UGI 4057 AIR: Aço Inoxidável Martensítico de Alto Desempenho para Resistência à Corrosão Superior

Visão Geral

O UGI 4057 AIR é um aço inoxidável martensítico com adição de níquel. Seu teor de 15% de cromo garante resistência à corrosão superior aos aços martensíticos clássicos como AISI 410 ou 420. O equilíbrio entre os elementos de liga (Cr, Ni e C) foi cuidadosamente escolhido para obter uma estrutura quase totalmente martensítica após a austenitização (com quantidades limitadas de austenita retida e ferrita delta), desenvolvendo plenamente a resistência mecânica. Este grau é empregado preferencialmente na condição têmpera e revenimento, que oferece uma ampla gama de propriedades mecânicas dependendo da temperatura de revenimento.

Microestrutura e Limpeza

Na condição têmpera e revenimento, a microestrutura é totalmente martensítica com carbetos de cromo finos. A ferrita delta é quase totalmente eliminada pela laminação a quente e austenitização (fração delta < 5% garantida). A micro-limpeza, conforme ASTM E45/A, é garantida no UGI 4057 AIR. Para aplicações que exigem micro-limpeza aprimorada, existe também a versão refinada ESR.

Tipo		A		B		C		D
Classificação		Fino	Grosso	Fino	Espesso	Fino	Espesso	Fino	Espesso
< 2		< 2	<= 2	< 2	<= 2	< 2	<= 2	< 2

Propriedades Magnéticas

O UGI 4057 AIR é ferromagnético à temperatura ambiente até 727°C (transição de Curie). Suas propriedades magnéticas são semi-duras e alteram significativamente com o revenimento.

Propriedades Gerais

Propriedade	Temperatura	Valor
Densidade	20 °C	7,71 g/cm³
	100 °C	7,69 g/cm³
	200 °C	7,66 g/cm³
	300 °C	7,64 g/cm³
	400 °C	7,60 g/cm³

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Módulo de elasticidade	20 °C	215 GPa
	100 °C	212 GPa
	200 °C	205 GPa
	300 °C	200 GPa
	400 °C	190 GPa
Dureza Brinell		293,0	mín.

Propriedades Térmicas

Propriedade	Valor	Comentário
Coeficiente de expansão térmica	0,0000106 1/K	20 a 100°C
	0,0000112 1/K	20 a 200°C
	0,0000117 1/K	20 a 300°C
	0,0000121 1/K	20 a 400°C
Calor específico	460 J/(kg·K)
Condutividade térmica	25 W/(m·K)

Propriedades Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade elétrica	7e-07 Ω·m

Composição Química

Elemento	Valor	Comentário
Carbono	0,12 - 0,20 %
Cromo	15,0 - 17,0 %
Cobre	0,5	máx.
Manganês	1,0	máx.
Molibdênio	0,30	máx.
Níquel	2,0 - 3,0 %
Fósforo	0,025	máx.
Silício	1,0	máx.
Enxofre	0,005	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

O UGI 4057 AIR é frequentemente usado em peças altamente solicitadas onde a boa resistência à corrosão é importante no projeto, como acessórios de aeronaves, eixos de bombas e peças de válvulas. Também atende aos requisitos da EN10272 no que se refere a vasos de pressão.

Propriedades de Corrosão

Esta liga possui boa resistência à corrosão atmosférica e é um dos melhores graus martensíticos padrão para resistência à corrosão; apenas graus endurecidos estruturalmente como UGIMA® 4542 apresentam resistência maior (entre os graus martensíticos). Também é resistente a certos produtos petrolíferos e orgânicos.

