UGI® 4539 – Hochleistungs-Austenitischer Stahl für Schwefelsäurebeständigkeit

• Chemische und petrochemische Industrie
• Schwefelsäure-Handhabungsvorrichtungen
• Armbanduhren- und Schmuckkomponenten
• Medizinische und pharmazeutische Anwendungen
• Zellstoff- und Papierindustrie

UGI® 4539 ist recht duktil und lässt sich leicht umformen. Die hohe Festigkeit des stickstoff- und molybdänhaltigen UGI® 4539 wird deutlich, wenn die Spannungs-Dehnungs-Kurven dieser Güte mit den Standard-austenitischen Güten 304/304L verglichen werden.

Obwohl ursprünglich für seine Beständigkeit gegen gleichmäßige Korrosion in Schwefelsäure entwickelt, besitzt er auch eine sehr hohe Beständigkeit gegen eine Vielzahl von Umgebungen. Sein PREN*-Wert zwischen 33 und 38 zeigt, dass das Material eine gute Lochkorrosionsbeständigkeit in warmem Meerwasser und anderen chloridreichen Umgebungen aufweist.

Gleichmäßige Korrosion: Gleichmäßige Korrosion tritt auf, wenn die gesamte Passivschicht zerstört wird. Dies geschieht typischerweise in Säuren oder heißen alkalischen Lösungen. Die folgende Tabelle gibt für verschiedene Lösungen die Temperaturgrenze für eine Korrosionsrate < 0,1 mm/Jahr an:

*Die Temperaturgrenze kann auch durch die Oberfläche beeinflusst werden: Rauheit …

Lokale Korrosion

Lochkorrosion: Chloridionen in neutraler oder saurer Umgebung begünstigen den lokalen Zusammenbruch der Passivschicht. Dadurch können Loch- und Spaltkorrosion fortschreiten und Korrosionsschäden verursachen. Der PREN-Wert dient zum groben Vergleich verschiedener Güten. Zuverlässiger ist die Einstufung nach der kritischen Lochkorrosionstemperatur (CPT). Es gibt verschiedene Methoden, z. B. ASTM G150 mit 1 M NaCl-Lösung (35.000 ppm Chloridionen). Die CPT-Werte sind in der folgenden Tabelle dargestellt:

*(%Cr + 3,3×%Mo + 16×%N) **Die CPT kann auch durch die Oberfläche beeinflusst werden: Rauheit …

Interkristalline Korrosion: UGI® 4539 hat einen sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt. Daher besteht nur sehr geringes Risiko der Karbidausscheidung bei üblicher Wärmebehandlung und Schweißen. Das Risiko interkristalliner Korrosion nach üblicher Wärmebehandlung und Schweißen wird dadurch eliminiert.

Spannungsrisskorrosion: Aufgrund seines hohen Nickel- und Molybdängehalts ist UGI® 4539 hochbeständig gegen Spannungsrisskorrosion in Chloridlösungen, konzentrierten Hydroxidlösungen und in Umgebungen reich an Schwefelwasserstoff (Öl- und Gasmarkt). Das Diagramm auf der Materialseite zeigt für verschiedene Güten den Risswiderstandsbereich in Abhängigkeit von Temperatur und H₂S-Druck: die Grenze für UGI® 4539 ist in Blau dargestellt.

Wie andere austenitische Stähle ist UGI® 4539 zäh und neigt zur Kaltverfestigung. Zudem wird der Schwefelgehalt niedrig gehalten. All das macht es weniger zerspanbar als die Güten 410 und 304. Mit der richtigen Wahl von Werkzeug und Maschinendaten lassen sich jedoch voll zufriedenstellende Zerspanungsergebnisse erzielen.

Lösungseinglühen

Optimale mechanische und Verarbeitungseigenschaften werden nach Lösungseinglühen im Temperaturbereich 1060 °C – 1150 °C mit anschließender rascher Abkühlung an Luft oder Wasser erreicht. Ein Aufenthalt im Temperaturbereich 600 °C – 900 °C muss minimiert werden, um die Bildung spröder und weniger korrosionsbeständiger intermetallischer Phasen zu verhindern.

Härten

UGI® 4539 kann nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden, aber durch Kaltverfestigung.

Schmieden

UGI® 4539 wird üblicherweise auf 1150 – 1180 °C vorgeheizt, das Schmieden erfolgt zwischen 1180 und 950 °C. Nach dem Schmieden muss das Schmiedestück rasch an der Luft oder im Wasser abgekühlt werden, sofern keine Verzugsgefahr besteht.

Verfügbare Produkte:

Andere Formate: Bitte kontaktieren Sie den Lieferanten.

Beizen

Dieser Prozess ist erforderlich, wenn oxidierte Oberflächen durch Erhitzen vorhanden sind. Es muss ein Säurebad verwendet werden: Salzsäure, Schwefelsäure oder gemischte Nitro-Hydrofluorsäuren. Erwärmen des Bades (z. B. auf 50 °C) verkürzt die Einwirkzeit. Abschließend ist ein gründliches Spülen der Oberflächen absolut essenziell.

Passivieren

Edelstähle, insbesondere solche mit hohem Chrom/Molybdän-Gehalt, müssen generell nicht passiviert werden, da sich der Passivfilm spontan an der Luft bildet und nach 24 Stunden eine gewisse Stabilität erreicht. Andererseits können Edelstähle durch Kontakt mit Kohlenstoffstählen oder niedriglegierten Stählen verunreinigt werden: Dieses Phänomen wird als Eisenverunreinigung bezeichnet. In diesem Fall ist eine Passivierung mit Salpetersäure für 30 Minuten bei Umgebungstemperatur erforderlich. Ein abschließendes Spülen oder sogar eine Neutralisation der Oberfläche ist unerlässlich.

Elektropolieren

Die üblichen Elektropolierbedingungen für molybdänhaltige austenitische Stähle können für UGI® 4539 verwendet werden.

Beim Schweißen neigt UGI® 4539 aufgrund seiner voll austenitischen Erstarrungsstruktur zu Heißrissen. Dennoch ist es mit allen Standard-Schweißverfahren für austenitische Edelstähle gut schweißbar. Schweißen ohne Zusatzwerkstoff wird nicht empfohlen, da dies die Neigung zur Heißrissbildung fördert. Bei Verwendung passender Füllwerkstoffe muss darauf geachtet werden, die Wärmeeinbringung auf niedrige Werte zu begrenzen, die zu mangelhafter Verschmelzung führen könnten.

Beim Schweißen muss Pendeln vermieden werden, um die Wärmeeinbringung zu minimieren. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht notwendig, und auch große Querschnitte sind nach dem Schweißen beständig gegen interkristalline Korrosion aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts.