F1 (18LNb) zu bevorzugen, um sicherzustellen, dass der geschweißte Bereich (Schweißzone) [WZ] und Wärmeeinflusszone [HAZ]) ist ein 100 % homogenes ferritisches Gefüge; Für dicke Schweißnähte (≥ 3 mm) wird ein austenitischer Zusatzwerkstoff wie ER308L(Si) (1.4316) bevorzugt, um das Risiko einer Schwächung der WZ durch übermäßiges Kornwachstum auszuschließen. Beim MIG darf wie beim WIG das Schutzgas weder Wasserstoff noch Stickstoff enthalten. Beim MIG werden Schweißnähte unter Ar (+ eventuell He) + 1 bis 3 % O₂ oder CO₂ durchgeführt. Beim TIG werden Schweißnähte unter Ar (+ evtl. He) ausgeführt.

AA-Standardklasse 5086 H111 UGIMA® 4541 geglüht

Metall