UGIMA® 4598 Kaltverfestigter Edelstahl – Verbesserte Zerspanbarkeit & Korrosionsbeständigkeit

UGIMA® 4598 – Hochleistungs-Edelstahl für anspruchsvolle Zerspanung

UGIMA® 4598 basiert auf dem austenitischen Edelstahl 1.4404 (316L) und wird durch gezielte Legierungszusätze von Schwefel (>0,1 %) und Kupfer (1,5 %) sowie das patentierte UGIMA®-Herstellungsverfahren optimiert. Diese Kombination steigert die Zerspanbarkeit signifikant, während der Kupferzusatz den durch den höheren Schwefelgehalt verursachten Korrosionsbeständigkeitsverlust teilweise kompensiert.

Mikrostruktur und magnetische Eigenschaften

Im Auslieferungszustand weist UGIMA® 4598 eine austenitische Mikrostruktur mit in Warmwalzrichtung gestreckten Sulfiden und Spuren von Restferrit (<1 %) auf. Aufgrund des Ferritanteils und bei stark kaltverfestigten Produkten durch umformungsinduzierten Martensit kann der Werkstoff schwache残留ferromagnetische Eigenschaften zeigen.

Kennwerte

Allgemein

Eigenschaft	Wert
Dichte	8 g/cm³

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Kerbschlagzähigkeit (Charpy-V)	–	100 J	min.
Elastizitätsmodul	20 °C	200 GPa
Elastizitätsmodul	100 °C	194 GPa
Elastizitätsmodul	200 °C	186 GPa
Elastizitätsmodul	300 °C	179 GPa
Elastizitätsmodul	400 °C	172 GPa
Elastizitätsmodul	500 °C	165 GPa
Dehnung	–	15,0 – 25,0 %	min., abhängig vom Querschnitt
Zugfestigkeit	–	500 – 930 MPa	min., abhängig vom Querschnitt

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	16,5 × 10⁻⁶ 1/K	20 – 100 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	17,3 × 10⁻⁶ 1/K	20 – 200 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	17,7 × 10⁻⁶ 1/K	20 – 300 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	18,1 × 10⁻⁶ 1/K	20 – 400 °C
Wärmeausdehnungskoeffizient	18,4 × 10⁻⁶ 1/K	20 – 500 °C
Spezifische Wärmekapazität	500 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	15 W/(m·K)

Elektrische Eigenschaften

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

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Gehalt	Bemerkung
Kohlenstoff	0,03	max.
Chrom	16,5 – 18,5 %
Kupfer	1,3 – 1,8 %
Mangan	2,0	max.
Molybdän	2,0 – 2,5 %
Nickel	11,0 – 13,0 %
Phosphor	0,04	max.
Silizium	1,0	max.
Schwefel	0,10 – 0,18 %

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

• Elektronik
• Instrumente und Messfühler
• Feinmechanik
• Drehteilefertigung (Schraubenbearbeitung)

Kaltumformung

UGIMA® 4598 eignet sich für konventionelle Kaltumformverfahren wie Ziehen und Walzprofilieren. Die Kaltverformung erhöht die mechanischen Festigkeitswerte (Rm, Rp0,2) und verringert die Duktilität. Eine Lösungsglühung bei 1020–1120 °C stellt die Duktilität wieder her und reduziert die Härte.

Im Vergleich zu Standard-1.4404-Güten zeigt UGIMA® 4598 eine höhere Stabilität gegenüber umformungsinduzierter Martensitebildung. Bei einer Gesamtquerschnittsreduktion von 95 % enthält der Werkstoff weniger als 5 % Martensit.

Korrosionsbeständigkeit

Allgemeine Korrosion: In Mineralsäuren (z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure) ist die Korrosionsrate von UGIMA® 4598 etwa dreimal höher als die von UGIMA® 4404. Der Einsatz in solchen Medien erfordert daher eine sorgfältige Prüfung.

Lochfraßkorrosion: In Trinkwasser (600 ppm Cl⁻, neutraler pH-Wert, Raumtemperatur) ist das Lochfraßpotenzial identisch mit UGIMA® 4404. In extrem chloridhaltigen Medien (30.000 ppm Cl⁻, 35 °C) entspricht es UGIMA® 4307.

Spaltkorrosion: In sauren, chloridhaltigen Medien (pH 1–4) ist die Verwendung einzuschränken. Der Passivfilm löst sich bei pH < 3,5 chemisch auf, während UGIMA® 4404 bis pH 2,5 beständig bleibt.

Der Neutralsalzsprühnebeltest (ISO 9227, 1000 h) zeigt identische Oberflächenzustände für UGIMA® 4598 und UGIMA® 4404. Anwendungen in der Lebensmittelindustrie sind möglich; Meeresumgebungen werden nicht empfohlen.

Zerspanbarkeit

Dank Cu- und S-Zusatz sowie UGIMA®-Prozess übertrifft UGIMA® 4598 die Zerspanbarkeit von UGIMA® 4404HM und sogar UGIMA® 4307HM – durch reduzierten Werkzeugverschleiß und deutlich verbesserte Spanbruchbarkeit.

Drehen (hohe Temperaturen): Produktivitätssteigerung von ~30 % gegenüber UGIMA® 4404HM bei gleichem Werkzeugverschleiß; leicht über UGIMA® 4307HM. Spanbruchbedingungen: +13 gegenüber 4404HM, +11 gegenüber 4307HM (von 56 getesteten Bedingungen).

Bohren: 50–80 % höhere maximale Spanflussraten gegenüber UGIMA® 4404HM.

Drehen (kalt, Drehteilefertigung): Schruppdrehen: +30 % Produktivität vs. UGIMA® 4404HM. Schlichtdrehen: Erreichen der Drehzahlgrenze (8000 min⁻¹), mindestens +10 % Produktivität.

Bohren (Hartmetall, beschichtet): 45–90 % Steigerung der maximalen Spanflussraten.

Ausstechen: 100 % Produktivitätssteigerung gegenüber UGIMA® 4404HM.

Wärmebehandlung

Lösungsglühen: 1020–1120 °C, lange Haltezeit, schnelles Abkühlen an Luft oder Wasser. Stellt geringste mechanische Werte, hohe Duktilität und optimale Korrosionsbeständigkeit her.

Warmumformung (Schmieden)

Schmiedetemperatur: 950–1250 °C, optimal 1050–1250 °C. Hohe Umformkräfte (deutlich über C-Stählen). Abkühlung an Luft oder Wasser möglich.

Lieferbare Formate

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

Weitere Formate auf Anfrage.

Schweißen

Schweißbar mit den meisten Lichtbogenverfahren (MIG/WIG, mit/ohne Zusatzwerkstoff, Stabelektroden, Plasma), Laser, Widerstand (Punkte/Nähte), Reibung, Elektronenstrahl. Starke Neigung zu Heißrissen erfordert minimierte Lichtbogenenergie und Begrenzung des Laserschweißens.

Zusatzwerkstoff: UGIWELD™ 316LM für mindestens gleichwertige Korrosionsbeständigkeit.

MIG-Schutzgas: Ar + max. 2–5 % CO₂/O₂; teilweiser He-Ersatz (<20 %), wenige % H₂ möglich; N₂ vermeiden (Heißrissgefahr).

WIG-Schutzgas: Reines Ar; He (<20 %) und H₂ möglich; N₂ vermeiden.