UGIMA® 4362 – Duplex Laminado a Quente e Recozido de Solução com Usinabilidade Superior

Visão Geral

O UGIMA® 4362 é um aço inoxidável austeno-ferrítico (Duplex) com usinabilidade superior ao 1.4362 padrão (UGI® 4362), devido principalmente a menor desgaste de ferramenta e melhor quebra de cavaco.

Está em conformidade com a especificação 1.4362 segundo EN 10088-3, mantendo todas as qualidades do UGI 4362:

• Propriedades mecânicas superiores (Rm e Rp0,2) às de um 1.4404 (316L) padrão, ou mesmo 1.4406 (316LN)
• Resistência à corrosão maior ou igual à de um 1.4404 (316L) padrão

O UGIMA® 4362 exibe boas propriedades mecânicas: resistência à tração e limite de escoamento significativamente mais altos em barras que um 1.4404 padrão. Por ser parcialmente ferrítico, tem temperatura de transição dúctil-frágil que, em barras de grande seção, restringe seu uso a aplicações de baixa temperatura.

A composição química é otimizada para obter estrutura bifásica com 45–70% de ferrita após tratamento de solução entre 950 °C e 1050 °C seguido de resfriamento rápido. O baixo teor de Mo torna o grau muito menos suscetível que o 1.4462 à precipitação de fases intermetálicas fragilizantes (sigma, X). A fase sigma só aparece após permanência a 700 °C por 20 horas. Contudo, como no UGI 4362, a precipitação da fase α' entre 350 °C e 550 °C pode levar a fragilização. Consequentemente, a temperatura de uso do UGIMA® 4362 deve ser limitada a 300 °C.

Propriedades

Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,8 g/cm³

Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Energia de impacto Charpy, entalhe V	–	100 J	mín.
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	–
Alongamento	–	25 %	mín.
Dureza Brinell	–	260,0	máx.
Resistência à tração	–	600,0 – 830,0 MPa	mín.

Térmicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Coeficiente de expansão térmica	–	0,000013 1/K	20 a 100 °C
Coeficiente de expansão térmica	–	0,0000135 1/K	20 a 200 °C
Coeficiente de expansão térmica	–	0,000014 1/K	20 a 300 °C
Calor específico	20 °C	500 J/(kg·K)	–
Calor específico	100 °C	530 J/(kg·K)	–
Calor específico	200 °C	560 J/(kg·K)	–
Calor específico	300 °C	590 J/(kg·K)	–
Condutividade térmica	20 °C	15 W/(m·K)	–
Condutividade térmica	100 °C	16 W/(m·K)	–
Condutividade térmica	200 °C	17 W/(m·K)	–
Condutividade térmica	300 °C	18 W/(m·K)	–

Elétricas

Propriedade	Temperatura	Valor
Resistividade elétrica	20 °C	0,0000008 Ω·m
Resistividade elétrica	100 °C	0,00000085 Ω·m
Resistividade elétrica	200 °C	0,0000009 Ω·m
Resistividade elétrica	300 °C	0,000001 Ω·m

Composição Química

Elemento	Valor	Comentário
Carbono	0,03	máx.
Cromo	22,0 – 24,0 %	–
Cobre	0,1 – 0,6 %	–
Manganês	2,0	máx.
Molibdênio	0,1 – 0,6 %	–
Níquel	3,5 – 5,5 %	–
Nitrogênio	0,05 – 0,2 %	–
Fósforo	0,035	máx.
Silício	1,0	máx.
Enxofre	0,015	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

Em geral, onde quer que o grau 1.4404 (316L) seja usado.

• Energia, processo
• Construção
• Alimentação e Agricultura

Limitações de uso:

• Aplicações criogênicas (resistência insuficiente)
• Temperatura de operação > 300 °C (risco de fragilização a longo prazo)

Em caso de dúvida, consultar o fornecedor.

Propriedades de Corrosão

O UGIMA® 4362 pode substituir o 1.4404 padrão na maioria das aplicações, particularmente para:

• Exposição a atmosferas marítimas ou urbanas na construção civil
• Indústria de celulose
• Indústria química em geral

Ilustrado por gráficos de corrosão em NaCl (corrosão por pites).

Corrosão por pites: Tipo mais comum. Devido à ação nociva de íons cloreto em inclusões de sulfeto, aparece como pequenas manchas. Mecanismo estocástico. Resistência determinada pelo potencial acima do qual pites se formam (NF ISO 15158); maior potencial = melhor resistência.

Gráfico mostra potenciais de pite em mV/SCE para amostra transversal de barra trefilada 15–22 mm, polida SiC1200, imersa em NaCl 0,86 mol/l (30,4 g/l Cl⁻) a 35 °C, pH neutro (ambiente de neblina salina neutra ISO 9227). A resistência do UGIMA® 4362 é igual à do UGIMA® 4404 e significativamente melhor que certos 1.4404 padrão. Para ambientes extremamente agressivos (água do mar, produtos de limpeza), consultar fornecedor.

Corrosão sob tensão: Testes em meio aquoso clorado pH 7, 8 ppm O₂, tensão abaixo do limite de escoamento por >1000 h. Resistência do UGIMA® 4362 é melhor que 1.4404 padrão. Pode ser usado nessas condições até 130 °C sem risco de corrosão sob tensão, enquanto para 1.4404 o limite não excede 50 °C.

