UGI® 4545 AIR: Hoogsterkte, Vermoeidingsbestendig Luchtvaartkwaliteit Roestvrij Staal

Warmtebehandelingen op UGI®15-5PH AIR bestaan uit twee stappen:

• Ongesteld maken, met als doel legeringselementen, met name Cu, in oververzadigde martensiet te krijgen
• Uitlaag, met als doel Cu neerslagen te laten uitvallen (uitlaagharding) en in sommige gevallen herstelde austeniet te vormen om de zwaarte te vergroten. De mechanische eigenschappen, de afweging tussen sterkte en zwaarte, worden aangepast door de uitlaagtemperatuur.

Ongesteld maken: Oplossingsgloven wordt uitgevoerd rond 1030-1050°C, en wordt onderbroken door olieafkoeling of alternatief door luchtverkoeling voor kleine doorsnede-onderdelen. In deze toestand (toestand A) is de hardheid tussentijds omdat Cu-uitlaagharding niet effectief is. Daarom wordt de A-toestand vaak gekozen voor bewerkings- of koudvervormingsoperaties. In dat geval raden we een stressontspanningsbehandeling aan bij 300°C gedurende 1 uur na ongesteld maken, om het materiaal te stabiliseren en kwetscheurproblemen te voorkomen.

Uitlaag: Uitlaagbehandelingen worden na oplossingsbehandeling uitgevoerd om Cu-rijke fasen te laten neervallen en mechanische eigenschappen aan te passen. Na uitlaag is het materiaal in de oplossings- en uitgelopen toestand, ook wel H-toestand genoemd. Uitlaagbehandelingen kunnen worden uitgevoerd tussen 480°C (toestand H900) en 620°C (toestand H1150). De toestand H900 correspondeert met de piek van hardening, waarvoor de Cu-neerslagen een maximum aan hardheid induceren. Bij hogere temperaturen daalt de hardheid/sterkte met toenemende uitlaagtemperatuur, door de groei van de neerslagen. Vanaf 580°C wordt er tijdens de uitlaag enige herstelde austeniet gevormd, wat resulteert in een toename van de zwaarte maar een daling van de sterkte. De toestand H1025 wordt vaak door klanten gekozen omdat het leidt tot een optimale afweging tussen sterkte en zwaarte.

Zacht maken: De laagste sterkte of hardheid wordt verkregen na de thermische cyclus H1150M, bestaande uit een oplossingsgloven gevolgd door een aanlopen bij 760°C gedurende 2 uur en een uitlaag bij 620°C gedurende 4 uur. Na deze warmtebehandelingscyclus zijn de mechanische eigenschappen: Rm = 780 MPa, Rp0,2 = 710 MPa, HRC < 32 HRC, wat aanzienlijk lager is dan toestand A.

• 1/4 volume 52% salpeterzuur (36° Baumé)
• 3/4 volume water
• Kamertemperatuur
• Duur moet worden aangepast
• Nauwkeurig afspoelen na afloop van het proces

UGI®15-5 PH AIR kan zonder voorverhitting worden gelast, met de meeste lasttechnieken: GMAW of GTAW (met of zonder vuldraad), LASER, weerstand of elektronenbundellassen, etc. Als de mechanische kenmerken van de lastzone op hetzelfde niveau moeten zijn als die van het basismateriaal, mag geen vullingmetaal of homogeen vullingmetaal (zoals AWS E/ER 630) worden gebruikt en moet een na-last warmtebehandeling van uitlaagharding (zie de verschillende PH warmtebehandelingen op pagina 4) op de last worden uitgevoerd. Als de mechanische kenmerken van de lastzone niet op hetzelfde niveau hoeven te zijn als die van het basismateriaal, kan een vullingmetaal zoals ER308LSi (19 9 L Si) worden gebruikt.

Als er geen uitlaagharding warmtebehandeling na lassen wordt gedaan, kan een stressontspanningsbehandeling bij 250/300°C nuttig zijn om de zwaarte van de WIZ te vergroten en elk risico op koude scheuringen door hun als-gelaste martensitische microstructuren te vermijden. Bovendien moet worden herhaald dat het lasontwerp rekening moet houden met de zorg die vereist is voor alle hoge stalen met hoge strekgrens: uitsparingen en plotselinge veranderingen in doorsnede vermijden. Voor GMAW raden we het gebruik van een beschermgas aan bestaande uit Ar+1%CO₂ of 1-2%O₂; voor GMAW evenals voor GTAW moeten gassen die H₂ en N₂ bevatten worden vermeden.