UGI® 4062 Helde Staven – Hoogpresterend duplex roestvrij staal voor kosteneffectieve corrosieweerstand

UGI® 4062 is een austenitisch-ferritisch (duplex) roestvrij staal met een minimum van 22% chroom en 2% nikkel, speciaal ontworpen als een economisch interessante alternatief voor graden van de typen 1.4301/1.4307 (AISI 304/304L) en 1.4310 (AISI 302/301).

Deze graad heeft hoge mechanische eigenschappen en de corrosieweerstand is vergelijkbaar met die van graden 1.4301/1.4310.

Slagzwaartegegevens: Deze graad is deels ferrietisch en heeft een duktil-brijbreuk-übergangstemperatuur, wat het gebruik beperkt bij grote staafafmetingen bij lage temperatuur.

Na oplossingsgloven in het temperatuurbereik 980°C – 1.050°C, met water-, olie- of luchtkoeling, bestaat UGI® 4062 uit ferriet en austeniet in vergelijkbare hoeveelheden. Hierdoor is het deels ferromagnetisch (het kan 'gemagnetiseerd' worden). Bij sterke koude vervorming (draadtrekken, etc.) transformeert een deel van het austeniet in martensiet en wordt UGI® 4062 magnetischer.

Het wordt niet aanbevolen UGI® 4062 boven 300°C te gebruiken om al zijn eigenschappen te behouden (zie paragraaf warmvervorming).

Eigenschappen

Algemeen

Mechanisch

Thermisch

Elektrisch

Chemische samenstelling

Technologische eigenschappen

Toepassingsgebieden

UGI® 4062 kan in de meeste toepassingen worden gebruikt waar de volgende graadtypes worden toegepast: 1.4301 (AISI 304), 1.4307 (AISI 304L) of 1.4310 (AISI 302/301). Deze toepassingen zijn:

• Vormen
• Koudgevormde profielen
• Puntgelaste constructies
• Vlechten, veren
• Filtratie
• Decoratie
• Gedraaide stangen
• assen
• Gesmede onderdelen
• Staalconstructies
• Betonwapeningskaders, ...

Koudvormen

UGI® 4062 is geschikt voor koude transformatie met conventionele methoden. UGI® 4062 kan harder worden koudversterkt dan de 1.4301 austenitische graad (AISI 304) die stabieler is; daarentegen kan UGI® 4062 op vergelijkbare wijze worden koudversterkt als de 1.4310 austenitische graad (AISI 302). Vanaf ongeveer 40% koude vervorming transformeert een deel van het austeniet geleidelijk in martensiet, wat de magnetische karakteristiek van de graad verhoogt. Een nieuwe oplossingswarmtebehandeling tussen 950 en 1.050°C herstelt de duktiliteit van UGI® 4062.

Draadtrekken: Typische verharde curve is beschikbaar in het afbeeldingsgedeelte van de datasheet.

Buigen – Vormslaan: De koud getransformeerde draad, in toestand 2D, is geschikt voor buigen. Bijvoorbeeld, draden van 10 mm diameter werden gebogen tot 180° op een straal die 2,5 keer groter was dan de draaddiameter. Er werd een correcte uitstraling waargenomen, met lage ruwheid, van de gerekte flank, zonder sinaasappelschil-oppervlak, vergeleken met 1.4307 (304L).

Verenfabricage: UGI® 4062 kan in koudversterkte draad worden gebruikt voor de fabricage van veren. De stijfheid van deze veren overschrijdt die van veren gemaakt van 1.4310 met 20 tot 25%. Een stabilisatiewarmtebehandeling zal na het walsen op de veren worden uitgevoerd, bij voorkeur gedurende 5 minuten tussen 450°C en 480°C. Deze warmtebehandeling, toegepast op UGI® 4062, maakt het mogelijk om een betere slapageweerstand tussen 20 en 300°C te verkrijgen dan die van de 1.4310 graad.

Corrosie-eigenschappen

Uniforme corrosie: Deze corrosiemodus treedt voornamelijk op in de chemische industrie tijdens de productie van zwavel- of fosforzuur. Een versnelde test om dit type corrosie te simuleren wordt uitgevoerd door de oplossingsdichtheid of activiteitsstroomdichtheid te meten op een polarisatiecurve in een zwavelzuuromgeving van 2 mol/liter (200 g/liter) bij 23°C. De grafiek geeft de waarden van de oplossingsstroom in µA/cm² van UGI® 4062 en 1.4301 op draadstang (na mechanische polishing met SiC 1200 papier). Hoe lager de waarden, hoe beter de uniforme corrosieweerstand.

De graad UGI® 4062 heeft een uniforme corrosieweerstand vergelijkbaar met die van de 1.4301 graad (in de bovengenoemde versnelde testcondities).

Putcorrosie: Dit is de meest voorkomende corrosiemodus. Het is voornamelijk te wijten aan het nadelige effect van chloride-ionen op zwavelinclusies; het resulteert visueel in kleine corrosievlekken. De formule PREN (Putindex) = %Cr + 3,3%Mo + 16%N maakt het mogelijk om het lokale putcorrosiegedrag benaderend in te schatten: de gemiddelde waarde is ongeveer 27 voor duplex UGI® 4062, terwijl deze ongeveer 20 is voor een samenstelling van het 1.4301 type. Twee versnelde tests werden geselecteerd: zoutneveltest en putpotentiaaltest.

NEUTRALE ZOUTNEVEL / Standaard ASTM B117: Deze test bestaat uit het verven van een natriumchloride-oplossing geconcentreerd tot 5% in gewicht (0,86 mol/liter NaCl bij 35°C; neutrale pH) in een behuizing. De bloottijd vanaf het moment dat de eerste corrosieputjes verschijnen, wordt visueel bepaald. Het resultaat is sterk afhankelijk van de graad maar ook van de geteste oppervlakteconditie. Er werden 10 cm draadstang, diameter 5,5 mm, gemachineerd tot 5 mm, daarna nat gepolijst met SiC 1200 papier blootgesteld; de monsters zijn ontvet met een mengsel van aceton en ethylalcohol. Hars wordt aan de uiteinden van de draadstangen aangebracht om ze te beschermen.

In deze voorbereidingscondities verschenen de eerste corrosieputjes na 1.000 uur voor 1.4301 en na 2.000 uur voor UGI® 4062 duplex.

PUTPOTENTIAAL: Het doel is om, op een polarisatiecurve, de potentiaal te bepalen vanaf welke corrosieputjes zullen verschijnen; hoe hoger de potentiaal, hoe beter de putcorrosieweerstand.

Twee media met neutrale pH werden getest: 0,02 mol/liter NaCl (0,71 g/L chloriden) bij 23°C; 0,86 mol/liter NaCl (30,4 g/L chloriden) bij 35°C.

De grafieken geven de waarden van het putpotentiaal in de bovengenoemde media in mV/SCE (Verzadigd Calomelelektrode) voor twee oppervlaktecondities: draadstang mechanisch gepolijst met SiC1200 papier en onbewerkte, ongepolijste draadstang.

De graad UGI® 4062 biedt een betere putcorrosieweerstand vergeleken met de 1.4301 graad (in de bovengenoemde versnelde testcondities).

Spaltcorrosie: Deze corrosiemodus verschijnt in ingeperkte omgevingen waarvan de hoofdkarakteristiek is dat ze zuur worden tijdens het corrosieproces; een van de parameters die deze modus simuleert, wordt voorgesteld door de depassiverings-pH, nl. de pH van oplossing van de passieve laag. Deze pH wordt bepaald door een electrochemische test, door een polarisatiecurve op te stellen in een natriumchloride-medium van 2 mol/liter bij 23°C. Hoe lager de depassiverings-pH, hoe beter de spaltcorrosieweerstand. De grafiek in het afbeeldingsgedeelte van de datasheet geeft de waarden van de depassiverings-pH.

UGI® 4062 biedt een betere spaltcorrosieweerstand dan de 1.4301 graad (in de bovengenoemde versnelde testcondities).

Interkristallijne corrosie: UGI® 4062 geeft een conform resultaat in de Strauss-test (ASTM A262 praktijk E).

Spanningscorrosiecracking: De austenitisch-ferritische graden hebben een betere weerstand tegen deze corrosiemodus dan austenitische graden. In het EFC 17 medium van de Europese Federatie voor Corrosie (165 g/L natriumchloride; pH = 4,5) voor een waterstofsulfide-druk varierend van 0,05 tot 0,5 bar en bij 80°C, werden geen scheuren gedetecteerd op UGI® 4062 proefstukken belast tot 100% Rp0,2, na 720 uur test.

