Magnetismus und Rostfreier Edelstahl
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Magnetismus und Rostfreier Edelstahl UGITECH bietet Ihnen ein umfassendes Know-how sowie ein vielfältiges Sortiment von nichtrostenden Stählen für Verwendungszwecke in der Elektrotechnik an: • • • • Austenitische Werkstoffe für nichtmagnetische Teile Ferritische Werkstoffe für weiche, resistive Kerne Martensitische Werkstoffe für mechanische Beanspruchungen Duplexstähle für hohe Korrosionsanforderungen Ein komplettes Angebot: Rund- oder Sechskantstahl Spezielle Profile und Durchmesser auf Anfrage Metallurgischer Zustand und Ausführungen: • gezogen • gezogen, geschliffen • gezogen, magnetisch weichgeglüht, geschliffen (ferritische Werkstoffe) Zur Qualifizierung von ferromagnetischen Werkstoffen setzt UGITECH verschiedene genormte Instrumente für magnetische Messungen ein: Permeameter (IEN 60604-4/ ASTM A341/A341M), Koerzimeter (IEN 60604-7), Gaussmeter, Sigmameter. Hc (A/m) µmax Maximale relative Permeabilität / koerzitive Feldstärke in Abhängigkeit vom Grenzwert 3000 2500 2500 2000 2000 1500 1500 Martensitische Werkstoffe Ferritische Werkstoffe 1000 1000 0 Duplexstähle 500 500 200 Martensitische Werkstoffe Duplexstähle 400 800 Ferritische Werkstoffe 1000 1200 RP 0,2 (MPa) 0 200 400 600 800 1000 1200 RP 0.2 (MPa) 02 Für nichtmagnetische Anwendungen: Austenitische Stähle von UGITECH Viele Verwendungszwecke setzen stabile nichtmagnetische Eigenschaften voraus. Hier bieten sich austenitische Werkstoffe aufgrund folgender Merkmale an: • Korrosionsbeständigkeit, mechanische Eigenschaften, • sehr niedrige Permeabilitätswerte. Vorsichtsmaßnahmen bei der Werkstoffauswahl und Verarbeitung Manche austenitische Werkstoffe können bei der Kaltumformung eine martensitische Phase mit ferromagnetischen Eigenschaften bilden. Die Auswahl des geeigneten Werkstoffs ist deshalb wichtig. UGITECH bietet für diese Verwendungszwecke verhältnismäßig transparente Werkstoffe an: UGI 305-2 (1.4303) oder UGI 202N. Beispiele für die Veränderung der relativen Permeabilität bei Draht je nach Werkstoff und Kaltverfestigungsstufe. a) (u 30 gr gs st ig un 20 ad 3 al tv er fe 10 2 0 K Relative Permeabilität 4 1 303 Ima Güten 03 304 304L + Cu Ima 305-2 Kaltverfestigungsstufe 0 10 20 30 305-2 1.004 1.004 1.004 1.005 304L + Cu Ima 1.005 1.005 1.012 1.082 304 1.012 1.046 1.626 3.09 303 Ima 1.003 1.05 1.62 3.42 Für magnetische Anwendungen: Ferritische Stähle von UGITECH UGITECH bietet eine spezifische Werkstoffauswahl für magnetische Anwendungen an. + Magnetismus UGIPERM 12FM 4016L + Mechanische Eigenschaften + Höhere Korrosionsbeständigkeit - Zerspanbarkeit 4105Si + Höhere Korrosionsbeständigkeit IMRE 4511 + Schweißbarkeit + Höhere Korrosionsbeständigkeit + Magnetismus - Zerspanbarkeit Ugiperm 12FM: • Nichtrostender ferritischer Stahl mit 12 % Chrom, mit oder ohne Schwefelgehalt • Die Werkstoffreferenz mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften : sehr gute Permeabilität und niedrige Koerzitivfeldstärke • Ausreichende Korrosionsbeständigkeit für die Automobilindustrie (Kraftstoffe) • Hohe Sättigungsinduktion und hoher spezifischer Widerstand Der Werkstoff ist besonders für anspruchsvolle Anwendungen