UGI 4057 AIR: Hoogpresterend martensitisch roestvrij staal voor superieure corrosieweerstand

UGI 4057 AIR is een martensitisch roestvrij staal met nikkeltoevoeging. De 15% chroomgehalte zorgt voor een hogere corrosieweerstand dan klassieke martensitische roestvrije stalen zoals AISI 410 of 420. De balans tussen legeringselementen (chroom, nikkel en koolstof) is zorgvuldig gekozen om na austenisering een bijna volledig martensitische structuur te verkrijgen (met beperkte hoeveelheden resterend austeniet en delta-ferriet) voor optimale sterkte. Deze kwaliteit wordt bij voorkeur in de aangehaarde en aangelaten toestand geleverd, wat een breed scala aan mechanische eigenschappen biedt, afhankelijk van de aantastingstemperatuur.

Microstructuur en zuiverheid

De microstructuur in de aangehaarde en aangelaten toestand is volledig martemitisch met fijn chroomcarbiden. Delta-ferriet wordt bijna volledig geëlimineerd door warmwalzen en austenisering (delta-fractie < 5% is gegarandeerd). De volgende microzuiverheid, volgens ASTM E45/A, is gegarandeerd op UGI 4057 AIR:

Voor toepassingen die een verbeterde microzuiverheid vereisen, is UGI 4057 AIR ook beschikbaar in een ESR-geraffineerde versie.

Magnetische eigenschappen

UGI 4057 AIR is bij kamertemperatuur tot 727°C (Curie-temperatuur) ferromagnetisch. De magnetische eigenschappen zijn semi-hard en veranderen aanzienlijk door aantasting. De evolutie met aantasting wordt weergegeven in het grafiek in de bijbehorende datasheet.

Eigenschappen

Algemeen

Mechanisch

Thermisch

Elektrisch

Chemische samenstelling

Technologische eigenschappen

Toepassingsgebieden

UGI 4057 AIR wordt veel gebruikt in zwaar belaste onderdelen waar goede corrosieweerstand essentieel is in het ontwerp, zoals vliegtuigbevestigingen, pompassen en klepassen. Het voldoet ook aan de eisen van EN10272 met betrekking tot drukvaartuigen.

Corrosie-eigenschappen

Deze legering heeft een goede atmosferische corrosieweerstand en is een van de beste standaard martensitische kwaliteiten voor corrosieweerstand; alleen gestructureerd geharde kwaliteiten zoals UGIMA® 4542 hebben een hogere weerstand (onder martensitische kwaliteiten). Het is ook bestendig tegen bepaalde petroleum- en organische producten.

Let op: De corrosieweerstand van roestvrij staal hangt af van veel factoren gerelateerd aan de samenstelling van de corrosieve atmosfeer (chlorideconcentratie, aanwezigheid of afwezigheid van oxidatiemiddelen, temperatuur, pH, roeren of niet roeren, enz.), evenals de voorbereiding van het materiaal (oppervlaktes vrij van metaaldeeltjes, oppervlakteafwerking, zoals verharding, polijsten, enz.). Voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen voor bepaalde tests zoals de natriumchloride-misttest (ISO 9227): bijvoorbeeld merklabels (die corrosie-uitlopers kunnen veroorzaken en de testweerstandstijd kunnen verminderen) mogen niet op het monster worden gebruikt.

Warmtebehandeling

Warmtebehandelingen op UGI 4057 AIR bestaan uit twee stappen:

• Austenitisering: Doel is om koolstof op te lossen en een harde, oververzadigde martemiet te verkrijgen.
• Aantasting: Doel is om de mechanische eigenschappen aan te passen voor de toepassing (sterkte/zwaarte compromies). Een enkele of dubbele aantasting kan worden uitgevoerd, afhankelijk van de klantspecificatie.

Austenitisering: Wordt uitgevoerd in het bereik 950°C tot 1030°C, met een houdtijd van minimaal 30 minuten. Afkoeling moet voldoende snel zijn om korrelgrensuitzetting te vermijden (nadelig voor zwaarte), maar niet te snel om kwetsvorming te voorkomen. Olieafkoeling (met een matig drastisch medium) of luchtkoeling kan worden toegepast, afhankelijk van de afmetingen van de te behandelen onderdelen.

Aantasting: Aantastingcondities kunnen variëren afhankelijk van klantspecificaties. Sommige specificaties vereisen een dubbele aantasting (om verse martemiet na de eerste aantasting te ontspannen), terwijl andere een enkele aantasting vereisen. Dankzij de lage resterende austenietinhoud na austenitisering kan UGI 4057 AIR indiferent worden aangelaten met dubbele of enkele behandeling. Voor de QT900 zijn de aanbevolen aantastingroutes:

• 640 °C / 4u / AC + 610 °C / 4u / AC (dubbele aantasting)
• 650 °C / 4u / AC (enkele aantasting)

Zachtgluien/ontharden: Volledig zachtgluien is onpraktisch vanwege de lange benodigde afkoeltijd. In plaats daarvan kan de volgende semi-zachtgluiprocedure worden toegepast:

• Austenitisering bij een rather lage temperatuur om globulaire carbiden te vormen, typisch bij 800°C gedurende 2 uur, gevolgd door ovenafkoeling tot 600°C en luchtkoeling eronder.
• Hochtemperatuuraantasting bij 680-700°C gedurende 4 uur, gevolgd door luchtkoeling.

Warmvormen

UGI 4057 AIR is geschikt voor smeden. Het wordt langzaam opgewarmd tot 850°C, daarna sneller tot 1150/1180°C voor smeden tussen 1180°C en 950°C. Smeden moet worden gevolgd door een spanningsovervrijmakende warmtebehandeling bij 200°C of zachtgluien tussen 750 en 850°C of verharden en aantasten.

Beschikbare producten

Lassen

Mits bepaalde voorzorgsmaatregelen worden genomen, kan UGI 4057 AIR aan de meeste booglassen- of weerstandlassen-technieken worden onderworpen in aangelaten, geharde of zachte toestand.

Om elk risico op koudscheuring na lassen te voorkomen, moet UGI 4057 AIR worden voorverwarmd tot tussen 200 en 300°C en de temperaturen tussen passes op minimaal 200°C worden gehouden. Een aantastingwarmtebehandeling bij 650°C is ook vereist na lassen.

Als een vullingmetaal nodig is, wordt een vullingsdraad met een vergelijkbare samenstelling als UGI 4057 AIR aanbevolen, vooral als de mechanische eigenschappen van het letselmetaal gelijk moeten zijn aan die van het basismetaal. Indien niet, kan AWS E/ER310 austenitische draad worden gebruikt.

Ar + 1 tot 3% CO₂ of O₂ beschermingsgassen worden aanbevolen voor MIG-lassen. Gas met H₂ mag niet worden gebruikt. Gecoate elektroden moeten voor het lassen in de oven worden gedroogd.