UGIMA® 4541 Recozido – Aço Inoxidável Superior Resistente à Corrosão

A principal propriedade do UGIMA® 4541 é sua resistência à corrosão intergranular. Utiliza titânio como elemento estabilizante para evitar a formação de carbonetos de cromo no grau quando utilizado em alta temperatura. As propriedades mecânicas deste aço inoxidável são melhores que as do 1.4307.

O UGIMA® 4541 é especificamente projetado para usinagem e torneamento de barras e proporciona produtividade aumentada para estas operações.

O UGIMA® 4541 tem excelente resistência à oxidação e corrosão e bom comportamento a fluência. É particularmente recomendado para aplicações requerendo resistência ao calor em temperaturas contínuas ou cíclicas de operação (400 – 850°C).

Propriedades

Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,9 g/cm³

Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Módulo de elasticidade	20 °C	200 GPa
Módulo de elasticidade	100 °C	194 GPa
Módulo de elasticidade	200 °C	186 GPa
Módulo de elasticidade	300 °C	180 GPa
Módulo de elasticidade	400 °C	172 GPa
Módulo de elasticidade	500 °C	165 GPa
Alongamento		45 %	mín.
Dureza Brinell		215,0	máx.
Resistência à tração		500,0 - 700,0 MPa

Térmicas

Propriedade	Valor	Comentário
Coeficiente de expansão térmica	0,000016 1/K	20 a 100°C
Coeficiente de expansão térmica	0,0000165 1/K	20 a 200°C
Coeficiente de expansão térmica	0,000017 1/K	20 a 300°C
Coeficiente de expansão térmica	0,0000175 1/K	20 a 400°C
Coeficiente de expansão térmica	0,000018 1/K	20 a 500°C
Calor específico	500 J/(kg·K)
Condutividade térmica	15 W/(m·K)

Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade elétrica	7,3e-07 Ω·m

Composição Química

Elemento	Valor (%)	Comentário
Carbono	0,08	máx.
Cromo	17,0 - 19,0
Manganês	2,0	máx.
Molibdênio	0,5	máx.
Níquel	9,0 - 12,0
Fósforo	0,045	máx.
Silício	1,0	máx.
Enxofre	0,03	máx.
Titânio	0,70	máx., mín: 5x(C+N)

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

• Automotivo: turbocompressores, coletores de escape, suportes de sensores
• Aeronáutica: motores turboélice, motores a jato
• Processo, indústria química e de petróleo: conexões e juntas de expansão, componentes para equipamentos de alta temperatura, fornos, trocadores de calor

Propriedades de Corrosão

Possui excelente resistência à corrosão em ambientes naturais (água potável, ambientes rurais e urbanos) e em ambientes de processamento de alimentos e agroalimentares (mas com reservas em alguns casos específicos, como vinhos brancos, mostardas, etc.).

O UGIMA® 4541 é resistente à corrosão intergranular mesmo após soldagem; atende ao teste padronizado ASTM A262 Prática E.

O UGIMA® 4541 pode ser usado em ácidos minerais e orgânicos, por exemplo ácido nítrico. Medidas de precaução são necessárias quando usado em outros ácidos, por exemplo ácidos fosfórico e sulfúrico.

O UGIMA® 4541 pode ser testado em nevoeiro salino (teste padronizado ISO 9227). É difícil dar um valor preciso em termos de horas após as quais aparecerão traços de corrosão, porque tal resistência ao nevoeiro salino depende não apenas da composição do grau, mas também da geometria do componente testado, do acabamento de superfície (rugosidade, arranhões de usinagem), da presença ou ausência de poluição (partículas de ferro, óleos de corte, etc). Componentes acabados podem ser testados em laboratório.

O UGIMA® 4541 tem excelente resistência química em alta temperatura; temperaturas limites estimadas de uso contínuo são dadas abaixo (a temperatura limite deve levar em conta a natureza exata da atmosfera e a amplitude e frequência de tensões mecânicas e térmicas):

Atmosfera oxidante	850°C
Atmosfera oxidante com enxofre	750°C

Maquinabilidade Geral

Torneamento: Não apenas o UGIMA® 4541 reduz o desgaste de ferramenta (ver gráfico à direita para melhorias em termos de produtividade potencial de torneamento), também proporciona melhor quebra de cavaco (ver gráfico à direita para o número de condições de corte com cavacos fragmentados em torneamento).