mit kurzen Reaktionszeiten geeignet: Elektroeinspritzung, Magnetventile, Magnetsensoren, Magnetbremsen. UGI 4105Si: • Aufgeschwefelter nichtrostender Stahl mit 17 % Chrom und 1,5 % Silicium entsprechend der Legierung 2 der Norm ASTM A838/838M • Kompromiss zwischen Korrosionsbeständigkeit und magnetischen Eigenschaften • 2 magnetische Stufen bei geglühten Stäben je nach Bedarf des Kunden Der am häufigsten eingesetzte Werkstoff in Einspritzsystemen von Kraftfahrzeugen, z.B. für Magnetventile. IMRE: • Aufgeschwefelter nichtrostender Stahl mit 18 % Chrom, 1,5 % Silicium und 1,5 % Molybdän • Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in wässerigen, insbesondere chloridhaltigen Medien • Magnetismus ähnlich wie UGI4105Si Wird häufig zur Herstellung von Magnetventilen verwendet. UGI 4016L: • Nichtrostender Stahl mit 17 % Chrom und niedrigem Schwefelgehalt • Magnetische Eigenschaften ähnlich wie UGI 4105Si, geringerer spezifischer Widerstand, jedoch höhere mechanische Eigenschaften Werkstoff für Anwendungen in der Automobilindustrie UGI 4511: • Niobstabilisierter nichtrostender Stahl mit niedrigem Schwefelgehalt • Ein Chromgehalt von 17 % ermöglicht den Einsatz in aggressiveren Medien • Magnetische Eigenschaften ähnlich wie bei Ugiperm 12FM • Optimaler Kompromiss von Korrosionsbeständigkeit und magnetischen Eigenschaften Werkstoff für Anwendungen in der Automobilindustrie – Herstellung von Magnetventilen 04 Beispiel : Positionierung nach maximaler Permeabilität / spezifischem elektrischem Widerstand Maximale Permeabilität Diagramm Maximale relative Permeabilität einiger ferritischer Werkstoffe in Abhängigkeit vom spezifischen Widerstand 3000 1.4511 Ugiperm 12FM 2500 2000 1500 1.4105B Ugiperm17 1.4105Si IMRE 1000 0 1.4724 1.4114 60 70 80 90 100 Spezifischer Widerstand (µΩ.cm) Allgemeine Eigenschaften der Werkstoffe für magnetische Anwendungen Sättigungsfeld (T) Koerzitivfeld stärke* (A/m) Maximale Permeabilität IMRE UGI 4105Si Ugiperm 12FM Ugiperm 17 UGI 4511 1.60 1.60 1.70 1.65 1.67 150 bis 200 130 bis 200 100 bis 125 150 bis 200 100 bis 150 1100 bis 2000 1200 bis 2200 2000 bis 3000 1000 bis 2000 2000 bis 3000 Remanente Magnetisierung* (T) 0.25 bis 0.8 0.5 bis 0.9 0.5 bis 0.7 0.5 bis 1 0.5 bis 1 Spezifischer elektrischer Widerstand (µΩ.cm) 76 77 78 60 60 Geeignete Umgebung Zerspanbarkeit Kraftstoffe, Kraftstoffe, Kraftstoffe, Kraftstoffe, wässerige Kraftstoffe, wässerige Medien wässerige Medien chloridhaltige Medien mit mittlerem chloridhaltige mit mittlerer mit mittlerer wässerige Medien mit Chloridgehalt wässerige Medien Aggressivität Aggressivität mittlerer Aggressivität Beispiel : mit mittlerer und geringem und geringem (Beständigkeit in Getränkemaschinen Aggressivität Chloridgehalt Chloridgehalt schweißbaren Zonen) verbessert verbessert verbessert oder Standard Standard Standard * Messung bei Sättigung des Werkstoffs UGITECH stimmt den metallurgischen Zustand seiner Werkstoffe auf die Anforderungen Ihres Produktes ab.Um ein weiches ferromagnetisches Verhalten zu erzielen, müssen entweder die Stäbe oder die bearbeiteten Teile einer magnetischen Glühung unterzogen werden. Die Wärmebehandlung wird auf den betreffenden Werkstoff sowie die erforderlichen