UGI 4057 AIR QT900 – Premium martensitischer rostfreier Stahl für höchste Korrosionsbeständigkeit

UGI 4057 AIR ist ein martensitischer rostfreier Stahl mit Nickelzusatz. Sein Chromgehalt von 15 % gewährleistet eine höhere Korrosionsbeständigkeit als klassische martensitische Stähle wie AISI 410 oder 420. Die Balance der Legierungselemente Cr, Ni und C wurde sorgfältig gewählt, um nach dem Austenitisieren eine fast vollständig martensitische Struktur (mit begrenzten Mengen an Restenaustenit und Delta-Ferrit) zu erhalten und volle Festigkeit zu entwickeln. Diese Güte wird bevorzugt im vergüteten Zustand eingesetzt, der je nach Anlasstemperatur ein breites Spektrum an mechanischen Eigenschaften bietet.

Das Gefüge im vergüteten Zustand ist voll martensitisch mit feinen Chromkarbiden. Der Delta-Ferrit wird durch Warmwalzen und Austenitisieren fast vollständig eliminiert (Delta-Anteil < 5 % garantiert). Die folgende Mikroreinheit gemäß ASTM E45/A ist für UGI 4057 AIR garantiert. Für Anwendungen mit verbesserter Mikroreinheit existiert UGI 4057 AIR auch in ESR-ausgeschmolzener Ausführung.

UGI 4057 AIR ist bei Raumtemperatur bis 727 °C (Curie-Übergang) ferromagnetisch. Seine magnetischen Eigenschaften sind halbhart und werden durch Anlassen signifikant verändert. Die Entwicklung mit dem Anlassen ist im Diagramm des Datenblatts dargestellt.

Eigenschaften

Allgemein

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Dichte	20 °C	7,71 g/cm³
Dichte	100 °C	7,69 g/cm³
Dichte	200 °C	7,66 g/cm³
Dichte	300 °C	7,64 g/cm³
Dichte	400 °C	7,60 g/cm³

Mechanisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Kerbschlagzähigkeit (Charpy, V-Kerb)		20 J	min.
Elastizitätsmodul	20 °C	215 GPa
Elastizitätsmodul	100 °C	212 GPa
Elastizitätsmodul	200 °C	205 GPa
Elastizitätsmodul	300 °C	200 GPa
Elastizitätsmodul	400 °C	190 GPa
Bruchdehnung		12 %	min., Durchmesser ≤ 100 mm
Härte (Brinell)		270 – 321 HB
Zugfestigkeit		900 – 1080 MPa	Durchmesser ≤ 100 mm

Thermisch

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	10,6·10⁻⁶ 1/K	20 bis 100 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	11,2·10⁻⁶ 1/K	20 bis 200 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	11,7·10⁻⁶ 1/K	20 bis 300 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	12,1·10⁻⁶ 1/K	20 bis 400 °C
Spezifische Wärmekapazität	460 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	25 W/(m·K)

Elektrisch

Eigenschaft	Wert
Elektrischer Widerstand	7·10⁻⁷ Ω·m

Chemische Zusammensetzung

Element	Gehalt (%)	Bemerkung
Kohlenstoff	0,12 – 0,20
Chrom	15,0 – 17,0
Kupfer	0,5	max.
Mangan	1,0	max.
Molybdän	0,30	max.
Nickel	2,0 – 3,0
Phosphor	0,025	max.
Silizium	1,0	max.
Schwefel	0,005	max.

