UGI® 446 Recozido: Aço Inoxidável Ferrítico de Alto Desempenho para Temperaturas Extremas

Visão Geral

O UGI® 446 é um aço inoxidável ferrítico com mais de 23% de teor de cromo. Assim, sua resistência à corrosão está entre as melhores dentro dos graus de aço inoxidável ferrítico. Como o UGI® 446 resiste bem à oxidação térmica com bom comportamento contra fenômenos de descamação, é comumente usado para aplicações onde a faixa de temperatura está entre 800 e 1150°C.

O coeficiente de expansão térmica do UGI® 446 sendo próximo ao de vidros especiais, é frequentemente usado em juntas vedadas metal-vidro.

O UGI® 446 é um grau de aço inoxidável ferrítico que resiste bem ao contato com metal líquido como cobre ou latão. Portanto, é bem adaptado a aplicações elétricas onde há contatos próximos entre aço inoxidável, cobre e latão.

A exposição prolongada a temperaturas entre 350 e 800°C leva a uma evolução da estrutura metalúrgica do material que pode se tornar frágil (fase sigma ou desmistura de ferrita).

O UGI® 446 tem uma estrutura 100% ferrítica quando recozido. Esta condição metalúrgica garante que o material não será submetido à corrosão intergranular. Um tempo de retenção muito longo em temperatura na faixa de 350-750°C pode levar a uma fragilização do material devido ao crescimento de fases frágeis na estrutura (desmistura α+α' de ferrita em torno de 475°C e fase sigma em temperatura mais alta). Isso deve ser evitado.

Propriedades Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,5 g/cm³

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Valor	Comentário
Módulo de elasticidade	220 GPa
Alongamento	20 %	mín.
Resistência à tração	480 MPa	mín.

Propriedades Térmicas

Propriedade	Valor
Calor específico	500 J/(kg·K)
Condutividade térmica	17 W/(m·K)

Propriedades Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade elétrica	1,1e-06 Ω·m

Composição Química

Elemento	Valor	Comentário
Carbono	0,06	máx.
Cromo	23,0 - 24,0 %
Manganês	1,0	máx.
Molibdênio	0,5
Níquel	0,5	máx.
Nitrogênio	0,1	máx.
Fósforo	0,03	máx.
Silício	0,7	máx.
Enxofre	0,03	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

• Vedação metal-vidro
• Condutores elétricos para iluminação
• Montagem de peças em contato com cobre ou latão
• Peças para moldes de vidro

Conformação a Frio

Estampagem a Frio

Devido a uma boa ductilidade, o UGI® 446 é bem adaptado à estampagem a frio. É sensível a linhas de arranhão provenientes tanto de laminação a quente quanto de trefilação a frio. Isso pode levar a trincas superficiais após deformações severas a frio.

Dobramento - Conformação

O UGI® 446, sendo dúctil, é bem adaptado a dobramento e conformação. Sua temperatura de transição (dúctil/frágil) sendo próxima à temperatura ambiente, velocidade de deformação lenta é recomendada. Dependendo da transformação termomecânica antes do dobramento, superfícies esticadas podem mostrar superfície irregular (chamada 'casca de laranja') ligada a grãos grosseiros sob a superfície do arame.

Trefilação - Perfilagem

O UGI® 446 é adequado para conformação a frio por métodos convencionais. Como outros graus ferríticos, a deformação a frio aumenta ligeiramente as propriedades mecânicas (Rm e Rp0.2) do grau e reduz sua ductilidade. A trefilação a frio pode ser processada em redução de seção até 80%.

Propriedades de Corrosão

Corrosão Localizada

Corrosão por pitting: A resistência à corrosão por pitting pode ser avaliada medindo o potencial de pitting em laboratório (teste padronizado ISO 15158). Em solução aquosa levemente salgada contendo NaCl 0,02 M, a tabela abaixo fornece o potencial de pitting para os principais graus de aço inoxidável ferrítico. As amostras medidas foram polidas na direção de laminação da barra ou do arame. As superfícies das amostras foram envelhecidas naturalmente por 24 h após o polimento mecânico e antes dos testes de corrosão por pitting.

Graus Ferríticos	Potencial de Pitting em mV/ECS
AISI 430 - 1.4016	350 mV
AISI 434 - 1.4113	400 mV
AISI 446 - 1.4763	420 mV
1.4511 / 1.4509	470 mV
AISI 445 - 1.4621	550 mV

O potencial de corrosão por pitting do UGI® 446 é maior que o do ferrítico padrão UGI® 430, mas não tão alto quanto os de graus ferríticos estabilizados com Titânio ou Nióbio como 4511, 4509 ou 4621, devido a uma leve sensibilidade à corrosão intergranular.

