UGI® 4542: Hochfester martensitischer PH-Edelstahl mit exzellenter Korrosionsbeständigkeit

Überblick

UGI® 4542 ist ein martensitischer PH-Edelstahl (Auscheidungshärtung) für Bauteile, die hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit vereinen müssen.

Einzigartig ist die Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, die mit austenitischen 1.4301/1.4307 (304/304L) vergleichbar ist, und einem breiten einstellbaren Eigenschaftsprofil durch Wärmebehandlung. So lassen sich sowohl höchste Zugfestigkeiten als auch Anwendungen mit hoher Schlagzähigkeit realisieren.

Das Gefüge ist martensitisch mit Ferrit-Einschlüssen. Je nach Wärmebehandlungszustand können auch Reste von Austenit und Kupferausscheidungen vorliegen. UGI® 4542 ist ferromagnetisch; die magnetischen Eigenschaften variieren mit dem metallurgischen Zustand.

Kennwerte

Allgemein

Eigenschaft	Wert
Dichte	7,75 g/cm³

Mechanisch (maximale Werte nach Norm)

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Elastizitätsmodul	197 GPa
Härte Brinell	363 HB	max., EN 10088-3
Härte Rockwell C	38 HRC	max., ASTM A564
Zugfestigkeit	1200 MPa	max., ASTM A564, EN 10088-3

Thermisch

Eigenschaft	Wert
Wärmeausdehnungskoeffizient	1,08·10⁻⁵ 1/K
Wärmeleitfähigkeit	17 W/(m·K)

Elektrisch

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

Magnetisch

Eigenschaft	Wert	Bemerkung
Koerzitivfeldstärke	3420 A/m
Relative Permeabilität	38	bei 200 Oe bzw. 100 Oe
Relative Permeabilität	59	bei 200 Oe bzw. 100 Oe

Chemische Zusammensetzung

Element	Gehalt	Bemerkung
Kohlenstoff	0,06 %	max.
Chrom	15,0 – 16,5 %
Kupfer	3,0 – 4,0 %
Mangan	1,0 %	max.
Molybdän	0,5 %	max.
Nickel	4,0 – 5,0 %
Niob	0,45 %	max., min. 5×C
Phosphor	0,03 %	max.
Silizium	0,6 %	max.
Schwefel	0,03 %	max.

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

• Freizeit-Schifffahrt (Propellerwellen, Beschläge)
• Lebensmitteltechnik (Förder- und Handhabungstechnik)
• Energieerzeugung (Kernkraftwerke)
• Bauwesen und Automobilindustrie

Korrosionsbeständigkeit

UGI® 4542 bietet ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, vergleichbar mit 18 Cr-8 Ni austenitischen Stählen in den meisten Medien. Das Gefüge macht es unempfindlich gegen interkristalline Korrosion und hochbeständig gegen Korrosionsermüdung und Spannungsrisskorrosion. Hervorragende Erosionskorrosionsbeständigkeit durch die Kombination hoher mechanischer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Bei Kombinationen mit unedleren Werkstoffen (Aluminium, Baustahl) in atmosphärischer Umgebung besteht keine Kontaktkorrosionsgefahr (fehlendes Elektrolyt). In kritischen Fällen (kurzzeitiges Eintauchen, Flüssigkeitstaschen) schützt eine isolierende Silikondichtung.

Entkontamination (falls nötig): 1 Vol. 52 % Salpetersäure (36° Bé), 1 Vol. Wasser, Raumtemperatur, kurze Dauer, gründlich spülen.

Die Korrosionsbeständigkeit hängt von vielen Faktoren ab (Chloridkonzentration, Oxidationsmittel, Temperatur, pH, Bewegung, Oberflächenzustand). Bei Tests (z. B. Salznebel nach NFX 41002) keine Etiketten auf Proben kleben (Korrosionsausläufer).

Umgebung	Verhalten
Salpetersäure	Gut
Phosphorsäure	Eingeschränkte Verwendung
Schwefelsäure	Eingeschränkte Verwendung
Essigsäure	Mittel
Natriumcarbonat	Mittel
NaCl (Salznebel)	Gut
Feuchtigkeit	Sehr gut
Meerwasser	Eingeschränkte Verwendung
Öl/Gas	Eingeschränkte Verwendung

Wärmebehandlung

Nach ASTM A564/A564M und EN 10088-3.

• Weichglühen: 1030–1050 °C → weicher Martensit (~35 HRC). Empfohlen: Ausdehnungsglühen 1–2 h bei 250–300 °C (keine signifikante Eigenschaftsänderung).
• Aushärten (Auscheidungshärtung): Nach Glühen mittels mittlerer Temperaturbehandlung. Max. Härte ~42 HRC (Schlagzähigkeit ~3 daJ/cm²) durch Anlassen bei ~480 °C (1 h).
• Anlassen (Weichglühen): 550–760 °C (normabhängig). Für erneutes Härten erneutes Weichglühen nötig.
• Geglühte Stäbe eignen sich für Aushärten an Fertigteilen. Aus angelassenen Stäben gefertigte Teile müssen vor Härten erneut geglüht werden.

Warmumformung

Gut schmiedbar. Aufheizen 1150–1200 °C, Schmieden 1200–950 °C. Abkühlung an Luft, Wasser oder Öl. Erhaltene Teile nutzbar als:

• Geglüht (mit Ausdehnungsglühen 1–2 h bei 250–300 °C)
• Gehtärtet (optional Glühen + Anlassen 1 h bei 480 °C)
• Angelassen (optional Glühen + normgerechtes Anlassen für gewünschte Eigenschaften)

Lieferformen (Stäbe, rund)

Oberfläche	Toleranz	Größe (mm)
Gedreht, blank	k12 – k13	22 – 115
Geschält & poliert	h11 – h10 – h9	22 – 115
Zentrierschliff	h9 – h8 – h7	5 – 115
Kaltgezogen	h9	5 – 21

Schweißen

Schweißbar ohne Vorwärmen per MIG, TIG (mit/ohne Zusatz), Laser, Widerstand, Elektronenstrahl.

• Nähte haben geglühtes Gefüge → vorzugsweise Ausdehnungsglühen (1–2 h, 250–300 °C) oder Härten/Anlassen.
• Bei autogenem Schweißen oder homogenem Zusatzwerkstoff können Schweißnahteigenschaften dem Grundwerkstoff entsprechen.
• Konstruktionsbedingt: Kerben und plötzliche Querschnittsänderungen vermeiden (hohe Streckgrenze).
• MIG-Zusatzwerkstoff: Schutzgas Ar + 1 % CO₂ oder 1–2 % O₂; H₂/N₂-haltige Gase vermeiden. Draht: ER308LSi (1.4316) oder homogener 630 (17-4PH).