UGI® 4542: Aço Inoxidável Martensítico de Alta Resistência com Superior Resistência à Corrosão

Visão Geral

A UGI® 4542 é um aço inoxidável martensítico PH (Endurecimento por Precipitação) usado para peças que exigem combinação de alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à corrosão.

Este aço inoxidável é único pois não apenas oferece excelente resistência à corrosão, comparável à dos aços inoxidáveis austeníticos tipo 1.4301/1.4307 (304/304L), mas também oferece uma ampla gama de propriedades mecânicas após tratamento.

Seu desempenho – baseado em sua condição metalúrgica – permite atender demandas por altos níveis de resistência à tração, bem como ser adequado para aplicações que requerem alta resistência ao impacto.

A microestrutura é martensítica com alguns cordões de ferrita. Dependendo da condição metalúrgica, alguma austenita retida e precipitados de cobre podem fazer parte da microestrutura.

A UGI® 4542 é um grau ferromagnético com propriedades que diferem dependendo de sua condição metalúrgica e, portanto, do tratamento térmico aplicado.

Propriedades Físicas e Mecânicas

Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,75 g/cm³

Mecânicas

Propriedade	Valor	Comentário
Módulo de elasticidade	197 GPa
Dureza Brinell	363,0	máx., EN 10088-3
Dureza Rockwell C	38,0	máx. ASTM A564
Resistência à tração	1200 MPa	máx. ASTM A564, EN 10088-3

Térmicas

Propriedade	Valor
Coeficiente de expansão térmica	1,08e-05 1/K
Condutividade térmica	17 W/(m·K)

Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade elétrica	7,7e-08 Ω·m

Magnéticas

Propriedade	Valor	Comentário
Força coercitiva	3420,0 A/m
Permeabilidade magnética relativa	38 [-]	a 200 Oe e 100 Oe respectivamente
Permeabilidade magnética relativa	59 [-]	a 200 Oe e 100 Oe respectivamente

Composição Química

Elemento	Valor	Comentário
Carbono	0,06	máx.
Cromo	15,0 – 16,5 %
Cobre	3,0 – 4,0 %
Manganês	1,0	máx.
Molibdênio	0,5	máx.
Níquel	4,0 – 5,0 %
Nióbio	0,45	máx., mín: 5xC
Fósforo	0,03	máx.
Silício	0,6	máx.
Enxofre	0,03	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

A UGI® 4542 é adequada para:

• Embarcações de lazer (eixos de hélice, acessórios)
• Processamento de alimentos (equipamentos de manuseio e transferência)
• Produção de energia (usinas atômicas)
• Construção e indústria automotiva

Resistência à Corrosão

A UGI® 4542 oferece excelente resistência à corrosão, similar à dos aços austeníticos tipo 18 Cr-8Ni na maioria dos ambientes corrosivos. A estrutura deste aço o torna insensível à corrosão intergranular e altamente resistente à corrosão-fadiga e à corrosão sob tensão. Além disso, destaca-se a excelente resistência à corrosão-erosão devido à associação de propriedades mecânicas de alto nível e resistência à corrosão.

Quando conjuntos de aço inoxidável e materiais menos nobres (alumínio, aço doce) são aplicados em uso atmosférico, não há risco de corrosão galvânica, pois a ausência de eletrólito ambiental impede o desenvolvimento e propagação deste fenômeno. Em casos "críticos" como os encontrados em aplicações náuticas (imersão de curto prazo de conjuntos aço inoxidável/alumínio, áreas e cavidades que retêm líquidos), o isolamento dos conjuntos usando selante de silicone inerte oferece bons resultados em termos de proteção contra esse tipo de corrosão.

Se necessário, o seguinte processo de descontaminação é recomendado:

• Um volume de ácido nítrico 52% (36° Baumé)
• Um volume de água
• Temperatura ambiente
• Curta duração
• Enxaguar cuidadosamente ao final do processo

A resistência à corrosão de um aço inoxidável depende de muitos fatores relacionados à composição da atmosfera corrosiva (concentração de cloretos, presença ou ausência de agentes oxidantes, temperatura, pH, agitação ou não, etc.), bem como à preparação do material (superfícies livres de partículas metálicas, acabamento superficial, como endurecimento, polimento, etc.). Medidas de precaução devem ser tomadas para certos testes como o de névoa salina (norma francesa NFX 41002): por exemplo, etiquetas de marcação (que podem causar escorrimentos de corrosão e reduzir o tempo de resistência do teste) não devem ser usadas na amostra.

