UGI® 4542: Aço Inoxidável Martensítico PH de Alta Resistência, Tenacidade e Resistência à Corrosão Superior

O UGI® 4542 é um aço inoxidável martensítico PH (Endurecimento por Precipitação) utilizado em peças que exigem uma combinação de alta resistência mecânica, alta tenacidade e boa resistência à corrosão.

Características Principais

Este aço inoxidável destaca-se por oferecer excelente resistência à corrosão, comparável à dos aços austeníticos tipo 1.4301/1.4307 (304/304L), aliada a uma ampla gama de propriedades mecânicas após tratamento térmico.

O seu desempenho — baseado na condição metalúrgica — permite atender a exigências de altos níveis de resistência à tração, sendo também adequado para aplicações que requerem alta resistência ao impacto.

A microestrutura é martensítica com alguns filamentos de ferrita. Dependendo da condição metalúrgica, pode conter austenita retida e precipitados de cobre.

O UGI® 4542 é um grau ferromagnético cujas propriedades variam consoante a sua condição metalúrgica e, portanto, o tratamento térmico aplicado.

Propriedades

Gerais

Propriedade	Valor
Densidade	7,86 g/cm³

Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Energia de impacto Charpy, entalhe V		40,0 – 41,0 J	mín., ASTM A564, EN 10088-3
Módulo de elasticidade		197 GPa
Alongamento		16 %	mín., ASTM A564, EN 10088-3
Limite de fadiga 10⁷ ciclos	20 °C	620 MPa	para condição +P930
Limite de fadiga 10⁷ ciclos	300 °C	530 MPa	para condição +P930
Limite de fadiga 10⁸ ciclos	30 °C	620 MPa	para condição +P930
Limite de fadiga 10⁸ ciclos	300 °C	450 MPa	para condição +P930
Dureza Brinell		277 HB	mín., ASTM A564
Dureza Rockwell C		28 HRC	mín., ASTM A564
Redução de área		50,0 %	mín., ASTM A564
Resistência à tração		930,0 – 1100,0 MPa	mín., ASTM A564, EN 10088-3

Elétricas

Propriedade	Valor
Resistividade elétrica	7,7×10⁻⁸ Ω·m

Magnéticas

Propriedade	Valor	Comentário
Força coercitiva	3420 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	Teor (%)	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: 5×C
Fósforo	0,03	máx.
Silício	0,60	máx.
Enxofre	0,03	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

O UGI® 4542 é adequado para:

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

Propriedades de Corrosão

O UGI® 4542 oferece excelente resistência à corrosão, semelhante à dos aços austeníticos 18 Cr-8Ni na maioria dos ambientes corrosivos. A sua estrutura torna-o insensível à corrosão intergranular e altamente resistente à corrosão sob fadiga e à corrosão sob tensão. Destaca-se também a excelente resistência à corrosão-erosão, devido à associação de propriedades mecânicas de alto nível e resistência à corrosão.

Em montagens de aço inoxidável com materiais menos nobres (alumínio, aço carbono) em uso atmosférico, não há risco de corrosão galvânica, pois a ausência de eletrólito ambiental impede o desenvolvimento e propagação deste fenómeno. Em casos "críticos", como aplicações náuticas (imersão temporária de conjuntos inox/alumínio, áreas que retêm líquidos), o isolamento dos conjuntos com selante de silicone inerte oferece boa proteção.

Se necessário, recomenda-se o seguinte tratamento de descontaminação:

• Um volume de ácido nítrico a 52% (36° Baumé)
• Um volume de água
• Temperatura ambiente
• Curta duração
• Lavar cuidadosamente após o processo

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

A tabela abaixo ilustra uma escala de desempenho em diferentes ambientes:

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 entre 1030 °C e 1050 °C, o UGI® 4542 apresenta estrutura martensítica branda com dureza próxima a 35 HRC. Após recozimento, se o metal for utilizado nessa condição, recomenda-se um tratamento de expansão com duração de uma a duas horas a 250/300 °C, sem efeito significativo nas propriedades mecânicas.

Este aço de endurecimento por precipitação pode ser endurecido, após recozimento, mediante tratamento de têmpera a temperatura média. A dureza máxima, próxima a 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, conforme as instruções definidas pelas normas aplicáveis. Para endurecer o metal após este tipo de amolecimento, o metal necessita 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, seguida do tratamento de têmpera a temperatura média.

Conformação a Quente

O UGI® 4542 é adequado para forjamento. O reaquecimento ocorre entre 1150 e 1200 °C, forjamento entre 1200 °C e 950 °C. Resfriamento ao ar, em água ou óleo. As peças obtidas podem ser utilizadas:

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

Outras Informações

Produtos disponíveis:

Produto	Perfil	Acabamento Superficial	Tolerância	Dimensão (mm)
Barra	Redonda	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

O UGI® 4542 pode ser soldado, sem pré-aquecimento, utilizando técnicas MIG e TIG, com ou sem material de adição, ou por laser, resistência ou feixe de elétrons.

As soldaduras, quer com quer sem material de adição, apresentam estrutura recozida e devem preferencialmente ser submetidas a tratamento de expansão (uma a duas horas a 250/300 °C) ou tratamento de endurecimento ou amolecimento (ver acima).

Para soldagens realizadas sem material de adição ou com material homogéneo, as propriedades mecânicas da soldadura podem ser idênticas às do metal de base.

Além disso, deve reiterar-se que o projeto de soldadura deve prever os cuidados requeridos em todos os aços de alto limite de escoamento: evitar entalhes e mudanças bruscas de secção.

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