Ambiente	Comportamento / Uso
Ácido nítrico	BOM
Ácido fosfórico	Uso restrito
Ácido sulfúrico	Uso restrito
Ácido acético	Uso restrito
Carbonato de sódio	Médio
NaCl (teste de neblina salina)	Médio
Umidade	BOM
Água do mar	Uso restrito

Nota: A resistência à corrosão de um aço inoxidável depende de muitos fatores relacionados à composição da atmosfera corrosiva (concentração de cloretos, presença ou ausência de agentes oxidantes, temperatura, pH, agitação ou não), 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 neblina salina (ISO 9227): por exemplo, etiquetas de marcação (que podem causar escorrimento de corrosão e reduzir o tempo de resistência do teste) não devem ser usadas na amostra.

Tratamento Térmico

Os tratamentos térmicos no UGI 4057 AIR consistem em duas etapas:

• Austenitização: Objetivo de dissolver carbono e obter martensita supersaturada dura. Realizada na faixa de 950°C a 1030°C, com tempo de permanência mínimo de 30 min. O resfriamento deve ser rápido o suficiente para evitar precipitação em contornos de grão (prejudicial à tenacidade), mas não tão rápido para evitar trincas de têmpera. Têmpera em óleo (fluido de drasticidade moderada) ou resfriamento ao ar podem ser realizados dependendo do tamanho das peças.
• Revenimento: Objetivo de ajustar propriedades mecânicas para a aplicação (compromisso resistência/tenacidade). Pode ser realizado revenimento simples ou duplo, dependendo da especificação do cliente. Graças ao seu baixo teor de austenita retida após austenitização, o UGI 4057 AIR pode ser revenido indiferentemente por tratamento simples ou duplo. Para QT900, as rotas recomendadas são:
  • 640 °C / 4h / AC + 610 °C / 4h / AC (revenimento duplo)
  • 650 °C / 4h / AC (revenimento simples)

Recozimento/amolecimento: O recozimento completo é impraticável devido ao longo tempo de resfriamento necessário. Em vez disso, pode-se empregar o seguinte procedimento de semi-recozimento:

• Austenitização em temperatura relativamente baixa para formar carbetos globulares, tipicamente a 800°C por 2 horas, seguido de resfriamento no forno até 600°C e resfriamento ao ar abaixo disso.
• Revenimento em alta temperatura a 680-700°C por 4 horas seguido de resfriamento ao ar.

Conformação a Quente

O UGI 4057 AIR é adequado para forjamento. É aquecido lentamente a 850°C, depois mais rapidamente a 1150/1180°C para forjamento entre 1180°C e 950°C. O forjamento deve ser seguido por alívio de tensão a 200°C ou amolecimento entre 750 e 850°C ou têmpera e revenimento.

Produtos Disponíveis

Produto	Perfil	Acabamento Superficial	Tolerância	Tamanho (mm)
Barra	Redonda	Laminada a quente descascada	k13-k12	22-115
		Torneada
		Torneada lisa Descascada e polida	h11-h10 h9	22-115
		Retificada sem centro	h9-h8-h7	5-115
		Trefilada a frio	h9	5-21

Soldagem

Desde que sejam tomadas certas medidas de precaução, o UGI 4057 AIR pode ser submetido à maioria das técnicas de soldagem a arco ou por resistência nas condições de revenido, endurecido ou amolecido.

Para evitar qualquer risco de trinca a frio após soldagem, o UGI 4057 AIR deve ser pré-aquecido entre 200 e 300°C e as temperaturas entre passes mantidas em um mínimo de 200°C. Um tratamento térmico de revenimento a 650°C também é necessário após a soldagem.

Se metal de adição for necessário, recomenda-se um fio de adição com composição semelhante à do UGI 4057 AIR, especialmente se as propriedades mecânicas do metal de solda tiverem que ser iguais às do metal base. Caso contrário, pode-se usar arame austenítico AWS E/ER310.

Gases de proteção Ar + 1 a 3% CO₂ ou O₂ são recomendados para soldagem MIG. Gases contendo H₂ não devem ser usados. Eletrodos revestidos devem ser secos em estufa antes da soldagem.