Ambiente	Comportamento
Ácido nítrico	Bom
Ácido fosfórico	Uso restrito
Ácido sulfúrico	Uso restrito
Ácido acético	Médio
Carbonato de sódio	Médio
NaCl (névoa salina)	Bom
Umidade	Excelente
Água do mar	Uso restrito
Óleo/gás	Uso restrito

Tratamento Térmico

Conforme ASTM A564/A564M e EN 10088-3.

Após recozimento de 1030°C a 1050°C, a UGI® 4542 apresenta uma estrutura martensítica branda com dureza em torno de 35 HRC. Após recozimento, se o metal for usado nessa condição, recomendamos um tratamento de expansão durando uma a duas horas a 250/300°C, sem efeito significativo em suas propriedades mecânicas.

Este aço de endurecimento por precipitação é específico por poder ser endurecido, após recozimento, usando um tratamento de têmpera a temperatura média. A dureza máxima, em torno de 42 HRC (resistência ao impacto de 3 daJ/cm²), é obtida por revenimento a cerca de 480°C (por uma hora).

Amolecimento: por revenimento a 550–760°C dependendo das instruções definidas pelas normas aplicáveis. Para endurecer o metal após esse tipo de amolecimento, o metal precisa ser recozido novamente antes de realizar o tratamento de têmpera a temperatura média.

As barras recozidas são adequadas para têmpera a temperatura média, realizada nas peças. Peças provenientes de barras amolecidas devem, para endurecer, ser submetidas novamente a uma operação de recozimento, depois ao tratamento de têmpera a temperatura média.

Conformação a Quente

A UGI® 4542 é adequada para forjamento. Reaquecimento entre 1150 e 1200°C, forjamento entre 1200°C e 950°C. Resfriamento ao ar, água ou óleo. As peças obtidas podem ser usadas:

• Recozidas (com tratamento de expansão de 1 a 2 horas a 250°/300°C), ou
• Endurecidas (com recozimento opcional + revenimento por uma hora a 480°C), ou
• Amolecidas (com recozimento opcional + revenimento definido pelas normas segundo o nível desejado de propriedades mecânicas).

Outros

Produtos disponíveis:

Produto	Perfil	Acabamento Superficial	Tolerância	Tamanho (mm)
Barra	Redondo	Torneada Lisa	k12 – k13	22 – 115
		Descascada e Polida	h11 – h10 – h9	22 – 115
		Retificada Sem Centros	h9 – h8 – h7	5 – 115
		Trefilada a Frio	h9	5 – 21

Soldagem

A UGI® 4542 pode ser soldada, sem pré-aquecimento, usando técnicas MIG e TIG, com ou sem metal de adição, ou por laser, resistência ou feixe de elétrons.

Soldas, sejam feitas com ou sem metal de adição, têm estrutura recozida e devem preferencialmente ser submetidas a tratamento de expansão (uma a duas horas a 250°C/300°C) ou tratamento de endurecimento ou amolecimento (ver acima).

Para soldagem realizada sem metal de adição ou com metal de adição homogêneo, as propriedades mecânicas de soldagem obtidas assim podem ser idênticas às do metal de base.

Além disso, deve-se reiterar que o projeto de soldagem deve prever o cuidado requerido com todos os aços de alto limite de escoamento: evitar entalhes e mudanças bruscas de seção transversal.

Soldagem com metal de adição: Para soldagem MIG, recomendamos gás de proteção composto por Ar+1%CO₂ ou 1-2%O₂; gases contendo H₂ e N₂ devem ser evitados. O arame de solda usado como metal de adição pode ser ER308LSi (1.4316) ou um metal de adição homogêneo chamado 630 (17-4PH).