Torneamento de precisão (torno automático): Para comparar UGIMA® 4541 com um 1.4541 padrão, testes foram realizados em torno automático TORNOS SIGMA 32. Para cada grau, o teste consistiu em definir as condições ótimas de corte para fabricar, por exemplo, 1000 componentes sem trocar de ferramentas. A tabela abaixo mostra as condições de corte que podem produzir 1000 componentes sem trocar de ferramentas para cada grau conforme as operações e ferramentas usadas. Produtividade melhorada que pode exceder 10% foi notada.

Operações	Ferramentas	UGI 4541	UGIMA® 4541
Desbaste reto	SECO TM2000 CCMT 09T308-F2	Vc = 170 m/min, ap = 2 mm; f = 0,30 mm/rev	Vc = 190 m/min, ap = 2 mm; f = 0,30 mm/rev
Acabamento reto	SECO TM2000 CCMT 09T304-F1	Vc = 240 m/min, ap = 0,5 mm; f = 0,10 mm/rev	Vc = 250 m/min, ap = 0,5 mm; f = 0,10 mm/rev
Furação axial	GÜHRING RT100F 6 mm – DK460UF	Vc = 70 m/min, f = 0,10 mm/rev	Vc = 80 m/min, f = 0,10 mm/rev
Furação axial	ISCAR IC908 9,9 mm – ICM099	Vc = 120 m/min, f = 0,15 mm/rev	Vc = 130 m/min, f = 0,15 mm/rev
Corte transversal	SANDVIK 2135 N132E2-0300-0002-CM	Vc = 60 m/min, f = 0,06/0,03 mm/rev	Vc = 60 m/min, f = 0,06/0,03 mm/rev

Tratamento Térmico

Recozimento: O tratamento térmico do UGIMA® 4541 envolve manter alta temperatura entre 1000°C e 1100°C, seguido de resfriamento ao ar ou água. Este tratamento, chamado recozimento, remove todo vestígio de endurecimento, conferindo ao aço seu nível mais baixo de propriedades mecânicas.

Conformação a Quente

O UGIMA® 4541 pode ser forjado entre 950°C e 1250°C sem precauções especiais. Como para todos os graus de aço inoxidável austenítico, a força necessária para deformar os metais é alta (muito maior que a requerida para aços carbono). Componentes podem ser resfriados ao ar ou água.

Outros - Produtos Disponíveis

Produto	Forma	Tolerância	Dimensões (mm)
Barras laminadas e descascadas	Redondas	12 a 13	22 a 130
Barras acabadas a frio: trefiladas, torneadas, retificadas	Redondas	6 a 11	2 a 130
Barras trefiladas	Hexagonais	11	3 a 60

Outras opções: contatar o fornecedor

Tratamento de Superfície

As condições geralmente usadas para graus austeníticos aplicam-se ao UGIMA® 4541.

Soldagem

O UGIMA® 4541 pode ser soldado por todos os tipos de processos a arco (MIG, TIG com ou sem metal de adição, eletrodos revestidos, soldagem a arco submerso, etc.), por resistência (ponto ou costura), atrito, feixe de elétrons ou LASER.

Graças ao equilíbrio analítico correto e apesar de uma porcentagem ligeiramente maior de S que o UGI 4541, não há risco aumentado de trinca térmica para UGIMA® 4541 durante soldagem a arco e LASER.

Em soldagem MIG, o gás de proteção à base de Ar (+ possivelmente He) terá que conter 2 a 3% de CO₂ ou O₂ para facilitar a estabilização do arco de soldagem; em soldagem TIG, o gás de adição será Ar puro (+ possivelmente He). H₂ e N₂ podem ser adicionados ao gás de proteção se necessário.

Se metal de adição for usado, arame ER347 deve ser preferido, particularmente no caso de soldas usadas em altas temperaturas.