magnetischen Eigenschaften abgestimmt, um ein optimiertes metallurgisches Gefüge zu erhalten. Folgendes Mikrogefüge desselben Werkstoffs mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften nach zwei unterschiedlichen Behandlungen. Dieses Beispiel verdeutlicht den Einfluss der Korngröße auf die Koerzitivfeldstärke. A/ B/ Schliffbild des Werkstoffs 1.4511, mit magnetischer Glühung bzw. unbehandelt. Einfluss auf die Koerzitivfeldstärke. A/ Nicht behandelt - Hc = 350 A/m B/ Behandelt - Hc = 140 A/m 200 µm 05 200 µm Der Kompromiss: Martensitische Stähle Nichtrostende martensitische Stähle zeichnen sich durch gute magnetische Eigenschaften sowie hohe mechanische Werte aus. Die Magnetisierung und Entmagnetisierung dieser Stähle ist jedoch schwieriger als bei ferritischen Werkstoffen. Ihr Einsatz kann bei bestimmten Teilen, z.B. Dauermagneten, sinnvoll sein. Allgemeine Eigenschaften einiger nichtrostender martensitischer Stähle von UGITECH Sättigungsfeld (T)* UGI 4005 UGI 4313 UGI 4418 UGI 4542 1.75 1.6 1.3 bis 1.5 1.3 bis 1.5 Koerzitivfeldstärke * (A/m) 850 bis 1000 1200 bis 1500 1650 bis 2600 1800 bis 3400 Maximale Permeabilität* 180 bis 380 200 bis 300 100 bis 200 50 bis 200 Remanente Magnetisierung * (T) 0.9 bis 1.2 0.7 0.5 bis 0.7 0.4 bis 0.7 57 60 80 70 bis 80 Rp0.2 : 570-700 Rm : 730-830 Rp0.2 : 800 Rm : 1000 Rp0.2 : 930 Rm : 1020 Rp0.2 : 800 bis 1200 Rm : 800 bis 1300 Spezifischer elektrischer Widerstand (µΩ.cm) Mechanische Eigenschaften (MPa)* * je nach Wärmebehandlung Die intermediäre Lösung: UGIPLEX Duplexstähle stellen eine interessante Lösung in aggressiven Umgebungen dar. Eine nichtmagnetische austenitische Phase verringert die Sättigungsinduktion sowie Werte wie µ, Hc im Vergleich zu nichtrostenden ferritischen Stählen. Allgemeine Eigenschaften einiger UGIPLEX Werkstoffe UGI 4362 UGI 4462 UGI 4507 Sättigungsfeld (T) 0.55 0.55 0.50 Koerzitivfeldstärke* (A/m) 600 700 750 Maximale Permeabilität 50 40 30 0.05 0.04 0.03 80 80 85 Remanente Magnetisierung (T) Spezifischer elektrischer Widerstand (µΩ.cm) Geeignete Umgebung Wie bei UGI 4404 (AISI 316) Hochwertiger Duplexstahl für kritische Bedingungen in Duplexstahl mittlerer Güte folgenden Bereichen: chemische für die chemische Industrie, Industrie, erdölverarbeitende Erdölchemie, Papierindustrie Industrie, Papierindustrie; sowie Meerwasserentsalzung Meerwasserentsalzung, Umweltbelastung *Messung bei Sättigung 06 Wie entsteht Magnetismus? Indem die in einem Werkstoff vorhandenen Elektronen auf ein erzeugtes äußeres magnetfeld (Solenoid, Magnet) reagieren, verleihen sie diesem Werkstorf spezifische magnetische Eigenschaften. Messgrößen Diese Reaktion wird durch die Induktion B (Luft + Werkstoff) oder die magnetische Polarisation J des Werkstoffs gemessen. Um den Einfluss des Werkstoffs zum bestimmen, kann man seine Wirkung mit der des Vakuums B0 vergleichen, wenn beide demselben Feld H ausgesetzt sind : - im Werkstoff: B(H) = µ(H).H - im Vakuum : B0 = µ0.H Der Werkstoff ist durch seine relative magnetische Permeabilität µr gekennzeichnet, die µ/µ0 entspricht. Rostfreier Edelstahl von UGITECH: Definition von zwei Gruppen Man unterscheidet zwei Gruppen mit unterschiedlicher relativer Permeabilität: • Paramagnetische Stähle* (µr ≥1), die sich unter dem Einfluss des Felds H kaum verändern. Sie werden für Teile verwendet, die gegenüber einem angewendeten Feld „transparent“ bleiben müssen. Zu dieser Gruppe gehören nichtrostende austenitische Stähle. Damit ein solcher Stahl unabhängig von den Bearbeitungsbedingungen und der Wärmebehandlung paramagnetisch bleibt, muss der Austenit sehr stabil sein. *oder nichtmagnetische Stähle • Ferromagnetische Stähle (µr >> 1). Zu dieser Gruppe gehören nichtrostende ferritische, martensitische und Duplexstähle. Die Polarisation des Metalls neigt dazu, sich an das externe Feld an zu gleichen, es zu kanalisieren und zu verstärken. Diese Werkstoffe können als Feldverstärker (Magnetkerne) und/oder Feldkanalisatoren (magnetische Abschirmung) verwendet werden. Welche Rolle spielt der spezifische elektrische Widerstand? Nichtrostende Stähle bieten aufgrund ihrer zahlreichen Legierungselemente in dieser Hinsicht besonders günstige Voraussetzungen. Wenn ein ferromagnetisches Teil einem variablen Feld ausgesetzt wird, entstehen Wirbelströme. Um eine schnelle Reaktion auf die Anwendung des Felds zu erzielen, reichen die magnetischen Eigenschaften allein manchmal nicht aus. Hier können Werkstoffe mit einem hohen elektrischen Widerstand Abhilfe schaffen. Der spezifische elektrische Widerstand kann in bestimmten Fällen ebenso entscheidend sein wie die herkömmlichen magnetischen Eigenschaften. Typischer elektrischer Widerstand verschiedener Werkstoffe bei 25°C Werkstoff Nichtrostender austenitischer Stahl, Typ AISI 304 (1.4301), AISI 316 (1.4401) Spezifischer Widerstand (µΩ.cm) Nichtmagnetisch 72 bis 74 Elektrostahl 13 Stahl mit 2,5 % Silicium 40 Nichtrostender martensitischer Stahl UGI 4005 Nichtrostender ferritischer Stahl UGI 4016L, UGI 4511 Nichtrostender ferritischer Stahl UGI 4105Si, IMRE, Ugiperm 12FM 07 Verhalten Ferromagnetisch 57 60 76 bis 78 UGITECH Produktionsstandorte Stabstahl Walzdraht UGITECH Avenue Paul Girod 73403 UGINE Cedex FRANKREICH Tel. +33 (0)4 79 89 30 30 Fax: +33 (0)4 79 89 34 34 UGITECH Avenue Paul Girod 73403 UGINE Cedex FRANKREICH Tel. +33 (0)4 79 89 30 30 Fax: +33 (0)4 79 89 34 34 UGITECH Italia Via G. Di Vittorio, 34/36 20068 PESCHIERA BORROMEO (MI) ITALIEN Tel. +39 02 54 74 34 14 Fax: +39 02 54 74 34 30 Gezogener Draht UGITECH BP 33 58160 IMPHY FRANKREICH Tel. +33 (0)3 86 21 37 98 Fax: +33 (0)3 86 21 31 03 UGITECH Petite Rue Volais BP 115 27800 BRIONNE FRANKREICH Tel. +33 (0)2 32 47 33 37 Fax: +33 (0)2 32 44 96 39 UGITECH 3, Chemin de Majornas BP 1109 01009 BOURG-EN-BRESSE FRANKREICH Tel. +33 (0)4 74 50 55 00 Fax: +33 (0)4 74 50 55 10 SPRINT METAL Edelstahlziehereien GmbH Eckenhagener Strasse 2 51580 REICHSHOF - Pochwerk DEUTSCHLAND Tel. +49 (0)22 61 54 06 23 Fax: +49 (0)22 61 54 06 55 SPRINT METAL Edelstahlziehereien GmbH Gewerbegebiet West 39240 BRUMBY DEUTSCHLAND Tel. +49 (0)39 291 46 51 0 Fax: +49 (0)39 291 46 51 55 Imprimeurs : Dumas & Titoulet - www.thuria.com - Crédit photos : Ugitech - Iconos - Unverbindliches Dokument - 01/2009 - D7512 UGITECH 2000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die weltweit für Sie tätig sind www.ugitech.com D_Dépliant format A4 photo sur la couverture uniquement 16
