UGI® 4542 H900: Hochfester, korrosionsbeständiger martensitischer PH-Edelstahl

Übersicht

UGI® 4542 ist ein martensitischer PH-Edelstahl (Precipitation Hardening), der eine einzigartige Kombination aus hoher Festigkeit, hoher Zähigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit bietet. Seine Korrosionsbeständigkeit ist vergleichbar mit der von austenitischen Edelstählen der Typen 1.4301/1.4307 (304/304L).

Durch unterschiedliche Wärmebehandlungen lässt sich ein breites Spektrum an mechanischen Eigenschaften einstellen – von hoher Zugfestigkeit bis hin zu hoher Schlagzähigkeit. Die Mikrostruktur ist martensitisch mit Ferrit-Einschlüssen; je nach Zustand können auch residualer Austenit und Kupferausscheidungen vorliegen. Der Werkstoff ist ferromagnetisch.

Eigenschaften

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,86 g/cm³

Mechanische Eigenschaften (Zustand H900, min. Werte nach ASTM A564)

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Elastizitätsmodul	197 GPa
Dehnung	10 %	min.
Härte Brinell	388 HB	min.
Härte Rockwell C	40 HRC	min.
Einschnürung	40 %	min.
Zugfestigkeit	1310 MPa	min.

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert
Wärmeausdehnungskoeffizient	1,09·10⁻⁵ 1/K
Wärmeleitfähigkeit	17 W/(m·K)

Chemische Zusammensetzung

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

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

Korrosionsverhalten

UGI® 4542 bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit, ähnlich der von 18 Cr-8 Ni austenitischen Stählen in den meisten korrosiven Umgebungen. Die Struktur macht ihn unempfindlich gegen interkristalline Korrosion und hochbeständig gegen Korrosionsermüdung sowie Spannungsrisskorrosion. Auch die Beständigkeit gegen Erosionskorrosion ist aufgrund der Kombination hoher mechanischer Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet.

Bei Kombinationen mit unedleren Werkstoffen (Aluminium, Baustahl) in atmosphärischer Umgebung besteht keine Gefahr von Kontaktkorrosion, da kein Elektrolyt vorhanden ist. In kritischen Fällen (nautische Anwendungen, kurzzeitiges Eintauchen, Flüssigkeitstaschen) schützt eine Isolierung mit inertem Silikondichtstoff wirksam.

Empfohlene Entkontaminierung (Passivierung):

• 1 Volumenteil 52 % Salpetersäure (36° Bé)
• 1 Volumenteil Wasser
• Umgebungstemperatur
• Kurze Dauer
• Anschließend gründlich spülen

Die Korrosionsbeständigkeit hängt von vielen Faktoren ab (Chloridkonzentration, Oxidationsmittel, Temperatur, pH-Wert, Bewegung, Oberflächenzustand). Die folgende Tabelle gibt eine Orientierung für verschiedene Medien:

Medium	Verhalten
Salpetersäure	Gut
Phosphorsäure	Eingeschränkt
Schwefelsäure	Eingeschränkt
Essigsäure	Mittel
Natriumcarbonat	Mittel
NaCl (Salznebel)	Gut
Feuchte	Sehr gut
Meerwasser	Eingeschränkt
Öl/Gas	Eingeschränkt

Wärmebehandlung

Nach ASTM A564/A564M und EN 10088-3.

• Weichglühen: 1030 – 1050 °C → weicher martensitischer Gefügezustand (~35 HRC). Empfehlung: Ausdehnungsbehandlung 1–2 h bei 250/300 °C ohne nennenswerte Eigenschaftsänderung.
• Aushärten (mittlere Temperatur): Nach Weichglühen. Maximale Härte ~42 HRC (Schlagzähigkeit 3 daJ/cm²) durch Anlassen bei ~480 °C (1 h).
• Erweichen: Anlassen bei 550–760 °C je nach Norm. Zum erneuten Härten ist erneutes Weichglühen erforderlich.
• Teile aus weichgeglühten Stäben können direkt mittelwarm gehärtet werden. Teile aus erweichten Stäben benötigen vor dem Härten erneut ein Weichglühen.

Warmumformen

Schmieden geeignet. Aufheizen 1150–1200 °C, Schmieden 1200–950 °C. Abkühlung an Luft, Wasser oder Öl. Die Teile können anschließend verwendet werden als:

• Weichgeglüht (mit Ausdehnungsbehandlung 1–2 h bei 250/300 °C)
• Gehrt (mit optionalem Weichglühen + Anlassen 1 h bei 480 °C)
• Erweicht (mit optionalem Weichglühen + Anlassen gemäß Norm)

Lieferprogramm

Produkt	Profil	Oberfläche	Toleranz	Abmessung (mm)
Stab	Rund	Glatt gedreht	k12 – k13	22 – 115
		Geschält und poliert	h11 – h10 – h9	22 – 115

Schweißen

UGI® 4542 ist ohne Vorwärmen schweißbar (MIG, TIG, Laser, Widerstand, Elektronenstrahl) mit oder ohne Zusatzwerkstoff. Schweißnähte haben geglühtes Gefüge und sollten einer Ausdehnungsbehandlung (1–2 h bei 250/300 °C) oder Härte-/Erweichungsbehandlung unterzogen werden.

Bei schweißnahtgleichem Zusatzwerkstoff können die mechanischen Eigenschaften des Grundwerkstoffs erreicht werden. Konstruktiv sind Kerben und plötzliche Querschnittsänderungen zu vermeiden.

Zusatzwerkstoff (MIG): Schutzgas Ar + 1 % CO₂ oder 1–2 % O₂ (H₂- und N₂-haltige Gase vermeiden). Draht: ER308LSi (1.4316) oder homogener Zusatz 630 (17-4PH).