UGIMA® 4005 QT650: Martensitischer Edelstahl mit überlegener Zerspanbarkeit

UGIMA® 4005 QT650 – Der zerspanoptimierte martensitische Chromstahl

UGIMA® 4005 (Werkstoffnummer 1.4005) ist ein martensitischer Edelstahl mit 12–14 % Chrom. Durch das UGIMA®-Verfahren werden die Oxid-Einschlüsse kontrolliert, was die Zerspanbarkeit um 15–30 % gegenüber Standard-1.4005 (UGI 4005) steigert. Alle anderen Eigenschaften (Kaltumformbarkeit, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit) bleiben unverändert.

Die Lieferung erfolgt bevorzugt im Zustand QT650 (vergütet), um die Zerspanbarkeit zu optimieren. Das Gefüge besteht aus angelassenem Martensit mit zahlreichen in Walzrichtung gestreckten Sulfiden.

Kennwerte

Allgemein

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,7 g/cm³

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Elastizitätsmodul	20 °C	215 GPa
	100 °C	212 GPa
	200 °C	205 GPa
	300 °C	200 GPa
	400 °C	190 GPa
Dehnung		12 %	min.
Zugfestigkeit		650–850 MPa

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	10,5 × 10⁻⁶ 1/K	20–100 °C
	11,0 × 10⁻⁶ 1/K	20–200 °C
	11,5 × 10⁻⁶ 1/K	20–300 °C
	12,0 × 10⁻⁶ 1/K	20–400 °C
Spezifische Wärmekapazität	460 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	30 W/(m·K)

Elektrische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert
Elektrischer Widerstand	6,0 × 10⁻⁷ Ω·m

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Wert	Bemerkung
Kohlenstoff	0,06–0,15
Chrom	12,0–14,0
Mangan	1,5	max.
Molybdän	0,06	max.
Phosphor	0,04	max.
Silizium	1,0	max.
Schwefel	0,15–0,35

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

Einsatz überall dort, wo hohe Zerspanbarkeit bei großen Stückzahlen gefordert ist und Korrosionsbeständigkeit nicht entscheidend ist:

• Prozessindustrie: Verbinder, Befestigungselemente
• Automobilindustrie: Injektoren
• Magnetische Anwendungen im geglühten Zustand (Magnetventile)

Korrosionsbeständigkeit

Global vergleichbar mit Standard-UGI 4005. Lagerung in trockener Umgebung empfohlen. Lochfraßkorrosion: In salinischer Umgebung (pH 6,6, 23 °C, 0,002 M NaCl) zeigt UGIMA® 4005 eine leicht höhere Streuung des Pitting-Potenzials als Standard-UGI 4005.

Zerspanbarkeit – Der entscheidende Vorteil

Dank kontrollierter Oxid-Einschlüsse bietet UGIMA® 4005 exzellente Zerspanbarkeit, weit über Standard-1.4005. Bei identischen Schnittbedingungen sind die Werkzeugverschleißraten deutlich niedriger. Signifikante Produktivitätssteigerungen ohne Einbußen bei der Standzeit sind möglich.

Drehen – VB15/0,15 Vergleich (trocken, ap=1,5 mm, f=0,25 mm/U)

Werkstoff	SECO TM2000 CNMG 120408-MF4	SUMITOMO AC610M CNMG 120408-GU
UGI 4005	340 m/min	380 m/min
UGIMA® 4005	≥ 490 m/min	≥ 510 m/min

VB15/0,15: Schnittgeschwindigkeit für 0,15 mm Flankenverschleiß in 15 min Effektivschneidzeit (NF ISO 3685).

Wärmebehandlung

• Weichglühen: 745–825 °C, mehrere Stunden, langsames Abkühlen an Luft → Herabsetzung der mechanischen Eigenschaften
• Härten: 950–1000 °C, Abkühlen an Luft oder Öl
• Anlassen: Temperatur nach gewünschten mechanischen Eigenschaften wählen. Bereich 400–550 °C vermeiden (Zähigkeitsabfall durch „Tempering Embrittlement“).

Warmumformen

Schmieden möglich, aber nicht für starke Upsetzvorgänge geeignet. Empfohlene Bedingungen:

• Aufheiztemperatur: 1150–1220 °C
• Schmiedetemperatur: 950–1220 °C
• Langsames Abkühlen nach dem Schmieden (Ofen oder Vermiculit)

Lieferbare Formen und Oberflächen

Produkt	Form	Oberfläche	Toleranz	Abmessungen (mm)
Stäbe	Rund	Warmgewalzt – entzundert	k13	22–77 (1 mm), 80–115 (5 mm)
		Kaltveredelt – gedreht	h11 – h10	22–115
		Kaltveredelt – gedreht & poliert	h11 – h10 / h9	22–115 / 22–55
		Geschliffen	h9 – h8 – h7	22–115
		Kaltveredelt – gezogen	h9	5–30
	Sechskant	Kaltveredelt – gezogen	h11	3–55

Weitere Ausführungen, Toleranzen, Abmessungen, Profile auf Anfrage.

Oberflächenbehandlung

Die möglichen Oberflächenbehandlungen entsprechen denen von Standard-1.4005 (UGI 4005).

Schweißen

Schweißbar mit den meisten Lichtbogenverfahren (MIG, WIG mit/ohne Zusatz, E-Hand, UP), Laser, Widerstand (Punk/Naht), Reibung, Elektronenstrahl.

• Martensitisches Gefüge im Schweißgut (SG) und WEZ (bei Schweißen ohne Zusatz) → keine interkristalline Korrosion durch Chromkarbidausscheidung / Randschichtentchromung.
• MIG/WIG: Schutzgas ohne Stickstoff, ohne Wasserstoff (Wasserstoffversprödung bei martensitischen Güten).
• E-Hand: Elektrozen ofengetrocknet (Restwasser in Umhüllung → Wasserstoff im Schweißgut).
• Wegen niedrigem C-Gehalt kein Vorwärmen erforderlich.
• Meist Anlassen 200–300 °C zur Zähigkeitsverbesserung von WEZ (und SG bei homog. Zusatz).
• Bei homogenem Zusatz: 300–550 °C verboten (Feinkarbidausscheidung → Versprödung).
• Bei austenitischem Zusatz (309L, 308L): Anlassen 200–300 °C für WEZ-Zähigkeit. Höhere Temperaturen verboten (C-Diffusion aus WEZ in SG → Korrosionsminderung).