UGIMA® 4541 kaltverfestigt: Überlegene Korrosionsbeständigkeit & Zerspanleistung

UGIMA® 4541 – Titan-stabilisierter austenitischer Edelstahl für Hochtemperaturanwendungen

Das Hauptmerkmal von UGIMA® 4541 ist seine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion. Titan als Stabilisator verhindert die Bildung von Chromkarbiden bei hohen Temperaturen. Die mechanischen Eigenschaften übertreffen die von 1.4307.

UGIMA® 4541 ist speziell für Zerspanung und Stabdrehen ausgelegt und bietet gesteigerte Produktivität bei diesen Operationen. Der Werkstoff besitzt ausgezeichnete Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit sowie gutes Kriechverhalten. Er wird besonders für Anwendungen empfohlen, die Hitzebeständigkeit bei kontinuierlichen oder zyklischen Betriebstemperaturen von 400–850 °C erfordern.

Eigenschaften

Allgemein

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,9 g/cm³

Mechanisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Elastizitätsmodul	20 °C	200 GPa
	100 °C	194 GPa
	200 °C	186 GPa
	300 °C	180 GPa
	400 °C	172 GPa
	500 °C	165 GPa
Dehnung		25–30 %	min., abhängig von Abmessung
Zugfestigkeit		500–950 MPa	min., abhängig von Abmessung

Thermisch

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	16,0 × 10⁻⁶ 1/K	20–100 °C
	16,5 × 10⁻⁶ 1/K	20–200 °C
	17,0 × 10⁻⁶ 1/K	20–300 °C
	17,5 × 10⁻⁶ 1/K	20–400 °C
	18,0 × 10⁻⁶ 1/K	20–500 °C
Spezifische Wärmekapazität	500 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	15 W/(m·K)

Elektrisch

Eigenschaft	Wert
Elektrischer Widerstand	7,3 × 10⁻⁷ Ω·m

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Wert	Bemerkung
Kohlenstoff	0,08	max.
Chrom	17,0–19,0
Mangan	2,0	max.
Molybdän	0,5	max.
Nickel	9,0–12,0
Phosphor	0,045	max.
Silizium	1,0	max.
Schwefel	0,03	max.
Titan	0,70	max., min. 5×(C+N)

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

• Automobil: Turbolader, Abgaskrümmer, Sensorträger
• Luftfahrt: Turboprop-Triebwerke, Strahltriebwerke
• Verfahrenstechnik, Chemie- und Ölindustrie: Armaturen, Kompensatoren, Bauteile für Hochtemperaturanlagen, Öfen, Wärmetauscher

Korrosionsbeständigkeit

UGIMA® 4541 zeigt ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in natürlichen Umgebungen (Trinkwasser, ländliche/urbane Atmosphäre) sowie in Lebensmittel- und Fettverarbeitung (mit Vorbehalten bei speziellen Medien wie Weißwein, Senf).

Der Werkstoff ist interkristallin korrosionsbeständig auch nach Schweißen (entspricht ASTM A262 Practice E).

Einsatz in Mineralsäuren (z. B. Salpetersäure) möglich; bei Phosphor- und Schwefelsäure sind Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

Salzsprühtest (ISO 9227) durchführbar; die Beständigkeit hängt stark von Bauteilgeometrie, Oberflächenbeschaffenheit und Reinheit ab. Fertigbauteile können im Labor geprüft werden.

Hochtemperatur-Beständigkeit (geschätzte Dauereinsatzgrenzen):

Atmosphäre	Grenztemperatur
Oxidierend	850 °C
Oxidierend schwefelhaltig	750 °C

Die genaue Grenztemperatur hängt von Atmosphärenzusammensetzung, mechanischen und thermischen Belastungen ab.

Zerspanbarkeit

UGIMA® 4541 reduziert nicht nur den Werkzeugverschleiß (Produktivitätssteigerung beim Drehen >10 %), sondern bietet auch verbesserte Spanbruchbarkeit.

Vergleichstests auf TORNOS SIGMA 32 (1000 Teile ohne Werkzeugwechsel):

Operation	Werkzeug	UGI 4541	UGIMA® 4541
Plandrehen (ap=2 mm, f=0,30)	SECO TM2000 CCMT 09T308-F2	Vc=170 m/min	Vc=190 m/min
Plandrehen fein (ap=0,5 mm, f=0,10)	SECO TM2000 CCMT 09T304-F1	Vc=240 m/min	Vc=250 m/min
Axialbohren	GÜHRING RT100F 6 mm – DK460UF	Vc=70 m/min, f=0,10	Vc=80 m/min, f=0,10
	ISCAR IC908 9,9 mm – ICM099	Vc=120 m/min, f=0,15	Vc=130 m/min, f=0,15
Abstechen	SANDVIK 2135 N132E2-0300-0002-CM	Vc=60 m/min, f=0,06/0,03	Vc=60 m/min, f=0,06/0,03

Wärmebehandlung

Lösungglühen: 1000–1100 °C, anschließendes Luft- oder Wasserabschrecken. Dieser Vorgang beseitigt alle Verfestigung und stellt den weichsten Zustand mit niedrigsten mechanischen Werten her.

Warmumformung

Schmieden bei 950–1250 °C ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen. Wie bei allen austenitischen Stählen ist die Umformkraft deutlich höher als bei Baustählen. Abschreckung an Luft oder Wasser möglich.

Lieferprogramm

Produkt	Form	Toleranz	Abmessungen (mm)
Gewalzte, entzunderte Stäbe	Rund	12–13	22–130
Kaltveredelte gezogene, gedrehte, geschliffene Stäbe	Rund	6–11	2–130
Gezogene Stäbe	Sechskant	11	3–60

Weitere Optionen auf Anfrage.

Oberflächenbehandlung

Die für austenitische Güten üblichen Bedingungen gelten für UGIMA® 4541.

Schweißen

Schweißbar mit allen Lichtbogenverfahren (MIG, WIG mit/ohne Zusatz, E-Hand, UP), Widerstand (Punk/Naht), Reib-, Elektronenstrahl- und Laserstrahlschweißen.

Trotz leicht höherem Schwefelgehalt gegenüber UGI 4541 besteht kein erhöhtes Risiko für Heißrisse beim Lichtbogen- und Laserschweißen.

Schutzgas: MIG – Ar (+ He) mit 2–3 % CO₂ oder O₂ zur Lichtbogenstabilisierung; WIG – reines Ar (+ He). H₂ und N₂ können bei Bedarf zugesetzt werden.

Zusatzwerkstoff: ER347-Draht empfohlen, insbesondere für Hochtemperaturschweißnähte.