Algemene bewerkbaarheid

Draaien: Bij draaioperaties is UGI® 4062 op hetzelfde niveau als de 1.4301 graad (AISI 304) wat slijtage van snijgereedschappen betreft (Vb15/0,15 test met gereedschap SECO TM2000 CNMG 120408-MF4). Echter, aanpassing van de snijplaten kan noodzakelijk worden om dezelfde productiviteit te behouden als met 1.4301 (AISI 304), met name omdat de UGI® 4062 spanten minder gemakkelijk breken, wat draai-problemen kan veroorzaken.

Warmtebehandeling

Oplossingsgloven: Om de hardheid te verlagen en de duktiliteit van UGI® 4062 na koudbewerking te herstellen, kan een warmtebehandeling worden uitgevoerd gedurende 30 tot 60 minuten tussen 950°C en 1.050°C, gevolgd door snelle afkoeling.

Warm vormen

UGI® 4062 heeft voldoende bewerkbaarheid tussen 1.000°C en 1.200°C. Bij gelijke temperatuur zijn de smedkrachten van UGI® 4062 lager dan die van austenitische roestvrije stalen, en de duktiliteit is iets lager. Het wordt aanbevolen om het op te warmen tussen 1.150 en 1.200°C en na warm transformeren snel af te koelen (met olie of water) om broswordende uitzettingen te voorkomen die tussen 850°C en 400°C kunnen verschijnen; dit is de reden waarom bedrijfstemperaturen boven 300°C niet worden aanbevolen.

Boren: Bij boren met HSS-boorkoppen van 4 mm diameter (Perfor HSS 6-5-2) zonder centrale vloeistofkoeling, toestaat UGI® 4062 maximale spaanstromen 40% groter dan die verkregen met 1.4301 (AISI 304) dankzij een verbreedde Optimum Werkzone (OWZ*) naar hoge voedsnelheden. Bij boren met 6 mm eendraads beklede hardmetaal boorkoppen (Gühring RT100F) met centrale vloeistofkoeling, toestaat UGI® 4062 maximale spaanstromen 25% groter dan die verkregen met de 1.4301 graad dankzij een verbreedde Optimum Werkzone (OWZ*).

Overige

Beschikbare producten:

Andere presentaties: raadpleeg de leverancier.
Voor plat product neem contact op met Industeel Arcelor Mittal Group.

Oppervlaktebehandeling

Beizen / Passiveren / Elektropolijsten: De bedrijfscondities die doorgaans worden gebruikt voor een 1.4301 austenitisch roestvrij staal moeten per geval worden aangepast (raadpleeg ons).

Lassen

UGI® 4062 kan worden gelast met de volgende processen: wrijvlassen, weerstandlassen, booglassen met of zonder vullingmetaaldraad (MIG, TIG, beklede elektrode, plasma, flux, etc.), LASER-bundellassen, elektronenbundellassen, etc.

Omdat er geen molybdeen in UGI® 4062 zit, genereert deze graad geen risico's op vorming van brosse fase (sigma-fase) tijdens lasoperaties. De lasbaarheid is vergelijkbaar met die van de 1.4307 graad (AISI 304L). In vergelijking met deze graad biedt UGI® 4062 zelfs een betere garantie wat betreft het voorkomen van hete scheuren tijdens lassen.

Echter, om de slagzwaarte van de lassen te optimaliseren, wordt ten zeerste aanbevolen een lineaire lasenergie te kiezen die hoog genoeg is om de hoeveelheid ferriet in de letselmetaalzone (WMZ) en in de thermisch beïnvloede zone (HAZ) onder 70% te houden. Verschillende vullingmetalen kunnen worden gebruikt om UGI® 4062 te lassen, afhankelijk van de vereiste mechanische kenmerken en corrosieweerstand van de lassen. De belangrijkste typen vullingmetalen zijn:

• ER2307 / 23.7NL / A35N
• ER2209 / 22.9.3NL / A45N
• ER309LSi / 23.12LSi / A309LM

Voorverhitting van de delen voor het lassen wordt niet aanbevolen. Na het lassen mag geen warmtebehandeling worden uitgevoerd, behalve, indien noodzakelijk, afschrikken vanaf T° > 950°C.