Usinabilidade Geral

Barras laminadas a quente:

• Torneamento – VB15/0,15: Condições de corte acessíveis do UGIMA® 4362 aumentam em média 6,5% vs. 1.4362 padrão (UGI 4362); posiciona-o acima de 1.4404 padrão (UGI 4404) e próximo ao UGIMA® 4404HM. Médias com dois inserts CNMG 120408 de referência.
• Zonas de quebra de cavaco (CBZ): Número de condições de cavaco curto aumenta significativamente vs. UGI 4362; mesmo nível do UGI 4404 padrão e abaixo do UGIMA® 4404HM. Gráficos mostram número de condições gerando cavacos curtos, médios e longos para dois inserts de referência.
• Furação: Testes com broca HSS 4 mm sem refrigeração central (óleo solúvel) e broca metal duro revestido 6 mm com refrigeração central (15 bar). Definidos fluxos máximos de cavaco (quantidade máx. de cavaco/unidade de tempo). Com HSS 4 mm: fluxo máximo do UGIMA® 4362 > UGI 4362 e UGI 4404, similar ao UGIMA® 4404HM. Com metal duro 6 mm: zona ótima mais ampla que UGI 4362, fluxo similar ao UGI 4404, ainda significativamente abaixo do UGIMA® 4404HM.

Barras trefiladas a frio (torno automático): Testes em TORNOS SIGMA 32. (Nota: testes compararam UGI 4362 com UGIMA® 4362, mas a péssima quebra de cavaco do UGI 4362 não permite resultados confiáveis na maioria das operações.)

• Torneamento – VB15/0,25: UGIMA® 4362 acima de 1.4404 padrão (UGI 4404), produtividade ~6% melhor. Significativamente abaixo do UGIMA® 4404HM (–14%). Resultados com insert CCMT 09T308.
• Furação axial: Fluxo máximo de cavaco com broca metal duro revestido, 1000 furos a 4D sem troca de ferramenta, sem alargamento, lubrificação interna. Fluxo do UGIMA® 4362 igual ao UGI 4404 e 10% inferior ao UGIMA® 4404HM.
• Corte transversal: Determina velocidade de corte (G96) e avanço para produtividade máxima com 1000 cortes sem troca de ferramenta. Gráfico mostra avanço máximo para cada grau à mesma velocidade (60 m/min). UGIMA® 4362 significativamente melhor que UGI 4404 e no mesmo nível do UGIMA® 4404HM.

Tratamento Térmico

Recozimento de solução: Entre 950 °C e 1050 °C seguido de resfriamento rápido ao ar ou água. Usado para restaurar ductilidade após conformação a quente ou a frio.

Conformação a Quente

Forjamento: Forjabilidade satisfatória entre 1250 °C e 950 °C, embora inferior a austeníticos padrão (1.4301, 1.4404). Ductilidade a quente relaciona-se ao teor de ferrita, que aumenta com a temperatura; melhor em temperaturas altas.

A resistência mecânica de austeno-ferríticos é menor que a de austeníticos nessa faixa, resultando em menores cargas nas ferramentas; precauções às vezes necessárias para limitar deformações de fluência indesejadas.

Resfriamento rápido após forjamento abaixo de 900 °C para evitar formação de fase sigma fragilizante (têmpera ar ou água). Nessas condições, recozimento de solução não é obrigatório. Temperatura final de forjamento ~900–950 °C resulta em propriedades de tração aumentadas (Rm, Rp0,2) por endurecimento por trabalho.

Produtos Disponíveis

Produto	Forma	Acabamento	Tolerância	Dimensões (mm)
Barras laminadas a quente	Redonda	Laminada descascada	13	22 – 120
Barras laminadas a frio	Redonda	Acabada a frio por trefilação / usinagem / retificada	H9 / H10 / H9	5 – 28 / 22 – 70 / 22 – 120

Outros produtos e dimensões: consultar o fornecedor.

Soldagem

Similar ao UGI 4362, o UGIMA® 4362 pode ser soldado por atrito, resistência, arco com/sem arame de adição (MIG, TIG, eletrodo revestido, plasma, arco submerso), feixe de laser, feixe de elétrons.

Devido à ausência de Mo, este grau, diferente de outros austeno-ferríticos, não apresenta risco significativo de formação de fase sigma durante soldagem. É consideravelmente mais fácil de soldar, como graus austeníticos 304L ou 316L. Comparado a estes, é ainda menos suscetível a trinca térmica.

Para otimizar resistência da solda, recomenda-se parâmetros que maximizem a energia de soldagem, limitando ferrita na Zona de Metal de Solda (ZMS) e Zona Afetada pelo Calor (ZAC).

Arames de adição principais:

• ER 2307 / 23.7NL / UGIWELD® 23.7NL
• ER 2209 / 22.9.3NL / UGIWELD® 45N
• ER 309LSi / 23.12LSi / UGIWELD® 309LM

Não é aconselhável pré-aquecer. Não tratar termicamente após soldagem, embora recozimento de solução seja permitido se necessário.