UGI® 4313 +A: Acero Inoxidable Martensítico de Bajo Carbono y Aleado con Níquel de Alto Rendimiento

El grado UGI® 4313 es un acero inoxidable martensítico de bajo carbono aleado con níquel que combina altas propiedades mecánicas, buena tenacidad al impacto y una resistencia a la corrosión superior a la de los grados martensíticos inoxidables convencionales con alto contenido de carbono. Puede utilizarse entre -60 °C y +300 °C.

En condición tratada térmicamente (temple + revenido), la microestructura de UGI® 4313 consiste en martensita revenida. Puede contener posiblemente trazas de ferrita y austenita residual. Dependiendo de la temperatura de revenido elegida, UGI® 4313 puede contener hasta aproximadamente un 15 % de austenita residual.

UGI® 4313 es ferromagnético (atrae el imán), independientemente de su condición metalúrgica. Sin embargo, sus propiedades magnéticas (permeabilidad, fuerza coercitiva, remanencia y polarización a saturación) dependen de las condiciones de tratamiento térmico. Es un buen candidato para aplicaciones donde se requiere un compromiso entre resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y magnetismo, por ejemplo para inyectores de combustible en el sector automotriz. Para más información, consultar con el proveedor.

Propiedades

Generales

Propiedad	Valor
Densidad	7,7 g/cm³

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Módulo de elasticidad	20 °C	200 GPa	–
Módulo de elasticidad	100 °C	195 GPa	–
Módulo de elasticidad	200 °C	185 GPa	–
Módulo de elasticidad	300 °C	170 GPa	–
Módulo de elasticidad	300 °C	175 GPa	–
Resistencia a la tracción	–	1100 MPa	máx., diámetro ≤ 160 mm

Térmicas

Propiedad	Valor	Comentario
Coeficiente de expansión térmica	1,05·10⁻⁵ 1/K	20 a 100 °C
Coeficiente de expansión térmica	1,09·10⁻⁵ 1/K	20 a 200 °C
Coeficiente de expansión térmica	1,13·10⁻⁵ 1/K	20 a 300 °C
Coeficiente de expansión térmica	1,16·10⁻⁵ 1/K	20 a 400 °C
Calor específico	430 J/(kg·K)	–

Eléctricas

Propiedad	Valor
Resistividad eléctrica	6,0·10⁻⁷ Ω·m

Composición química

Elemento	Porcentaje	Comentario
Carbono	0,05	máx.
Cromo	12,0 – 14,0 %	–
Manganeso	1,5	máx.
Molibdeno	0,3 – 0,7 %	–
Níquel	3,5 – 4,5 %	–
Nitrógeno	0,02 %	máx.
Fósforo	0,04	máx.
Silicio	0,7	máx.
Azufre	0,015	máx.

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

UGI® 4313 está destinado a las siguientes aplicaciones (lista no exhaustiva):

• Acoplamientos, bombas, válvulas y compresores para industrias químicas y petroquímicas;
• Aplicaciones aeroespaciales, automotrices y de motores (especialmente inyección);
• Piezas para turbinas de generación de energía;
• Instrumentación médica;
• Construcción, estructuras;
• Aplicaciones militares y de defensa.

Conformado en frío

Estirado de alambre – Conformado: UGI® 4313 es adecuado para el trabajo en frío por métodos convencionales.

Propiedades de corrosión

Corrosión por picaduras localizada: La resistencia a la corrosión por picaduras localizada depende en gran medida de la composición del grado; el cálculo del índice de picaduras PREN (=%Cr + 3,3×%Mo + 16×%N) da una indicación de la resistencia a la corrosión por picaduras. Con un PREN medio calculado de 15, UGI® 4313 tiene una mejor resistencia a la corrosión que la serie AISI 420 (1.4034; PREN medio calculado de 13,5); pero sigue siendo menos satisfactoria que la de la serie AISI 431 (1.4057; PREN medio calculado de 17).

La resistencia a la corrosión por picaduras de UGI® 4313 es, por tanto, satisfactoria en entornos moderadamente agresivos, es decir, que contienen menos de 100 ppm de iones cloruro. Mejora con una condición de superficie de baja rugosidad, obtenida, por ejemplo, por electropulido.