Technologische Eigenschaften

Eigenschaft	Details
Anwendungsbereiche	UGI 4057 AIR wird häufig in hochbeanspruchten Bauteilen eingesetzt, wo gute Korrosionsbeständigkeit im Design wichtig ist, z. B. Flugzeugbeschläge, Pumpenwellen und Ventilteile. Es erfüllt auch die Anforderungen der EN 10272 bezüglich Druckbehältern.
Korrosionseigenschaften	Diese Legierung besitzt gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit und ist einer der besten standardmäßigen martensitischen Güten für Korrosionsbeständigkeit; nur strukturell gehärtete Güten wie UGIMA® 4542 weisen eine höhere Beständigkeit auf (unter martensitischen Güten). Sie ist auch beständig gegen bestimmte Erdöl- und organische Produkte. Korrosionsverhalten in verschiedenen Medien: Salpetersäure: GUT Phosphorsäure: Eingeschränkte Verwendung Schwefelsäure: Eingeschränkte Verwendung Essigsäure: Eingeschränkte Verwendung Natriumcarbonat: Mittelmäßig NaCl (Salznebeltest): Mittelmäßig Feuchtigkeit: GUT Meerwasser: Eingeschränkte Verwendung Hinweis: Die Korrosionsbeständigkeit hängt von vielen Faktoren ab (Chloridkonzentration, Oxidationsmittel, Temperatur, pH, Bewegung, Oberflächenzustand). Vorsichtsmaßnahmen bei Tests wie Salznebel (ISO 9227) sind zu beachten.
Wärmebehandlung	Die Wärmebehandlung von UGI 4057 AIR besteht aus zwei Schritten: Austenitisieren: Ziel ist das Lösen von Kohlenstoff und Erzeugen eines harten, übersättigten Martensits. Temperaturbereich 950–1030 °C, Haltezeit mind. 30 min. Abkühlung muss schnell genug sein, um Korngrenzausscheidungen zu vermeiden, aber nicht zu schnell, um Vergütungsrisse zu verhindern. Ölhärtung (mittlere Drastizität) oder Luftkühlung je nach Bauteilgröße. Anlassen: Anlassbedingungen variieren je nach Kundenspezifikation. Einige erfordern Doppelanlassen (Entspannung von frischem Martensit nach dem 1. Anlassen), andere Einfachanlassen. Dank geringem Restenaustenitgehalt nach dem Austenitisieren kann UGI 4057 AIR sowohl einfach als auch doppelt angelassen werden. Für QT900 empfohlene Anlasswege: 640 °C / 4 h / Luft + 610 °C / 4 h / Luft (Doppelanlassen) 650 °C / 4 h / Luft (Einfachanlassen) Weichglühen: Vollweichen ist wegen langer Abkühlzeiten unpraktisch. Stattdessen kann folgendes Teilweichen angewendet werden: Austenitisieren bei niedrigerer Temperatur zur Bildung kugeliger Karbide, typisch 800 °C für 2 h, Ofenkühlung bis 600 °C, dann Luftkühlung. Hochtemperatur-Anlassen bei 680–700 °C für 4 h, dann Luftkühlung.
Warmumformen	UGI 4057 AIR ist zum Schmieden geeignet. Langsam auf 850 °C erwärmen, dann zügig auf 1150/1180 °C für Schmieden zwischen 1180 °C und 950 °C. Nach dem Schmieden muss eine Spannungsarmglühung bei 200 °C oder Weichglühen zwischen 750–850 °C oder Härten und Anlassen folgen.
Lieferformen	Verfügbare Produkte (Stäbe, rund): Warmgewalzt, entzundert: Toleranz k13-k12, 22–115 mm Gedreht: Toleranz k13-k12, 22–115 mm Geschliffen/geschält & poliert: Toleranz h11-h10 / h9, 22–115 mm Zentrumslos geschliffen: Toleranz h9-h8-h7, 5–115 mm Kaltgezogen: Toleranz h9, 5–21 mm
Schweißen	Unter bestimmten Vorsichtsmaßnahmen kann UGI 4057 AIR den meisten Lichtbogen- oder Widerstandsschweißverfahren in vergütetem, gehärtetem oder weichgeglühtem Zustand unterzogen werden. Um Kaltisserrisse zu vermeiden, muss auf 200–300 °C vorgeheizt und die Zwischentemperatur mind. 200 °C gehalten werden. Nach dem Schweißen ist eine Anlasswärmebehandlung bei 650 °C erforderlich. Füllzusatz: Empfohlen wird ein Fülldraht mit ähnlicher Zusammensetzung wie UGI 4057 AIR, besonders wenn die mechanischen Eigenschaften des Schweißguts denen des Grundwerkstoffs entsprechen sollen. Alternativ kann AWS E/ER310 austenitischer Draht verwendet werden. Schutzgase: Ar + 1–3 % CO₂ oder O₂ für MIG-Schweißen empfohlen. Gase mit H₂ nicht verwenden. Beschichtete Elektroden vor dem Schweißen trocknen.

AA 2219 T351 Aluminiumlegierung: Hochfest, kupferverstärkt für anspruchsvolle Anwendungen UGI® 4062 Blankstahl – Hochleistungs-Duplex-Edelstahl für kosteneffiziente Korrosionsbeständigkeit

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