UGI® 4313 +QT900: Acero inoxidable martensítico de alta resistencia para condiciones exigentes

Descripción general

El grado UGI® 4313 es un acero inoxidable martensítico aleado con níquel y bajo contenido de carbono que combina excelentes propiedades mecánicas, buena tenacidad al impacto y una resistencia a la corrosión superior a la de los aceros martensíticos convencionales con alto contenido de carbono. Su rango de temperatura de servicio abarca desde -60 °C hasta +300 °C.

Microestructura y propiedades magnéticas

En condición de temple y revenido, la microestructura consiste en martensita revenida, pudiendo contener trazas de ferrita y austenita residual. Dependiendo de la temperatura de revenido, puede presentar hasta aproximadamente un 15 % de austenita residual.

El 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) varían según el tratamiento térmico. Es una excelente opción para aplicaciones que requieren un compromiso entre resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y magnetismo, como inyectores de combustible en el sector automotriz.

Propiedades

Generales

Propiedad	Valor
Densidad	7,7 g/cm³

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Energía de impacto Charpy (entalla V)	-60 °C	40 J
Energía de impacto Charpy (entalla V)	20 °C	50 J
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
Alargamiento a rotura	—	12 % (mín.)	diámetro ≤ 160 mm
Resistencia a la tracción	—	900–1100 MPa	diámetro ≤ 160 mm

Térmicas

Propiedad	Valor	Comentario
Coeficiente de expansión térmica	10,5 × 10⁻⁶ 1/K	20 a 100 °C
Coeficiente de expansión térmica	10,9 × 10⁻⁶ 1/K	20 a 200 °C
Coeficiente de expansión térmica	11,3 × 10⁻⁶ 1/K	20 a 300 °C
Coeficiente de expansión térmica	11,6 × 10⁻⁶ 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 (peso %)

Elemento	Valor	Comentario
Carbono	0,05	máx.
Cromo	12,0–14,0 %
Manganeso	1,5	máx.
Molibdeno	0,30–0,70 %
Níquel	3,5–4,5 %
Nitrógeno	0,02 %	máx.
Fósforo	0,04	máx.
Silicio	0,70	máx.
Azufre	0,015	máx.

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

• Acoplamientos, bombas, válvulas y compresores para industrias químicas y petroquímicas
• Aplicaciones aeroespaciales, automotrices y de motores (especialmente inyección)
• Componentes para turbinas de generación de energía
• Instrumental médico
• Construcción y estructuras
• Aplicaciones militares y de defensa

Conformado en frío

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

Propiedades de corrosión

Corrosión por picaduras localizada: La resistencia depende de la composición; el índice PREN (%Cr + 3,3×%Mo + 16×%N) promedia 15, superior a la serie AISI 420 (PREN ~13,5) pero inferior a la AISI 431 (PREN ~17). Es satisfactoria en entornos moderadamente agresivos (<100 ppm iones cloruro) y mejora con acabados de baja rugosidad (p. ej., electropulido).

Maquinabilidad general

Puede mecanizarse tanto en estado recocido (A) como temple y revenido (QT). El estado recocido tiende a adherir viruta, acelerando el desgaste de herramienta. Los estados QT causan mayor desgaste cuanto más altas sean las propiedades mecánicas; la condición QT700 ofrece la mejor maquinabilidad de las cuatro disponibles. Su maquinabilidad es similar a la del grado martensítico con níquel UGI® 4418.

Tratamiento térmico

• Recocido: 600–650 °C con enfriamiento al aire o en horno, tras transformación martensítica.
• Temple: 900–1150 °C seguido de enfriamiento al aire o en aceite.
• Revenido: Según EN 10088-3:
  • +QT700: doble revenido a 650–700 °C y 600–620 °C
  • +QT780: revenido simple a 550–620 °C
  • +QT900: revenido simple a 520–580 °C

Conformado en caliente

Calentamiento a 1150–1200 °C. Forja preferiblemente entre 1200 °C y 900 °C con enfriamiento al aire. Su comportamiento es similar al grado austenítico 1.4301. Tras el trabajo en caliente se recomienda un tratamiento térmico completo (austenitizado, temple y revenido).

Productos disponibles

Producto	Forma	Acabado	Tolerancia	Dimensiones (mm)
Barras laminadas desescaladas	Redonda	—	12 a 13	22 a 115
Barras trabajadas en frío (estirado, torneado, rectificado)	Redonda	—	6 a 11	2 a 115
Alambrón	Redonda	Decapado	—	5 a 32

Otras opciones: consultar al proveedor.

Soldadura

Soldable por procesos de arco (GMAW, GTAW, SMAW, etc.) y la mayoría de los demás (punto, costura, láser, etc.). Gracias a su bajo carbono y contenido en níquel, es más soldable que la mayoría de aceros martensíticos. La martensita pobre en carbono combinada con austenita residual finamente dispersa confiere a las zonas afectadas por el calor (ZAC) buena tenacidad en estado soldado, siendo relativamente insensible al agrietamiento en frío. El precalentamiento no suele ser necesario, salvo para piezas muy gruesas o geometrías que generen altas tensiones (100–200 °C).

Con metal de aporte: si no se requieren propiedades mecánicas equivalentes, puede usarse alambre austenítico (p. ej., UGIWELD™ 316LM) sin post-tratamiento. Si se requieren propiedades idénticas, usar alambre homogéneo con revenido post-soldadura a 540–580 °C. En MIG con alambre homogéneo, gas protector poco oxidante (Ar + 1–2 % CO₂) para evitar exceso de oxígeno en el metal depositado y asegurar buena tenacidad.