UGIMA® 4542 H925 – Hochleistungs-Aushärtbarer Edelstahl mit verbesserter Zerspanbarkeit

UGIMA® 4542 ist das erste UGIMA®-Stahlprodukt aus der Familie der aushärtbaren Edelstähle mit verbesserter Zerspanbarkeit. Es wird ausschließlich von UGITECH hergestellt. Seine Eigenschaften entsprechen denen von UGI 4542, mit Ausnahme der Zerspanbarkeit, die deutlich besser ist als die von UGI 4542:

• UGIMA® 4542 bietet durch neue technologische Fortschritte signifikante Vorteile gegenüber Güte 1.4542.
• Produktivitätssteigerungen von 20 bis 30 % werden im Vergleich zu UGI 4542 erzielt.

Dieser Edelstahl ist einzigartig, da er nicht nur eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bietet, vergleichbar mit der von austenitischen Edelstählen Typ 1.4301/1.4307 (304/304L), sondern auch nach der Wärmebehandlung ein breites Spektrum mechanischer Eigenschaften abdeckt.

Seine Leistung – basierend auf seinem metallurgischen Zustand – ermöglicht es, Anforderungen an hohe Zugfestigkeit ebenso zu erfüllen wie Anwendungen, die hohe Schlagzähigkeit erfordern. Das Gefüge ist martensitisch mit einigen Ferritschlieren. Je nach metallurgischem Zustand können auch zurückgebliebener Austenit und Kupferausscheidungen Teil des Gefüges sein.

Eigenschaften

Allgemein

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,86 g/cm³

Mechanisch (Zustand H925 / ASTM A564)

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Kerbschlagzähigkeit (Charpy V)	6,8 J	min., ASTM A564
Elastizitätsmodul	197 GPa
Bruchdehnung	10 %	min., ASTM A564
Härte, Brinell	375 HB	min., ASTM A564
Härte, Rockwell C	38 HRC	min., ASTM A564
Einschnürung	44 %	min., ASTM A564
Zugfestigkeit	1170 MPa	min., ASTM A564

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Gehalt	Bemerkung
Kohlenstoff	0,06	max.
Chrom	15,0 – 16,5 %
Kupfer	3,0 – 4,0 %
Mangan	1,0	max.
Molybdän	0,5	max.
Nickel	4,0 – 5,0 %
Niob	0,45	max., min: 5×C
Phosphor	0,03	max.
Silizium	0,60	max.
Schwefel	0,03	max.

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

UGIMA® 4542 eignet sich für:

• Freizeitschifffahrt (Propellerwellen, Beschläge)
• Lebensmittelverarbeitung (Förder- und Handhabungseinrichtungen)
• Energieerzeugung (Kernkraftwerke)
• Bauwesen und Automobilindustrie

Korrosionseigenschaften

UGIMA® 4542 bietet eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, ähnlich der von 18 Cr-8 Ni austenitischen Stählen in den meisten korrosiven Umgebungen. Die Struktur dieses Stahls macht ihn unempfindlich gegen interkristalline Korrosion und hochbeständig gegen Korrosionsermüdung sowie Spannungsrisskorrosion. Darüber hinaus ist eine hervorragende Beständigkeit gegen Erosionskorrosion zu verzeichnen, bedingt durch die Kombination hoher mechanischer Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit. Bei Baugruppen aus Edelstahl und weniger edlen Materialien (Aluminium, Baustahl) im atmosphärischen Einsatz besteht keine Gefahr von Kontaktkorrosion, da das Fehlen eines umgebenden Elektrolyts die Entwicklung und Ausbreitung dieses Phänomens unmöglich macht. In „kritischen“ Fällen wie in nautischen Anwendungen (kurzzeitiges Eintauchen von Edelstahl/Aluminium-Baugruppen, Bereiche und Vertiefungen, die Flüssigkeiten zurückhalten), bietet die Isolierung der Baugruppen durch einen inerten Silikondichtstoff gute Schutzergebnisse gegen diese Art von Korrosion.

Falls erforderlich, wird folgender Entkontaminationsprozess empfohlen:

• Ein Volumen 52 % Salpetersäure (36° Bé)
• Ein Volumen Wasser
• Umgebungstemperatur
• Kurze Dauer
• Nach Abschluss sorgfältig spülen

Die Korrosionsbeständigkeit eines Edelstahls hängt von vielen Faktoren ab, die mit der Zusammensetzung der korrosiven Atmosphäre zusammenhängen (Chloridkonzentration, Anwesenheit oder Abwesenheit von Oxidationsmitteln, Temperatur, pH-Wert, Rühren oder Nicht-Rühren usw.) sowie mit der Vorbereitung des Materials (Oberflächen frei von Metallpartikeln, Oberflächenbeschaffenheit wie Härten, Polieren usw.). Bei bestimmten Tests wie dem Salznebeltest (französische Norm NFX 41002) sollten Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden: beispielsweise sollten keine Etiketten (die Korrosionsausläufer verursachen und die Beständigkeit verringern könnten) auf dem Probenkörper verwendet werden. Die folgende Tabelle veranschaulicht eine Leistungsskala in verschiedenen Umgebungen:

