17-4PH (1.4542): Der ausscheidungshärtende Edelstahl

Was 17-4PH ist

17-4PH ist ein martensitischer, ausscheidungshärtender nichtrostender Stahl. Die Normbezeichnung lautet X5CrNiCuNb16-4, die Werkstoffnummer 1.4542, international stehen AISI 630 und UNS S17400 dafür. Der Name kommt von rund 17 % Chrom und 4 % Nickel. Dazu kommen 3 bis 5 % Kupfer und etwas Niob.

1.4301 ist nicht härtbar, 17-4PH schon: Nach dem Lösungsglühen wird das Bauteil je nach Zielzustand (H900 bis H1150) 1 bis 4 Stunden bei 480 bis 620 °C ausgelagert und an der Luft abgekühlt. Bei dieser niedrigen Temperatur entstehen kaum Verzug und nur eine leichte Anlauffarbe. Teile lassen sich deshalb vor dem Auslagern auf Maß zerspanen.

Eigenschaften im Überblick

17-4PH ist im Lieferzustand und im ausgelagerten Zustand magnetisch, weil das Gefüge martensitisch ist. 1.4301 und 1.4404 verhalten sich im Lieferzustand praktisch unmagnetisch. Die Dichte liegt bei 7,8 g/cm³, der Elastizitätsmodul bei 200 GPa.

Typische Bauteile sind Pumpenwellen, Ventilspindeln, Ventilkugeln, Buchsen und Verschraubungen. Diese Teile brauchen Festigkeit und Härte und dürfen trotzdem nicht rosten.

Die Tabelle fasst die Normwerte und die üblichen Kennwerte zusammen. Die Festigkeit hängt vom Zustand ab und steht im nächsten Abschnitt.

Die Zustände: H900, H1025, H1150

17-4PH wird nach dem Lösungsglühen (Zustand A) ausgelagert. Das Kürzel nennt die Auslagerungstemperatur in Grad Fahrenheit: H900 steht für 1 Stunde bei 480 °C, H1025 für 4 Stunden bei 550 °C und H1150 für 4 Stunden bei 620 °C. EN 10088-3 benennt die Zustände nach der Mindestzugfestigkeit in MPa. +P1070 entspricht etwa H1025, +P930 etwa H1150.

Je höher die Auslagerungstemperatur, desto weicher und zäher wird der Stahl. H900 liefert die höchste Festigkeit und Härte bei der geringsten Zähigkeit: Die Kerbschlagarbeit liegt dort typisch bei rund 20 J, bei H1150 bei rund 70 J. H1025 ist die niedrigste Auslagerung, ab der 17-4PH als widerstandsfähig gegen Spannungsrisskorrosion gilt.

Zustand A ist der Lieferzustand für die Zerspanung. Das Gefüge besteht aus unangelassenem Martensit mit geringer Zähigkeit und geringem Widerstand gegen Spannungsrisskorrosion. Datenblätter raten davon ab, 17-4PH in diesem Zustand einzusetzen.

Korrosion und Grenzen

In den meisten Medien liegt die Korrosionsbeständigkeit von 17-4PH nahe bei 1.4301. Gegenüber den üblichen härtbaren Chromstählen der 400er-Reihe ist sie deutlich besser.

Bei Chloriden ist 17-4PH wie 1.4301 gefährdet. In warmen chloridhaltigen Medien und in stehendem Meerwasser können Loch- und Spaltkorrosion auftreten. Für Salzluft, Streusalz und chloridhaltige Chemie ist 1.4404 die robustere Wahl, bei deutlich geringerer Festigkeit.

Auch der Zustand zählt: H900 gilt als empfindlich gegen Spannungsrisskorrosion, ab H1025 ist 17-4PH deutlich widerstandsfähiger. Datenblätter nennen als nutzbare Einsatztemperatur rund 315 bis 350 °C. Bei dauerhaft höheren Temperaturen sinkt die Zähigkeit.

17-4PH zerspanen

Meist wird 17-4PH im Zustand A zerspant und danach ausgelagert. Im Zustand A lässt er sich ähnlich bearbeiten wie 1.4301. Mit steigender Auslagerungstemperatur wird die Zerspanung leichter, mit sinkender schwerer. H900 ist der schwierigste Fall: Die zulässige Schnittgeschwindigkeit sinkt dort auf grob die Hälfte des Werts von Zustand A oder darunter, für hohe Zerspanleistung empfehlen sich Hartmetallwerkzeuge.

Beim Auslagern schrumpft das Bauteil geringfügig. Bei H900 sind es etwa 0,04 bis 0,06 %, bei H1150 je nach Herstellerangabe rund 0,1 bis 0,2 %. Bei 100 mm Länge entspricht H900 also etwa 0,05 mm. Wer enge Toleranzen vorgibt, legt auf der Zeichnung fest, in welchem Zustand die Maße gelten, und berücksichtigt die Schrumpfung beim Aufmaß.

Sonst gelten die Regeln der nichtrostenden Stähle: scharfe Schneiden, stabile Aufspannung und reichlich Kühlschmierstoff. Nach der Bearbeitung sollten die Oberflächen frei von Zunder, Schmierstoffresten und Fremdpartikeln sein, damit die Korrosionsbeständigkeit voll wirkt. Reinigen und Passivieren kommen dafür infrage.

Bauteile aus 17-4PH anfragen

17-4PH (1.4542) gehört zum bestätigten Werkstoffprogramm: Dreh- und Frästeile ab 100 Stück je Bauteil, gefertigt nach ISO 9001, Entgraten und Kantenbrechen Standard, Werkstoffzeugnis 3.1 nach EN 10204 auf Anfrage.

Steht auf Ihrer Zeichnung ein Werkstoffzustand, zum Beispiel „lösungsgeglüht“ oder „H1025“, nennen Sie ihn zusammen mit der Werkstoffnummer 1.4542, bei Bedarf mit Härtebereich oder Mindestfestigkeit. Ob und in welcher Form dieser Zustand lieferbar ist, klärt das Angebot. Den Ablauf beschreiben die Seiten Drehteile nach Zeichnung und Frästeile nach Zeichnung, die Sortenübersicht steht auf der Seite Edelstahl-CNC-Bearbeitung.