UGI® 4542 H1150D: Aço Inoxidável Martensítico de Alta Resistência com Resistência à Corrosão Superior

O UGI® 4542 é um aço inoxidável martensítico PH (endurecível por precipitação) utilizado para peças que requerem combinação de alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à corrosão.

Este aço inoxidável destaca-se por oferecer excelente resistência à corrosão, comparável aos aços austeníticos 1.4301/1.4307 (304/304L), além de uma ampla gama de propriedades mecânicas após tratamento térmico. Seu desempenho permite atender demandas de alta resistência à tração e aplicações que exigem alta tenacidade ao impacto.

A microestrutura é martensítica com alguns filamentos de ferrita. Dependendo da condição metalúrgica, pode conter austenita retida e precipitados de cobre.

O UGI® 4542 é um grau ferromagnético com propriedades que variam conforme sua condição metalúrgica e, portanto, o tratamento térmico aplicado.

Propriedades

Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,86 g/cm³

Mecânicas (condição H1150D)

Propriedade	Valor	Comentário
Energia de impacto Charpy, entalhe V	41 J	mín., ASTM A564
Módulo de elasticidade	197 GPa
Alongamento	16 %	mín., ASTM A564
Dureza Brinell	255 – 311 HB	mín., ASTM A564
Dureza Rockwell C	24,0 – 33,0 HRC	mín., ASTM A564
Redução de área	50,0 %	mín., ASTM A564
Resistência à tração	860 MPa	mín., ASTM A564

Composição química

Elemento	Valor	Comentário
Carbono	0,06 %	máx.
Cromo	15,0 – 16,5 %
Cobre	3,0 – 4,0 %
Manganês	1,0 %	máx.
Molibdênio	0,5 %	máx.
Níquel	4,0 – 5,0 %
Nióbio	0,45 %	máx., mín: 5×C
Fósforo	0,03 %	máx.
Silício	0,60 %	máx.
Enxofre	0,03 %	máx.

Propriedades tecnológicas

Áreas de aplicação

• Embarcações de lazer (eixos de hélice, acessórios)
• Processamento de alimentos (equipamentos de manuseio e transferência)
• Produção de energia (usinas nucleares)
• Construção e indústria automotiva

Propriedades de corrosão

O UGI® 4542 oferece excelente resistência à corrosão, semelhante à dos aços austeníticos 18Cr-8Ni na maioria dos ambientes corrosivos. Sua estrutura torna-o insensível à corrosão intergranular e altamente resistente à corrosão sob fadiga e sob tensão. Destaca-se também a excelente resistência à corrosão-erosão, devido à combinação de altas propriedades mecânicas e resistência à corrosão.

Em montagens de aço inoxidável com materiais menos nobres (alumínio, aço carbono) em uso atmosférico, não há risco de corrosão galvânica, pois a ausência de eletrólito ambiental impede o fenômeno. Em casos "críticos" como aplicações náuticas (imersão temporária de conjuntos inox/alumínio, áreas que retêm líquidos), a isolação com selante de silicone inerte oferece boa proteção.

Se necessário, recomenda-se o seguinte processo de descontaminação:

• Um volume de ácido nítrico a 52 % (36° Baumé)
• Um volume de água
• Temperatura ambiente
• Curta duração
• Lavar cuidadosamente ao final

A resistência à corrosão depende de diversos fatores: composição da atmosfera corrosiva (concentração de cloretos, presença de agentes oxidantes, temperatura, pH, agitação), bem como da preparação do material (superfícies livres de partículas metálicas, acabamento superficial, têmpera, polimento). Devem ser tomadas precauções em testes como névoa salina (NFX 41002): por exemplo, evitar etiquetas de marcação que possam causar escorrimentos de corrosão.

A tabela abaixo ilustra o comportamento em diferentes ambientes:

Ambiente	Comportamento
Ácido nítrico	Bom
Ácido fosfórico	Uso restrito
Ácido sulfúrico	Uso restrito
Ácido acético	Médio
Carbonato de sódio	Médio
NaCl (Névoa salina)	Bom
Umidade	Excelente
Água do mar	Uso restrito
Óleo/gás	Uso restrito

Tratamento térmico

Conforme ASTM A564/A564M e EN 10088-3.

Após recozimento entre 1030 °C e 1050 °C, o UGI® 4542 apresenta estrutura martensítica branda com dureza em torno de 35 HRC. Após o recozimento, se o metal for usado nessa condição, recomenda-se um tratamento de expansão de 1 a 2 horas a 250/300 °C, sem efeito significativo nas propriedades mecânicas.

Este aço de endurecimento por precipitação pode ser endurecido, após recozimento, mediante tratamento de têmpera a temperatura média. A dureza máxima, em torno de 42 HRC (tenacidade ao impacto de 3 daJ/cm²), é obtida por revenimento a cerca de 480 °C (por uma hora).

Amolecimento: por revenimento a 550–760 °C, conforme as normas aplicáveis. Para endurecer novamente após esse amolecimento, o metal deve ser recozido mais uma vez antes do tratamento de têmpera a temperatura média.

As barras recozidas são adequadas para têmpera a temperatura média realizada nas peças. Peças provenientes de barras amolecidas devem, para endurecer, passar novamente por recozimento e depois pela têmpera a temperatura média.

Conformação a quente

O UGI® 4542 é adequado para forjamento. Reaquecimento entre 1150 e 1200 °C, forjamento entre 1200 °C e 950 °C. Resfriamento ao ar, água ou óleo. As peças obtidas podem ser usadas:

• Recozidas (com tratamento de expansão de 1 a 2 horas a 250/300 °C), ou
• Endurecidas (com recozimento opcional + revenimento de 1 hora a 480 °C), ou
• Amolecidas (com recozimento opcional + revenimento definido pelas normas conforme o nível de propriedades mecânicas desejado).

Outras informações

Produtos disponíveis:

Produto	Perfil	Acabamento superficial	Tolerância	Tamanho (mm)
Barra	Redonda	Torneada lisa	k12 – k13	22 – 115
		Descascada e polida	h11 – h10 – h9	22 – 115
		Retificada sem centragem	h9 – h8 – h7	5 – 115
		Trefilada a frio	h9	5 – 21

Soldagem

O UGI® 4542 pode ser soldado, sem pré-aquecimento, pelos processos MIG e TIG, com ou sem metal de adição, ou por laser, resistência ou feixe de elétrons.

As soldas, com ou sem metal de adição, apresentam estrutura recozida e devem preferencialmente ser submetidas a tratamento de expansão (1 a 2 horas a 250/300 °C) ou tratamento de endurecimento ou amolecimento (ver acima).

Para soldagem sem metal de adição ou com metal de adição homogêneo, as propriedades mecânicas da solda podem ser idênticas às do metal de base.

Além disso, ressalta-se que o projeto de soldagem deve prever os cuidados necessários para todos os aços de alto limite de escoamento: evitar entalhes e mudanças bruscas de seção.

Soldagem com metal de adição: Para soldagem MIG, recomenda-se gás de proteção Ar+1%CO₂ ou 1-2%O₂; gases contendo H₂ e N₂ devem ser evitados. O arame de solda como metal de adição pode ser ER308LSi (1.4316) ou um metal de adição homogêneo chamado 630 (17-4PH).