Umgebung	Verhalten
Salpetersäure	Gut
Phosphorsäure	Eingeschränkter Einsatz
Schwefelsäure	Eingeschränkter Einsatz
Essigsäure	Mittel
Natriumcarbonat	Mittel
NaCl (Salznebel)	Gut
Feuchtigkeit	Ausgezeichnet
Meerwasser	Eingeschränkter Einsatz
Öl/Gas	Eingeschränkter Einsatz

Allgemeine Zerspanbarkeit

Die Zerspanleistung von UGIMA® 4542 wird durch die Optimierung der Einschlusspopulation verbessert.

Wärmebehandlung

Nach ASTM A564/A564M und EN 10088-3.

Nach dem Glühen bei 1030 °C bis 1050 °C weist UGIMA® 4542 einen weichen martensitischen Aufbau mit einer Härte von ca. 35 HRC auf. Nach dem Glühen, falls das Metall in diesem Zustand verwendet werden soll, wird eine Ausdehnungsbehandlung von ein bis zwei Stunden bei 250/300 °C empfohlen, ohne nennenswerten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften.

Dieser aushärtbare Stahl ist dadurch spezifisch, dass er nach dem Glühen durch eine mitteltemperaturhärtende Behandlung gehärtet werden kann. Die maximale Härte von ca. 42 HRC (Schlagzähigkeit 3 daJ/cm²) wird durch Anlassen bei ca. 480 °C (für eine Stunde) erreicht.

Weichglühen: Durch Anlassen bei 550–760 °C je nach den geltenden Normen. Um das Metall nach dieser Art des Weichglühens zu härten, muss das Metall erneut geglüht werden, bevor die mitteltemperaturhärtende Behandlung durchgeführt wird.

Die geglühten Stäbe eignen sich für das Mitteltemperaturhärten an Bauteilen. Bauteile aus weichgeglühten Stäben müssen, um zu härten, erneut einem Glühvorgang und anschließend der mitteltemperaturhärtenden Behandlung unterzogen werden.

Warmumformen

UGIMA® 4542 ist zum Schmieden geeignet. Das Aufheizen erfolgt zwischen 1150 und 1200 °C, das Schmieden zwischen 1200 °C und 950 °C. Abkühlung an Luft, in Wasser oder Öl. Die so erhaltenen Teile können verwendet werden:

• GeGlüht (mit einer Ausdehnungsbehandlung von 1 bis 2 Stunden bei 250/300 °C), oder
• GeHärtet (mit optionalem Glühen + Anlassen für eine Stunde bei 480 °C), oder
• GeWeichgeglüht (mit optionalem Glühen + Anlassen gemäß Normen je nach gewünschtem mechanischen Eigenschaftsniveau).

Lieferprogramm

Produkt	Form	Toleranz
Warmgewalzt und entzundert	Rundstäbe	13
Kaltgefertigte Stäbe		11 bis 8
Stäbe	Sechskant	11

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an den Lieferanten.

Schweißen

UGIMA® 4542 kann ohne Vorwärmen mit MIG- und WIG-Verfahren geschweißt werden, mit oder ohne Zusatzwerkstoff, oder durch Laser-, Widerstands- oder Elektronenstrahlverfahren.

Schweißnähte, ob mit oder ohne Zusatzwerkstoff hergestellt, weisen einen geglühten Aufbau auf und sollten vorzugsweise einer Ausdehnungsbehandlung (ein bis zwei Stunden bei 250 °C/300 °C) oder einer Härte-/Weichglühbehandlung (siehe oben) unterzogen werden.

Bei Schweißungen ohne Zusatzwerkstoff oder mit homogenem Zusatzwerkstoff können die so erzielten mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht denen des Grundwerkstoffs entsprechen.

Zudem sei daran erinnert, dass die Schweißkonstruktion die bei allen hochfesten Stählen erforderliche Sorgfalt berücksichtigen sollte: Kerben und plötzliche Querschnittsänderungen vermeiden.

Schweißen mit Zusatzwerkstoff: Für das MIG-Schweißen wird ein Schutzgas aus Ar + 1 % CO₂ oder 1–2 % O₂ empfohlen; Gase mit H₂- und N₂-Anteil sollten vermieden werden. Als Zusatzwerkstoff kann Schweißdraht ER308LSi (1.4316) oder ein homogener Zusatzwerkstoff namens 630 (17-4PH) verwendet werden.