UGI® 4545 AIR: Stainless Steel Martensitik 15-5PH Premium untuk Penerbangan

Tentang UGI® 4545 AIR

UGI® 15-5PH AIR atau UGI® 4545 AIR adalah stainless steel martensitik pengerasan hasil panas (PH) berkualitas premium, dirancang terutama untuk kebutuhan industri penerbangan. Bahan ini digunakan pada komponen yang membutuhkan kombinasi kekuatan tinggi dan ketukenan tinggi. Grade ini juga menunjukkan resistensi yang baik terhadap kegagalan fatigue.

Material ini diproses melalui Electro-Slag Remelting (ESR) sesuai standar AMS 5659 type 2, menggunakan teknologi terkemuka dalam bidangnya. Proses pemurnian ini menghasilkan homogenitas dan isotropi struktur yang baik, serta properti mekanik yang tinggi baik pada arah longitudinal maupun transverse. Bahan ini bersifat feromagnetik.

Mikrostruktur yang diamati melalui mikroskopi optik terdiri dari martensitik homogen dengan presipitasi karbonitrid niobum (partikel putih yang terlihat dalam SEM), serta austenit yang tersisa dengan fraksi yang tergantung pada kondisi metalurgi. Fase kaya tembaga nano dapat diamati melalui TEM. UGI® 15-5PH AIR memiliki fraksi ferit delta di bawah 1% (lebih rendah dibanding UGI® 17-4PH AIR) sesuai AMS 2315, dan ukuran butir austenit sebelumnya yang lebih halus atau sama dengan 6.

Diproduksi melalui consumable ESR, inklusi yang tersisa sangat kecil dan tersebar merata dalam penampang. Kebersihan mikro yang dijamin sesuai ASTM E45/A: A,B,C,D (Tipis) < 1.5 - A,B,C,D (Tebal) < 1.

Properti

Umum

Mekanikal

Termal

Listrik

Sifat Kimia

Sifat Teknologis

Area Aplikasi

UGI® 15-5 PH AIR cocok untuk:

• Penerbangan sebagai Aircraft Quality premium
• Manufaktur sensor, misalnya sensor tekanan
• Medis pendukung
• Poros, gigi gigi
• Fitting
• Bagian struktural …

Sifat Korosi

UGI® 15-5 PH AIR menawarkan resistensi korosi yang baik, terkadang serupa dengan stainless steel austenitik tipe 18 Cr-8Ni dalam beberapa kasus.

Korosi lobang: UGI® 15-5 PH AIR jauh lebih tahan terhadap korosi lobang dibanding stainless steel martensitik klasik 12% Cr. Tingkat potensi lobang setara dengan supermartensitik 1.4418 dan austenitik 1.4301 (AISI 304).

Korosi intergranular: Kandungan karbon rendah pada stainless steel ini (sebagian terikat dengan Nb) membuatnya tidak sensitif terhadap korosi intergranular ketika dilakukan perlakuan panas dengan benar sesuai rekomendasi sebelumnya.

Mekanisme korosi lainnya: UGI® 15-5 PH AIR tahan terhadap korosi fatigue serta korosi tekanan dalam beberapa lingkungan dan kondisi tertentu. Selain itu, resistensi terhadap erosi korosi juga baik karena kombinasi properti mekanik tingkat tinggi dan resistensi korosi.

Keolahan Mesin Umum

Karena kandungan sulfur rendah dan kebersihan mikro yang sangat baik, UGI® 15-5 PH AIR memiliki kepecahan chip yang buruk yang dapat menyebabkan kesulitan selama pemesinan, terutama dalam operasi bor atau finishing turning. Jika memungkinkan, sebagian besar operasi pemesinan untuk mendapatkan bagian akhir harus dilakukan dalam kondisi A (solution annealed) untuk menghindari aus alat terlalu besar selama pemesinan. Pemesinan setelah perlakuan panas “pengerasan hasil panas” tidak direkomendasikan karena semakin tinggi karakteristik mekanis batang UGI® 15-5 PH AIR yang akan diproses, semakin besar aus alat (dan demikian semakin rendah produktivitas pemesinan). Dalam kondisi A, uji turning kasar (ap = 1.5 mm; f = 0.25 mm/rev) yang dilakukan pada batang ditarik menunjukkan bahwa kecepatan potong untuk menghasilkan aus sisi 0.15 mm dalam 15 menit pemotongan efektif dengan alat STELLRAM SP4019 CCGT 09T308E-62 adalah sekitar 145 m/min, sedangkan UGIMA® 4542 (17-4 PH dengan keolahan mesin yang ditingkatkan) sekitar 160 m/min. Bergantung pada operasi pemesinan, produktivitas pemesinan UGI® 15-5 PH AIR ditemukan 10 hingga 30% lebih rendah dibanding UGIMA® 4542.

Perlakuan Panas

Perlakuan panas yang dilakukan pada UGI® 15-5 PH AIR terdiri dari dua langkah:

• Austenitisasi, yang bertujuan untuk memasukkan elemen pelingkungan terutama tembaga ke dalam martensitik tersaturasi
• Aging, yang bertujuan untuk mempercipitasi tembaga (pengerasan hasil panas) dan, dalam beberapa kasus, membentuk kembali austenit untuk meningkatkan ketukenan. Properti mekanik, trade-off antara kekuatan dan ketukenan, disesuaikan dengan suhu aging.

