UGI® 4542 H900 – 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 para peças que exigem combinação de alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à corrosão. Este aço inoxidável é único por oferecer excelente resistência à corrosão, comparável à dos aços austeníticos tipo 1.4301/1.4307 (304/304L), além de proporcionar uma ampla gama de propriedades mecânicas após tratamento térmico.

Seu desempenho – baseado em sua condição metalúrgica – permite atender demandas por altos níveis de resistência à tração, sendo também adequado para aplicações que requerem alta resistência ao impacto.

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

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 H900 – ASTM A564)

Propriedade	Valor	Comentário
Módulo de elasticidade	197 GPa
Alongamento	10 %	Mín., ASTM A564
Dureza Brinell	388	Mín., ASTM A564
Dureza Rockwell C	40	Mín., ASTM A564
Redução de área	40 %	Mín., ASTM A564
Resistência à tração	1310 MPa	Mín., ASTM A564

Térmicas

Propriedade	Valor
Coeficiente de expansão térmica	1,09e-05 1/K
Condutividade térmica	17 W/(m·K)

Composição Química

Elemento	Teor (% em massa)	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.

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. A estrutura deste aço o torna insensível à corrosão intergranular e altamente resistente à corrosão-fadiga e à corrosão sob tensão. Além disso, destaca-se a excelente resistência à corrosão-erosão devido à associação de propriedades mecânicas de alto nível e resistência à corrosão.

Quando conjuntos de aço inoxidável e materiais menos nobres (alumínio, aço carbono) são aplicados em uso atmosférico, não há risco de corrosão galvânica, pois a ausência de eletrólito ambiental torna impossível o desenvolvimento e propagação desse fenômeno. Em casos "críticos", como os encontrados em aplicações náuticas (imersão de curto prazo de conjuntos aço inoxidável/alumínio, áreas e cavidades que retêm líquidos), o isolamento dos conjuntos usando selante de silicone inerte oferece bons resultados de proteção contra esse tipo de corrosão.

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

• Um volume de ácido nítrico a 52% (36° Baumé)
• Um volume de água
• Temperatura ambiente
• Duração curta
• 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 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 névoa salina (norma francesa NFX 41002): por exemplo, etiquetas de marcação (que podem causar escorrimentos de corrosão e reduzir o tempo de resistência do teste) não devem ser usadas na amostra.

A tabela abaixo ilustra uma escala de desempenho 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 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 o recozimento, se o metal for usado nessa condição, recomenda-se um tratamento de expansão com duração de uma a duas horas a 250/300°C, sem efeito significativo em suas propriedades mecânicas.

Este aço de endurecimento por precipitação é específico por poder ser endurecido, após recozimento, usando tratamento de têmpera a média temperatura. A dureza máxima, de cerca 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 média temperatura.

As barras recozidas são adequadas para têmpera a média temperatura, 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 média temperatura.

Conformação a Quente

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

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

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

Soldagem

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, sejam 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 dessa forma podem ser idênticas às do metal de base.

Além disso, deve-se reiterar que o projeto de soldagem deve prever o cuidado necessário com todos os aços de alta resistência ao escoamento: evitar recortes 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).