UGI® 4362 Gezogener Draht: Duplex-Edelstahl mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit

Überblick

UGI® 4362 ist ein duplexer Edelstahl (austenitisch-ferritisch), der in warmgewalztem und gezogenem Zustand geliefert wird. Seine mechanischen Eigenschaften (Streckgrenze und Zugfestigkeit) übertreffen die von 316L und 316LN, während die Korrosionsbeständigkeit besser ist als die von 316L.

Die chemische Zusammensetzung ist so abgestimmt, dass nach dem Glühen bei 950 – 1050 °C mit schneller Abkühlung ein Ferritgehalt von 40 – 60 % resultiert. Die Empfindlichkeit gegenüber Ausscheidung intermetallischer Phasen (z. B. Sigma-Phase, die Versprödung verursacht) ist deutlich geringer als bei Duplex 4462 (1.4462). Typischerweise erfordert die Sigma-Phasen-Ausscheidung über 10 Stunden bei 800 °C – eine Situation, die in der Praxis selten auftritt. Die Ausscheidung der α'-Phase kann bei langzeitiger Exposition im Bereich 350 – 550 °C auftreten und zu Versprödung führen. Daher sollte die maximale Einsatztemperatur 300 °C nicht überschreiten.

Eigenschaften

Allgemein

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,8 g/cm³

Mechanisch (gezogener Zustand)

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Elastizitätsmodul	–	200 GPa
Bruchdehnung	–	28 %
Kerbschlagzähigkeit (Charpy-V)	-46 °C	75 kJ/m²
Kerbschlagzähigkeit (Charpy-V)	20 °C	90 kJ/m²
Einschnürung	–	80 %
Zugfestigkeit	–	880 MPa

Thermisch

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	14,0 × 10⁻⁶ 1/K	20 – 300 °C
Wärmeleitfähigkeit	16,7 W/(m·K)	–

Elektrisch

Eigenschaft	Wert
Elektrischer Widerstand	8,0 × 10⁻⁷ Ω·m

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Gehalt	Bemerkung
Kohlenstoff (C)	0,03	max.
Chrom (Cr)	22,0 – 24,0 %	–
Kupfer (Cu)	0,1 – 0,6 %	–
Mangan (Mn)	2,0	max.
Molybdän (Mo)	0,1 – 0,6 %	–
Nickel (Ni)	3,5 – 5,5 %	–
Stickstoff (N)	0,05 – 0,20 %	–
Phosphor (P)	0,035	max.
Silizium (Si)	1,0	max.
Schwefel (S)	0,015	max.

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

Grundsätzlich überall dort, wo 316 / 316L (1.4401 / 1.4404) eingesetzt werden:

• Energie- und Verfahrenstechnik
• Bauwesen
• Lebensmittelverarbeitung

Einschränkungen:

• Kryogene Anwendungen (geringe Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen)
• Einsatztemperaturen über 300 °C

Im Zweifelsfall Rücksprache halten.

Kaltumformung

Drahtziehen – Profilieren: UGI® 4362 eignet sich zum Drahtziehen und lässt sich stärker verfestigen als 316L (1.4404), vergleichbar mit 302 (1.4310). Der verfestigte Werkstoff kann auch für Federdraht verwendet werden.

Kaltfließpressen: UGI® 4362 kann zum Kaltfließpressen als Ersatz für 1.4404 und 1.4578 eingesetzt werden, wenn bestimmte Vorsichtsmassnahmen beachtet werden. Es lassen sich sowohl Normal- als auch anspruchsvollere Teile herstellen, sofern der Pressvorgang nicht zu stark ist.

Bei der Herstellung eines Referenzteils mit Kreuzschlitz im F&E-Zentrum zeigte sich eine um 20 % höhere Presskraft für den Duplex-Stahl im Vergleich zu 1.4578 und 1.4404. Der Stempelverschleiß ist bei 4362 im Vergleich zu 1.4578 und 1.4404 stärker ausgeprägt.

Bei der Herstellung eines Kreuzschlitzschraubenkopfs ohne Schmierung (Beschleunigungstest) brach der Stempel nach 6000 Teilen mit 4362, verglichen mit 9000 Teilen für 1.4404 und über 10.000 mit 1.4578. Nach dem Kaltfließpressen ist die freie Kantenoberfläche bei UGI® 4362 glatt, im Gegensatz zu 1.4578 und 1.4404 (einfaches Quetschen zwischen zwei Stempeln).

Die Korrosionsbeständigkeit der kaltgepressten Teile entspricht der von Teilen aus 1.4404 und 1.4578, sofern keine starken Pressfehler entstehen. Werden die Teile sorgfältig gefertigt und korrekt gereinigt (Trommelverfahren etc.), kann die Korrosionsbeständigkeit sogar deutlich höher sein als die von 1.4578.

Korrosionseigenschaften

Allgemeine Korrosion: UGI® 4362 kann 316L (1.4404) in den meisten bekannten Anwendungen ersetzen, insbesondere:

• Bauwesen: Exposition in städtischer oder maritimer Atmosphäre
• Zellstoff- und Papierindustrie
• Chemische Industrie, z. B. Schwefelsäureproduktion

Dies wird durch Korrosionsdiagramme in H₂SO₄- und NaCl-Medien belegt. Für den Einsatz in kochenden organischen Säuren bitte anfragen.

