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UGI® 4542 +P1070/H1025 - Aço Inoxidável Martensítico de Alta Resistência e Resistência à Corrosão

Visão Geral

O UGI® 4542 é um aço inoxidável martensítico PH (Endurecimento por Precipitação) utilizado em peças que exigem combinação de alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à corrosão. Este aço destaca-se por oferecer excelente resistência à corrosão, comparável à dos aços austeníticos 1.4301/1.4307 (304/304L), além de ampla faixa de propriedades mecânicas após tratamento térmico.

Seu desempenho – baseado na condição metalúrgica – permite atender demandas de altos níveis de resistência à tração, bem como aplicações que requerem alta resistência ao impacto. A microestrutura é martensítica com alguns cordões 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 o tratamento térmico aplicado.

Propriedades

Gerais

Propriedade Valor
Densidade 7,86 g/cm³

Mecânicas

Propriedade Temperatura Valor Comentário
Energia de impacto Charpy, entalhe V 20 J mín., ASTM A564
Módulo de elasticidade 197 GPa
Alongamento 10,0 - 12,0 % mín. ASTM A564, EN 10088-3
Resistência à fadiga 10⁷ ciclos 20 °C 620 MPa para +P1070
Resistência à fadiga 10⁷ ciclos 300 °C 520 MPa para +P1070
Resistência à fadiga 10⁸ ciclos 20 °C 500 MPa para +P1070
Resistência à fadiga 10⁸ ciclos 300 °C 415 MPa para +P1070
Dureza Brinell 331,0 [-] mín., ASTM A564
Dureza Rockwell C 35,0 [-] mín., ASTM A564
Redução de área 45,0 % mín., ASTM A564
Resistência à tração 1070,0 - 1270,0 MPa mín., ASTM A564, EN 10088-3

Químicas

Elemento Teor (%) 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: 5xC
Fósforo 0,03 máx.
Silício 0,60 máx.
Enxofre 0,03 máx.

Tecnológicas

Propriedade Descrição
Áreas de aplicação

O UGI® 4542 é adequado para:

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

Em montagens de aço inoxidável com materiais menos nobres (alumínio, aço comum) em uso atmosférico, não há risco de corrosão galvânica, pois a ausência de eletrólito ambiental impede o desenvolvimento desse fenômeno. Em casos "críticos" como aplicações náuticas (imersão de curto prazo de conjuntos inox/alumínio, áreas que retêm líquidos), o isolamento dos conjuntos com selante de silicone inerte oferece bons resultados de proteção.

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

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

A resistência à corrosão de um aço inoxidável depende de muitos fatores relacionados à composição da atmosfera corrosiva (concentração de cloretos, presença de agentes oxidantes, temperatura, pH, agitação, etc.), bem como à preparação do material (superfícies livres de partículas metálicas, acabamento superficial, como têmpera, polimento, etc.). Medidas de precaução devem ser tomadas para certos testes, como o teste de névoa salina (norma francesa NFX 41002): por exemplo, etiquetas de marcação (que podem causar escorrimento de corrosão e reduzir o tempo de resistência) não devem ser usadas na amostra.

A tabela abaixo ilustra uma escala de desempenho em diferentes ambientes:

Ambiente Comportamento
Ácido nítricoBom
Ácido fosfóricoUso restrito
Ácido sulfúricoUso restrito
Ácido acéticoMédio
Carbonato de sódioMédio
NaCl (Névoa salina)Bom
UmidadeExcelente
Água do marUso restrito
Óleo/gásUso restrito
Tratamento térmico

Conforme ASTM A564/A564M e EN10088-3.

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

Este aço de endurecimento por precipitação é específico por poder ser endurecido, após recozimento, mediante tratamento de têmpera a temperatura média. A dureza máxima, em torno de 42 HRC (resistência 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, dependendo das instruções definidas pelas normas aplicáveis. Para endurecer o metal após esse tipo de amolecimento, o metal precisa ser recozido novamente antes de realizar o 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, ser submetidas novamente a uma operação de recozimento, seguida do tratamento de 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 uma hora a 480°C), ou
  • Amolecidas (com recozimento opcional + revenimento definido pelas normas conforme o nível de propriedades mecânicas desejado).
Outros

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
Soldabilidade

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

As soldas, quer feitas com ou sem material de adição, têm estrutura recozida e devem preferencialmente ser submetidas a tratamento de expansão (uma a duas horas a 250°C/300°C) ou tratamento de endurecimento ou amolecimento (ver acima).

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

Além disso, deve-se reiterar que o projeto de soldagem deve prever o cuidado requerido com todos os aços de alto limite de escoamento: evitar entalhes e mudanças bruscas de seção transversal.

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

Metal

  1. Aço Carbono vs. Aço Inoxidável: Diferenças Principais Explicadas
  2. Aço Inoxidável de Alto Carbono: Propriedades, Usos e Benefícios
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  4. Aço Inoxidável Antibacteriano com Cobre: Segurança e Resistência à Corrosão Aprimoradas
  5. Aço Elétrico Grau Alta Frequência – Calibre Fino 0,20 mm (Conforme EN 10303:2015)
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  7. UGI® 4542 H1075 – Aço Inoxidável Martensítico de Alta Resistência e Resistência à Corrosão
  8. UGI® 4542 +P800/H1150M: Aço Inoxidável Martensítico de Alta Resistência e Resistência à Corrosão
  9. UGI® 4542 H1150D: Aço Inoxidável Martensítico de Alta Resistência com Resistência à Corrosão Superior
  10. UGIMA® 4542 +P1070/H1025 – Usinabilidade Superior e Produtividade