Mecanizabilidad general

UGI® 4313 puede mecanizarse tanto en condición recocida (A) como en condiciones temple y revenido (QT). La condición recocida, debido a sus bajas propiedades mecánicas, es más propensa a la adherencia de virutas a las herramientas, lo que podría acelerar el desgaste de la herramienta y afectar adversamente las condiciones superficiales post-mecanizado. Las condiciones temple y revenido (QT) causan desgaste de herramienta tanto más rápido cuanto más altas sean sus propiedades mecánicas. En consecuencia, la condición QT700 tiene la mejor mecanizabilidad de las 4 condiciones disponibles.

La mecanizabilidad de UGI® 4313 es similar a la del grado martensítico con níquel tipo UGI® 4418. Nuestro departamento de soporte técnico está a su disposición para cualquier consulta al respecto.

Tratamiento térmico

Recocido: Recocido entre 600 °C y 650 °C con enfriamiento al aire o en horno, a realizar después de la transformación martensítica.

Temple: El temple debe realizarse manteniendo una temperatura en un rango entre 900 °C y 1150 °C seguido de enfriamiento al aire o en aceite.

Revenido: La elección de la temperatura de revenido post-temple depende de las propiedades mecánicas requeridas. Las temperaturas recomendadas por EN 10088-3 son:

• +QT700: doble revenido entre 650 °C y 700 °C y entre 600 °C y 620 °C
• +QT780: revenido simple entre 550 °C y 620 °C
• +QT900: revenido simple entre 520 °C y 580 °C

Conformado en caliente

Se recomienda calentar entre 1150 °C y 1200 °C. El trabajo en caliente (forja) de UGI® 4313 debe realizarse preferiblemente en el rango de temperatura entre 1200 °C y 900 °C y seguido de enfriamiento al aire. El comportamiento del grado UGI® 4313 durante la forja es similar al de un grado austenítico tipo 1.4301.

Tras el trabajo en caliente, se recomienda un tratamiento térmico completo, consistente en austenitizado y temple y luego revenido.

Otros – Productos disponibles

Producto	Forma	Acabado	Tolerancia	Dimensiones (mm)
Barras laminadas desescoriadas	Redondo	–	12 a 13	22 a 115
Barras trabajadas en frío por estirado, torneado y rectificado	Redondo	–	6 a 11	2 a 115
Alambrón	Redondo	Decapado	–	5 a 32

Otras opciones: contactar con el proveedor.

Soldadura

UGI® 4313 puede soldarse por procesos de soldadura por arco (GMAW, GTAW, SMAW, etc.) y por la mayoría de los demás procesos (punto, costura, láser, etc.). Gracias a su bajo contenido de carbono y al níquel que contiene, UGI® 4313 es más fácil de soldar que la mayoría de los aceros inoxidables martensíticos.

La martensita pobre en carbono, combinada con la austenita residual finamente dispersa, confiere a las zonas afectadas por el calor (ZAC) de UGI® 4313 una buena tenacidad al impacto en estado soldado. UGI® 4313 es, por tanto, relativamente insensible al agrietamiento en frío y el precalentamiento de las piezas normalmente no es necesario, a menos que se deban soldar piezas muy gruesas o piezas con una forma que pueda generar altas concentraciones de tensión en las soldaduras tras el enfriamiento (en tales casos, se recomienda precalentar entre 100 °C y 200 °C).

Para soldadura con aporte, si el Metal de Aporte (MA) no requiere propiedades mecánicas a la par de las de UGI® 4313, es posible utilizar como hilo de aporte un grado austenítico como UGIWELD™ 316LM. En ese caso, un tratamiento térmico posterior a la soldadura generalmente no es necesario.

Si el MA debe garantizar propiedades mecánicas idénticas a las de UGI® 4313, puede utilizarse un hilo de aporte homogéneo. En ese caso, se recomienda un tratamiento de revenido posterior a la soldadura a 540–580 °C. En soldadura MIG con hilo de aporte homogéneo, elija un gas de protección relativamente no oxidante como Ar + 1–2 % CO₂ para evitar una tasa excesivamente alta de oxígeno en el MA, asegurando así una buena tenacidad al impacto para estos MA.