Lochfraßkorrosion: UGI® 4362 zeigt in NaCl-Medien eine bessere Lochfraßbeständigkeit als 316L (1.4404).

Spannungsrisskorrosion (SCC): SCC-Tests in chloridhaltigem Medium (8 ppm O₂) bei pH 7, unter Spannung über der Streckgrenze und für über 1000 Stunden zeigten, dass UGI® 4362 besser abschneidet als 316L (1.4404). UGI® 4362 kann in solchen Lösungen bis 130 °C ohne SCC-Risiko eingesetzt werden. Für 316L (1.4404) sollte die Temperatur 50 °C nicht überschreiten.

Zerspanbarkeit

Drehen: Beim Drehen (Vb15/0.15-Test mit Kennametal KC9225) zeigt UGI® 4362 ein besseres Verhalten als EN 1.4462 und ist vergleichbar mit UGIMA® 4404. Werkzeug-Werkstoff-Tests zur Ergänzung empfohlen.

Bohren (Ø 4 mm HSS-Bohrer): Schlechte Spanbruchbarkeit führt zu Spanabfuhrproblemen, ähnlich wie bei Duplex 1.4462.

Bohren (Ø 6 mm Hartmetall + TiN): Die schlechte Spanbruchbarkeit schafft keine Schwierigkeiten bezüglich optimalem Arbeitsbereich oder Standzeit – 4362 verhält sich besser als UGIMA® 4404. Vorsicht: Die Oberflächenqualität der Bohrungen kann durch schlechte Spanbruchbarkeit beeinträchtigt werden.

Drehautomatenbearbeitung:

• Längsdrehen: Bestätigt das sehr gute Drehverhalten von 4362, besser als UGIMA® 4404.
• Bohren Ø 4 mm HSS: Bestätigt die Schwierigkeit der Spanabfuhr ohne Innenkühlung im Vergleich zu UGIMA® 4404 HM.
• Abstechen: Mittleres Verhalten zwischen UGIMA® 4404 HM und 1.4462.

Detaillierte Schnittdaten und Werkzeugempfehlungen sind in den technischen Broschüren des Herstellers verfügbar.

Warmumformung

Schmieden: UGI® 4362 lässt sich zwischen 1250 und 950 °C gut schmieden, auch wenn es nicht so leicht ist wie übliche austenitische Sorten (304, 316). Die Warmumformbarkeit hängt vom Ferritgehalt ab, der mit der Temperatur zunimmt: Höhere Temperaturen geben die beste Schmiedbarkeit.

Die Fliessspannungen von Duplex-Stählen bei hohen Temperaturen sind niedriger als die austenitischer Sorten, daher wird weniger mechanische Leistung benötigt. Vorsicht vor Kriechverformung.

Nach der Warmumformung ist schnelles Abkühlen (Wasser oder Luft) notwendig, um Sigma-Phasen-Ausscheidung zu vermeiden. Lösungsglühen ist anschliessend optional. Endet das Schmieden um 900 °C, erhöhen sich die mechanischen Eigenschaften (RP, RM) durch Kaltverfestigung.

Lieferprogramm

Produkt	Form	Ausführung	Toleranz	Abmessungen (mm)
Stäbe	–	Warmgewalzt, entzundert	13	–
Stäbe	–	Kaltgezogen, gedreht, geschliffen, blank	6 – 11	–
Draht (Wire Rod)	Rund	–	–	5,5 ≤ ø ≤ 32
Gezogener Draht	–	–	–	–

Weitere Produkte und Abmessungen auf Anfrage beim Lieferanten.

Schweissen

UGI® 4362 kann durch Reibschweissen, Widerstandsschweissen, Lichtbogenschweissen mit oder ohne Zusatzwerkstoff (WIG, MIG, Elektrode, Plasma, UP), Laserstrahl- und Elektronenstrahlschweissen gefügt werden.

Der niedrige Mo-Gehalt verhindert Sigma-Phasen-Bildung beim Schweissen – im Gegensatz zu anderen Duplex-Stählen, die Vorsichtsmassnahmen erfordern. Das Schweissen ist daher unkompliziert und nicht viel komplexer als bei austenitischen Sorten wie 304L (1.4307) oder 316L (1.4404). Duplex ist sogar besser hinsichtlich Heissrissempfindlichkeit.

Um die Zähigkeitseigenschaften der Schweissnähte zu optimieren, sollte die Schweissenergie maximiert werden, um den Ferritanteil in der Schmelzzone und der WEZ zu begrenzen.

Empfohlene Zusatzwerkstoffe:

• UGIWELD™ 45N / ER 2209 / 22.9.3NL
• UGIWELD™ 309LM / ER 309LSi / 23.12LSi

Vorwärmen ist nicht erforderlich. Keine nachschweisstechnische Wärmebehandlung nötig (ausser eventuellem Lösungsglühen, falls gefordert).