UGI 4418 AIR – Aço Inoxidável de Alta Resistência, Grau Criogênico para Aeroespacial

O UGI 4418 AIR é um aço supermartensítico de baixo carbono com adição de níquel, projetado especificamente para o mercado aeroespacial. Combina alta resistência mecânica com excelente tenacidade e muito boa resistência à corrosão, consideravelmente superior à dos aços martensíticos convencionais de alto carbono Fe-Cr-C. Este grau exibe excelentes propriedades criogênicas.

No estado temperado e revenido, a microestrutura consiste predominantemente de martensita revenida. Pode conter traços de ferrita (<5%) e austenita residual, dependendo do diâmetro e dos tratamentos térmicos utilizados.

As garantias de micro-limpeza são as segue (classificação ASTM E45/método A):

Graus	Epit (mV/ECS) ± 20 mV
1.4006 (AISI 410)	185
1.4307 (AISI 304L) (com S=0,02%)	400
1.4542 (17-4-PH AISI 630)	380
1.4418	375

O UGI 4418 AIR também está disponível na versão refundida a escória eletro (ESR). É magnetizável.

Propriedades Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,7 g/cm³

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Módulo de Elasticidade	20 °C	200 GPa	–
Módulo de Elasticidade	100 °C	195 GPa	–
Módulo de Elasticidade	200 °C	185 GPa	–
Módulo de Elasticidade	300 °C	175 GPa	–
Módulo de Elasticidade	400 °C	170 GPa	–
Dureza Brinell	–	293	máx., d≤200mm

Propriedades Térmicas

Propriedade	Valor	Comentário
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000103 1/K	20 a 100 °C
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000108 1/K	20 a 200 °C
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000112 1/K	20 a 300 °C
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000116 1/K	20 a 400 °C
Calor Específico	430 J/(kg·K)	–
Condutividade Térmica	15 W/(m·K)	–

Propriedades Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade Elétrica	8e-07 Ω·m

Composição Química

Elemento	Teor	Comentário
Carbono	0,06	máx.
Cromo	15,0 – 17,0 %	–
Cobre	0,5	máx.
Manganês	1,5	máx.
Molibdênio	0,8 – 1,2 %	–
Níquel	4,0 – 5,0 %	–
Nitrogênio	0,02 %	mín.
Fósforo	0,03	máx.
Silício	0,6	máx.
Enxofre	0,005	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

• Fixadores
• Peças rotativas
• Conexões e conectores
• Pistões de freio
• Peças estruturais
• Eixos e pinos
• Tanques

Conformação a Frio

O UGI 4418 AIR pode ser conformado a frio por processos convencionais (trefilação de barras, trefilação de arame, conformação, perfilagem). Suas altas propriedades mecânicas requerem atenção particular. Após ou durante operações de conformação a frio, pode ser necessário um revenimento para amolecer o grau. Em caso de altos níveis de deformação, recomenda-se um tratamento completo de têmpera e revenimento.

Propriedades de Corrosão

Devido ao seu alto teor de níquel, cromo e molibdênio e baixo teor de carbono, o UGI 4418 AIR possui boa resistência à corrosão.

Corrosão localizada – Pitting: Os potenciais de pitting foram medidos conforme ISO 15158-2014 em solução contendo 0,02M NaCl a 23 °C. O UGI 4418 AIR possui resistência a pitting muito superior à de um martensítico 13% Cr (tipo 1.4006). Os resultados mostram que a resistência a pitting é similar à do 1.4542 e 1.4307 (com 0,020% de enxofre).

Corrosão intergranular: Sua estrutura e composição tornam o UGI 4418 AIR insensível à corrosão intergranular.

Tratamento Térmico

Amolecimento: O UGI 4418 AIR é difícil de amolecer devido à sua composição química que leva a um ponto de transformação muito baixo (Ac1). O recozimento brando é geralmente realizado entre 600 e 650 °C.

Têmpera: Consiste em austenitização entre 1010 °C e 1060 °C, seguida de têmpera em óleo (ou ar para seções menores). Para limitar riscos de trincas de têmpera, o revenimento deve ser realizado o mais rápido possível após a têmpera, após retorno à temperatura ambiente.

Revenimento: A temperatura de revenimento deve ser ajustada conforme as propriedades mecânicas requeridas.

• Nível QT 900: revenimento entre 550 °C e 620 °C
• Níveis QT 1100 e QT 1150: revenimento entre 375 °C e 405 °C

O período de revenimento é geralmente entre 2 h e 4 h, seguido de resfriamento ao ar ou em óleo. Duplo revenimento pode ser usado para amolecer ainda mais o grau. A faixa de temperatura entre 400 °C e 450 °C deve ser evitada, pois pode levar a fragilização excessiva do metal.

Conformação a Quente

Forjamento: Aquecimento entre 1150 °C e 1200 °C é recomendado. A conformação a quente (forjamento) deve ser realizada preferencialmente entre 1200 °C e 900 °C, seguida de resfriamento ao ar. O comportamento do UGI 4418 AIR durante forjamento é equivalente ao de um grau austenítico tipo 1.4301. Tratamento térmico completo (austenitização/têmpera seguido de revenimento) é recomendado após conformação a quente.

Outros – Produtos Disponíveis

Produto	Perfil	Acabamento	Tolerância	Dimensões (mm)
Barras	Redondo	Laminado a quente descascado	K13-K12	22–115
		Torneado	h11-h10	22–115
		Torneado polido	h11-h10 h9	22–115 22–55
		Retificado	h9-h8-h7	5–115
		Trefilado	h9	5–30

Outros produtos: contate o fornecedor.

Soldagem

O UGI 4418 AIR pode ser soldado por arco elétrico (GMAW, GTAW, SMAW, etc.) e pela maioria dos outros processos (solda por pontos, solda por costura, LASER, etc.). Devido ao seu baixo teor de carbono e teor de níquel, é mais fácil de soldar que a maioria dos aços inoxidáveis martensíticos.

Martensita de baixo carbono combinada com austenita residual finamente dispersa confere às zonas termicamente afetadas (ZTA) excelente tenacidade na condição soldada. O UGI 4418 AIR é, portanto, apenas ligeiramente suscetível a trincas a frio após soldagem e normalmente não é necessário pré-aquecer as peças, a menos que sejam muito espessas ou sua geometria gere altas concentrações de tensão nas soldas após resfriamento (nesse caso, pré-aquecimento a 100–120 °C é recomendado).

Se o Metal de Solda (MS) não requer as propriedades mecânicas do UGI 4418 AIR, um grau austenítico como A316LM ou A316LT pode ser usado como metal de adição. Tratamento térmico pós-soldagem geralmente não é necessário. Quando o MS deve ter as mesmas propriedades mecânicas, deve-se usar um metal de adição homogêneo (como “16 5 1”). Neste caso, tratamento térmico pós-soldagem a 580–600 °C é recomendado.

Para GMAW com metal de adição homogêneo, escolhe-se um gás de proteção levemente oxidante, como Ar + 1–2% CO₂, para evitar teor excessivo de oxigênio no MS, garantindo boas propriedades de impacto.