UGI® 4410: Superduplex de Alto Desempenho para Ambientes Corrosivos

Visão Geral

O UGI® 4410 é um aço inoxidável superduplex projetado para aplicações em ambientes altamente corrosivos. Apresenta as seguintes vantagens:

• Propriedades mecânicas muito altas
• Excelente resistência a diferentes tipos de corrosão em ambientes agressivos

Na condição de fornecimento (recozido de solução), a estrutura do UGI® 4410 é bifásica: ferrita + austenita. Contém 45–55% de ferrita e é livre de fases intermetálicas e carbonitretos de cromo. É altamente suscetível à precipitação de fases intermetálicas que degradam propriedades mecânicas (tenacidade reduzida) e resistência à corrosão. A fase sigma precipita entre 600 °C e 1000 °C após tempo de permanência de alguns minutos. A fase de precipitação α' entre 350 °C e 550 °C também apresenta risco de fragilização. Consequentemente, a temperatura de uso 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	-60 °C	50 J	mín.
Energia de impacto Charpy, entalhe V	-46 °C	100 J	mín.
Energia de impacto Charpy, entalhe V	20 °C	200 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.
Resistência à tração	–	750,0 – 930,0 MPa	–

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	25,0 – 26,0 %	–
Manganês	2,0	máx.
Molibdênio	3,3 – 4,0 %	–
Níquel	6,5 – 7,5 %	–
Nitrogênio	0,24 – 0,30 %	–
Fósforo	0,035	máx.
Silício	1,0	máx.
Enxofre	0,002	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

O UGI® 4410 é projetado para aplicações exigindo muito boa resistência à corrosão em ambientes agressivos com cloretos, bem como altas propriedades mecânicas, por exemplo:

• Indústrias química e petroquímica
• Indústria de dessalinização de água do mar
• Indústria de celulose

Conformação a Frio

O UGI® 4410 é adequado para conformação a frio por métodos convencionais. As forças nas ferramentas são altas, devido às altas propriedades mecânicas e de endurecimento por trabalho do grau. A austenita é estável e a deformação a frio não induz transformação martensítica.

Propriedades de Corrosão

Corrosão geral: Propriedades muito boas neste tipo de corrosão encontrado na produção química de ácidos minerais e orgânicos; incluem, por exemplo, melhor resistência do UGI® 4410 vs. superausteníticos UGI® 4539/904L em ácido fórmico, clorídrico e sulfúrico, para concentrações < 25% em peso.

Corrosão localizada: Resistência iniciada por íons cloreto é excelente para o UGI® 4410.

Corrosão por pites: Estimada pelo índice PREN = %Cr + 3,3%Mo + 16%N. Para UGI® 4410, PREN ≥ 41, significativamente superior ao PREN ≥ 33 do UGI® 4462. Testes com cloreto férrico 10% p/p (tipo ASTM G48) determinam temperatura limite de pite (CPT): garantimos resistência a 55 °C para UGI® 4410, muito superior aos 35 °C medidos para UGI® 4462.

Corrosão em frestas: Temperatura crítica em cloreto férrico 6% p/p (tipo ASTM G48): média 35 °C para UGI® 4410, vs. 25 °C para UGI® 4462 e 20 °C para UGI® 4539.

Corrosão sob tensão: Resistência muito boa em ambientes contendo íons cloreto e/ou sulfeto de hidrogênio.

Usinabilidade Geral

Devido às propriedades mecânicas muito altas e alta endurecibilidade de sua austenita, o UGI® 4410 desgasta rapidamente ferramentas de corte. Limita velocidades de corte a níveis ligeiramente abaixo dos usados para aço inoxidável 1.4507. Preferível usar ferramentas mais duras que para austeníticos como 1.4404 (ex.: possibilidades de torneamento de desbaste da ferramenta STELLRAM SP0819 vs. SECO TM2000). Como na maioria dos austeno-ferríticos, gera cavacos difíceis de quebrar; preferir avanços relativamente altos para facilitar quebra.

Torneamento: Tabela comparativa mostra velocidades de corte acessíveis pelo UGI® 4410 em torneamento de desbaste (base 100: 1.4462 com ferramenta SECO TM2000).

Furação: Difícil, como a maioria dos austeno-ferríticos, devido a forças de corte muito altas (desgaste rápido) e má quebra de cavaco (quebra aleatória da broca). Fortemente recomendado lubrificação interna com alta pressão de óleo para melhorar quebra e remoção de cavaco. Ciclos de furação com alargamento também facilitam.

Tratamento Térmico

Recozimento de solução: Barras e arames fornecidos recozidos de solução. Para reduzir dureza e restaurar ductilidade após conformação a quente ou a frio, tratamento entre 1050 °C e 1120 °C, preferencialmente 1100 °C, seguido de resfriamento rápido (água) para evitar precipitação de fases fragilizantes (intermetálicas ou nitreto de cromo) durante resfriamento.

Conformação a Quente

O UGI® 4410 pode ser conformado a alta temperatura (forjamento, laminação) entre 1000 °C e 1250 °C, preferencialmente 1100–1250 °C para minimizar forças e aumentar ductilidade. Risco de formação de fase sigma se temperatura do produto cair abaixo de 1025 °C durante conformação. Recozimento de solução fortemente recomendado para peças conformadas a quente, conforme recomendações da seção "Tratamento Térmico".

Produtos Disponíveis

Produto	Forma	Acabamento	Tolerância	Dimensões (mm)
Barras	Redonda	Laminada descascada	13	71 a 120
	Redonda	Torneada	10 – 11 – 12	71 a 120
Semiacabados	Quadrada	Retificada	–	80 a 120

Outros produtos: consultar o fornecedor.

Soldagem

O UGI® 4410 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. Diferente dos austeníticos, deve ser soldado respeitando faixa de aporte térmico de soldagem para garantir boa resiliência das zonas soldadas. Aporte muito alto: risco de fase sigma fragilizante na ZAC (resfriamento lento). Aporte muito baixo: risco de ZAC excessivamente ferrítica e frágil (resfriamento rápido).

A faixa de aporte térmico depende da geometria/espessura dos componentes e do processo (MIG, TIG...). Em soldagem multipasse, deixar esfriar abaixo de 150 °C entre passes. Pré-aquecimento não recomendável; nenhum tratamento térmico pós-soldagem, exceto recozimento de solução se necessário.

Soldagem MIG: Arame mais adequado: UGIWELD™ 25.9.4 (ISO14343-A: 25 9 4L). Seu balanço mais austenítico limita % ferrita no metal de solda (MS) e risco de fragilidade. Gás de proteção de baixo potencial oxidante (Ar + 1–3% O₂ ou CO₂) para limitar oxigênio na zona de solda e garantir resiliência no MS. Nunca adicionar H₂ (risco de trinca a frio). Se necessário, adicionar alguns % de N₂ para compensar perda de nitrogênio no MS.

Soldagem TIG: Gás de proteção OBRIGATORIAMENTE neutro (Ar, opcionalmente parcialmente substituído por He) para proteger eletrodo de tungstênio. Como na MIG, gás NÃO DEVE conter hidrogênio. Ausência de oxigênio no gás facilita boa resiliência na zona de solda.