Oxidação Térmica

O UGI® 446 resiste bem à oxidação térmica, é comumente usado para aplicações onde a temperatura está na faixa de 800 a 1150°C. Especialmente resiste bem ao efeito de descamação durante testes cíclicos.

Usinabilidade Geral

Torneamento

Como outros graus ferríticos, a usinabilidade do UGI® 446 requer alguns cuidados. Durante o torneamento, acúmulo e adesão de material podem ocorrer na ponta da ferramenta de corte. Isso pode levar a desgaste precoce da ferramenta, superfície rugosa das peças torneadas, até desvio no tamanho da peça. Para conter esses inconvenientes, o uso de ferramentas de corte revestidas é recomendado (TiN ou TiAlN, por exemplo).

Para facilitar a remoção de cavacos, um fluxo de lubrificante sob alta pressão é aconselhável. Lubrificante com aditivos de extrema pressão é recomendado.

Condição Metalúrgica (Rm)	Profundidade de corte / Taxa de avanço
	6 mm / 0,5 mm/r	3 mm / 0,4 mm/r	1 mm / 0,2 mm/r
Recozido (450 – 550 MPa)	160 m/min	190 m/min	260 m/min

Furação

Ainda mais crítico que para operações de torneamento, a lubrificação durante a furação do UGI® 446 é crítica. O fluxo de lubrificante deve ser regular e generoso (pressão e vazão). Em diâmetros de furação grandes, o uso de brocas com furo de passagem de óleo (lubrificação interna) é preferido. Ângulo incluído de 130 – 140° para brocas de metal duro ou 118° para brocas HSS são recomendados.

Tratamento Térmico

O UGI® 446 tem uma estrutura 100% ferrítica quando recozido. Portanto, não há necessidade de fazer tratamento térmico adicional se o material foi apenas trabalhado a frio. No entanto, após uma longa exposição a temperatura entre 350 e 800°C que pode levar à fragilidade do material (fase sigma ou desmistura de ferrita), é possível restaurar a estrutura recozida com um tratamento térmico entre 800 e 1130°C.

Um recozimento completo sem produzir grãos grosseiros que poderiam ser prejudiciais para aplicações como dobramento deve ser feito com um tratamento térmico entre 840 e 900°C (2 horas no mínimo) seguido por resfriamento rápido em ar pulsado ou água.

Conformação a Quente

Forjamento

O UGI® 446 pode ser facilmente forjado entre 800°C e 1130°C onde sua forjabilidade está no máximo. Os componentes podem ser resfriados rapidamente. Isso pode ser feito tanto em ar quanto em água.

Outras Informações

O UGI® 446 exibe uma temperatura de transição (dúctil-frágil) próxima à temperatura ambiente. Por esse motivo, é aconselhável não usá-lo em grandes espessuras, por exemplo, maiores que 80 mm para barra maciça.

Produtos Disponíveis

Produto	Forma	Acabamento	Tolerância	Dimensão
Arame máquina	Redondo	Decapado		5,0 a 32 mm
Arame trefilado	Redondo			0,8 a 18,0 mm
Perfil				2 a 70 mm²
Barra	Redondo	Laminado e descalado	12 a 13	22 a 71 mm
Barra	Redondo	Torneado e polido	9 a 11	22 a 71 mm
Barra	Redondo	Trefilado	8 a 9	2,0 a 55 mm

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Soldagem

Como todos os graus ferríticos não estabilizados com titânio nem nióbio, o UGI® 446 é difícil de soldar. Os parâmetros de soldagem devem ser finamente ajustados para evitar zona de fusão frágil devido a grãos grosseiros e limitar a corrosão intergranular tanto na zona de fusão quanto na zona afetada termicamente.

Para manter propriedades de impacto próximas ao material original, técnicas de soldagem onde resfriamento rápido da zona de fusão e baixas energias de soldagem são possíveis são preferidas (soldagem a laser em vez de soldagem TIG).

Para evitar corrosão intergranular de zonas soldadas, as soldas devem ser feitas com arame de solda estabilizado como EXHAUST® F1 – 18LNb ou EXHAUST® F1 EVO – 18LNbSi. Se a espessura da solda for superior a 2 mm, um duplamente estabilizado (Ti e Nb) como EXHAUST® Bi-Stab – 18LNbTi EVO é preferido.