Austenitisasi: Solution annealing dilakukan sekitar 1030-1050°C, dan dihentikan oleh penyingkiran minyak atau secara alternatif pendingin udara untuk bagian dengan penampang kecil. Dalam kondisi ini (disebut kondisi A) kekejaman menengah karena pengerasan hasil panas tembaga tidak efektif. Oleh karena itu, kondisi A sering dipilih untuk melakukan operasi pemesinan atau pembentukan dingin. Dalam hal itu, kami merekomendasikan melakukan perlakuan penegasan stres pada 300°C selama 1 jam setelah austenitisasi, untuk menstabilkan bahan dan menghindari masalah retakan pendinginan.

Aging: Perlakuan aging dilakukan setelah solution treatment untuk membuat fase kaya tembaga precipitat dan menyesuaikan properti mekanik. Setelah aging, bahan berada dalam kondisi solution dan aged, juga disebut H-kondisi. Perlakuan aging dapat dilakukan antara 480°C (kondisi H900) dan 620°C (kondisi H1150). Kondisi H900 sesuai puncak pengerasan, untuk mana presipitasi tembaga menginduksi kekejaman maksimum. Untuk suhu lebih tinggi, kekejaman/kekuatan menurun seiring peningkatan suhu aging, karena pertumbuhan presipitasi. Di atas 580°C, beberapa austenit kembali terbentuk selama aging yang menghasilkan peningkatan ketukenan namun penurunan kekuatan. Kondisi H1025 sering dipilih pelanggan karena menghasilkan trade-off optimal antara kekuatan dan ketukenan.

Pemulihan: Kekuatan atau kekejaman terendah diperoleh setelah siklus termal H1150M, yang terdiri dari solution annealing diikuti oleh tempering pada 760°C selama 2 jam dan aging pada 620°C selama 4 jam. Setelah siklus perlakuan panas ini, properti mekanik adalah UTS = 780 MPa, YS = 710 MPa, HRC < 32 HRC, yang jauh lebih rendah dibanding kondisi A.

Pembentukan Panas

UGI® 15-5 PH AIR cocok untuk forging. Pemanasan ulang harus dilakukan pada suhu antara 1150 dan 1200°C, forging antara 1200°C dan 950°C. Pendinginan setelah forging harus dilakukan dalam udara atau minyak. Bagian yang diperoleh dengan cara ini harus dilakukan perlakuan panas (solution annealing dan aging akhirnya, lihat bagian sebelumnya).

Lainnya

Inspeksi partikel magnetik dan makrograf. UGI® 15-5 PH AIR memenuhi AMS 2300: Frequency/Severity rating 0/0. Makrostruktur UGI® 15-5 PH AIR sesuai AMS 5659: kelas 1 hingga 4 umumnya disebut severity A sesuai ASTM A604.

Produk yang tersedia:

Produk lain: hubungi supplier.

Perlakuan Permukaan

Prosedur penikelan: UGI® 15-5 PH AIR di-pihkul dengan cara yang sama seperti stainless steel grade 630. Jika diperlukan, proses perlakuan dekontaminasi berikut direkomendasikan, misalnya untuk memindahkan partikel besi:

• 1/4 volume asam nitrat 52% (36° Baumé)
• 3/4 volume air
• Suhu ruangan
• Durasi harus disesuaikan
• Cuci dengan hati-hati setelah proses selesai

Catatan: Resistensi korosi stainless steel bergantung pada banyak faktor terkait komposisi atmosfer korosif (konsentrasi klorida, kehadiran atau keabahan agen pengoksida, suhu, pH, pengadukan atau tidak, dan sebagainya), serta pada persiapan bahan (permukaan bebas partikel logam, finishing permukaan, seperti pengerasan, polir, dan sebagainya). Langkah pencegahan harus diambil untuk beberapa uji seperti uji kabut klorida natrium (standar ISO 9227): misalnya label penanda (yang dapat menyebabkan korosi lari dan mengurangi waktu resistensi uji) tidak boleh digunakan pada sampel.

Pengelasan

UGI® 15-5 PH AIR dapat di-las tanpa pemanasan terlebih dahulu, menggunakan sebagian besar teknik pengelasan: GMAW atau GTAW (dengan atau tanpa kawat pengisi), LASER, pengelasan resistansi atau sinar elektron, dll. Jika karakteristik mekanis area las harus pada tingkat yang sama dengan logam dasar, tidak boleh digunakan logam pengisi atau logam pengisi homogen (seperti AWS E/ER 630) dan perlakuan panas pasca-las pengerasan hasil panas (lihat berbagai perlakuan panas PH pada halaman 4) harus dilakukan pada las. Jika karakteristik mekanis area las tidak harus pada tingkat yang sama dengan logam dasar, logam pengisi seperti ER308LSi (19 9 L Si) dapat digunakan.

Jika tidak ada perlakuan panas pengerasan hasil panas yang dilakukan setelah pengelasan, perlakuan panas penegasan stres pada 250/300°C dapat berguna untuk meningkatkan ketukenan HAZ dan menghindari risiko retakan dingin akibat mikrostruktur martensitik as-las. Selain itu, harus ditegaskan lagi bahwa desain pengelasan harus memperhatikan perhatian yang diperlukan dengan semua stainless steel dengan tegangan hasil tinggi: menghindari cut outs dan perubahan tiba-tiba pada penampang. Untuk GMAW, kami merekomendasikan penggunaan gas pelindung yang terdiri dari Ar+1%CO₂ atau 1-2%O₂; untuk GMAW dan GTAW, gas yang mengandung H₂ dan N₂ harus dihindari.