UGI® 4313 +A: Aço Inoxidável Martensítico de Baixo Carbono e Ligado a Níquel de Alto Desempenho

O grau UGI® 4313 é um aço inoxidável martensítico de baixo carbono e ligado a níquel que combina altas propriedades mecânicas, boa tenacidade ao impacto e resistência à corrosão superior à dos graus martensíticos convencionais com alto teor de C. Pode ser usado entre -60 °C e +300 °C.

Na condição tratada termicamente (têmpera + revenimento), a microestrutura consiste de martensita revenida. Pode conter traços de ferrita e austenita residual. Dependendo da temperatura de revenimento escolhida, o UGI® 4313 pode conter até cerca de 15% de austenita residual.

O UGI® 4313 é ferromagnético (atrai o ímã), independentemente de sua condição metalúrgica. No entanto, suas propriedades magnéticas (permeabilidade, força coercitiva, remanência e polarização à saturação) dependem das condições de tratamento térmico. É um bom candidato para aplicações onde se requer um compromisso entre resistência mecânica, resistência à corrosão e magnetismo, por exemplo, para injetores de combustível no setor automotivo. Para mais informações, consulte o fornecedor.

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	170 GPa	–
Módulo de Elasticidade	300 °C	175 GPa	–
Resistência à Tração	–	1100 MPa	máx., diâmetro ≤ 160 mm

Propriedades Térmicas

Propriedade	Valor	Comentário
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000105 1/K	20 a 100 °C
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000109 1/K	20 a 200 °C
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000113 1/K	20 a 300 °C
Coeficiente de Expansão Térmica	0,0000116 1/K	20 a 400 °C
Calor Específico	430 J/(kg·K)	–

Propriedades Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade Elétrica	6,0e-07 Ω·m

Composição Química

Elemento	Teor	Comentário
Carbono	0,05	máx.
Cromo	12,0 – 14,0 %	–
Manganês	1,5	máx.
Molibdênio	0,3 – 0,7 %	–
Níquel	3,5 – 4,5 %	–
Nitrogênio	0,02 %	máx.
Fósforo	0,04	máx.
Silício	0,7	máx.
Enxofre	0,015	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

O UGI® 4313 destina-se às seguintes aplicações (lista não exaustiva):

• Acoplamentos, bombas, válvulas e compressores para indústrias química e petroquímica;
• Aeroespacial, automotivo e aplicações de motor (especialmente injeção);
• Peças para turbinas de geração de energia;
• Instrumentação médica;
• Construção, estruturas;
• Aplicações militares e de defesa.

Conformação a Frio

Trefilação de arame – Conformação: O UGI® 4313 é adequado para trabalho a frio por métodos convencionais.

Propriedades de Corrosão

Corrosão por pitting localizada: A resistência ao pitting localizado depende largamente da composição do grau; o cálculo do índice PREN de pitting (%Cr + 3,3x%Mo +16x%N) dá uma indicação da resistência. Com PREN médio calculado de 15, o UGI® 4313 tem melhor resistência à corrosão que a série AISI 420 (1.4034; PREN médio 13,5), mas permanece menos satisfatória que a série AISI 431 (1.4057; PREN médio 17).

A resistência a pitting do UGI® 4313 é, portanto, satisfatória em ambientes moderadamente agressivos, ou seja, contendo menos de 100 ppm de íons cloreto. É melhorada com condição de superfície de baixa rugosidade, obtida por exemplo por eletropolimento.

Usinabilidade Geral

O UGI® 4313 pode ser usinado tanto na condição recozida (A) quanto nas condições temperadas e revenidas (QT). A condição recozida, devido às suas baixas propriedades mecânicas, é mais sujeita a adesão de cavacos nas ferramentas, o que pode acelerar o desgaste e afetar adversamente as condições de superfície pós-usinagem. As condições QT causam desgaste de ferramenta tanto mais rápido quanto maiores forem suas propriedades mecânicas. Consequentemente, a condição QT700 tem a melhor usinabilidade das 4 condições disponíveis.

A usinabilidade do UGI® 4313 é similar à de graus martensíticos contendo níquel do tipo UGI® 4418. Nosso departamento de suporte técnico está à disposição para quaisquer solicitações.

Tratamento Térmico

Recozimento: Recozimento entre 600 °C e 650 °C com resfriamento ao ar ou em forno, a ser realizado após transformação martensítica.

Têmpera: A têmpera deve ser realizada mantendo temperatura entre 900 °C e 1150 °C seguida de resfriamento ao ar ou em óleo.

Revenimento: A escolha da temperatura de revenimento pós-têmpera depende das propriedades mecânicas requeridas. As temperaturas recomendadas pela EN 10088-3 são:

• +QT700: duplo revenimento entre 650 °C e 700 °C e entre 600 °C e 620 °C
• +QT780: revenimento único entre 550 °C e 620 °C
• +QT900: revenimento único entre 520 °C e 580 °C

Conformação a Quente

Aquecimento entre 1150 °C e 1200 °C é recomendado. O trabalho a quente (forjamento) do UGI® 4313 deve ser realizado preferencialmente na faixa de 1200 °C a 900 °C, seguido de resfriamento ao ar. O comportamento do grau durante forjamento é similar ao de um grau austenítico tipo 1.4301.

Após trabalho a quente, recomenda-se um tratamento térmico completo, consistindo de austenitização, têmpera e depois revenimento.

Outros – Produtos Disponíveis

Produto	Forma	Acabamento	Tolerância	Dimensões (mm)
Barras laminadas descascadas	Redondo	–	12 a 13	22 a 115
Barras trabalhadas a frio por trefilação, torneamento e retificação	Redondo	–	6 a 11	2 a 115
Arame máquina	Redondo	Decapado	–	5 a 32

Outras opções: contate o fornecedor.

Soldagem

O UGI® 4313 pode ser soldado por processos de soldagem a arco (GMAW, GTAW, SMAW, etc.) e pela maioria dos outros processos (ponto, costura, laser, etc.). Graças ao seu baixo teor de carbono e ao níquel que contém, é mais fácil de soldar que a maioria dos aços inoxidáveis martensíticos.

A martensita pobre em carbono, combinada com a austenita residual finamente dispersa, confere às zonas termicamente afetadas (ZTA) do UGI® 4313 boa tenacidade ao impacto na condição soldada. O UGI® 4313 é, portanto, relativamente insensível a trincas a frio e o pré-aquecimento das peças normalmente não é necessário, a menos que se tenha que soldar peças muito espessas ou com geometria que possa gerar altas tensões residuais de solda após resfriamento (nesse caso, pré-aquecimento entre 100 °C e 200 °C é recomendado).

Para soldagem com metal de adição, se o Metal de Solda (MS) não requer propriedades mecânicas equivalentes às do UGI® 4313, pode-se usar como arame de adição um grau austenítico como UGIWELD™ 316LM. Nesse caso, tratamento térmico pós-soldagem geralmente não é necessário.

Se o MS deve garantir propriedades mecânicas idênticas às do UGI® 4313, pode-se usar um arame de adição homogêneo. Nesse caso, tratamento de revenimento pós-soldagem a 540–580 °C é recomendado. Na soldagem MIG com arame homogêneo, escolhe-se um gás de proteção relativamente não oxidante, como Ar + 1–2% CO₂, para evitar taxa excessiva de oxigênio no MS, garantindo boa tenacidade ao impacto.