UGIMA® 4541 Acero Inoxidable Endurecido por Trabajo – Resistencia Superior a la Corrosión y Rendimiento de Mecanizado

La principal propiedad de UGIMA® 4541 es su resistencia a la corrosión intergranular. Utiliza titanio como elemento estabilizador para evitar la formación de carburos de cromo en el grado cuando se utiliza a alta temperatura. Las propiedades mecánicas de este acero inoxidable son superiores a las del 1.4307.

UGIMA® 4541 está diseñado específicamente para mecanizado y torneado de barras, proporcionando una mayor productividad en estas operaciones.

UGIMA® 4541 presenta una excelente resistencia a la oxidación y a la corrosión, así como un buen comportamiento a fluencia. Es especialmente recomendado para aplicaciones que requieren resistencia al calor a temperaturas de servicio continuas o cíclicas (400 – 850 °C).

Propiedades

Generales

Propiedad	Valor
Densidad	7,9 g/cm³

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Módulo de elasticidad	20 °C	200 GPa
	100 °C	194 GPa
	200 °C	186 GPa
	300 °C	180 GPa
	400 °C	172 GPa
	500 °C	165 GPa
Alargamiento		25,0 – 30,0 %	mín., según dimensión
Resistencia a la tracción		500,0 – 950,0 MPa	mín., según dimensión

Térmicas

Propiedad	Valor	Comentario
Coef. de expansión térmica	0,000016 1/K	20 a 100 °C
	0,0000165 1/K	20 a 200 °C
	0,000017 1/K	20 a 300 °C
	0,0000175 1/K	20 a 400 °C
	0,000018 1/K	20 a 500 °C
Calor específico	500 J/(kg·K)
Conductividad térmica	15 W/(m·K)

Eléctricas

Propiedad	Valor
Resistividad eléctrica	7,3e-07 Ω·m

Composición química

Elemento	Valor	Comentario
Carbono	0,08	máx.
Cromo	17,0 – 19,0 %
Manganeso	2,0	máx.
Molibdeno	0,5	máx.
Níquel	9,0 – 12,0 %
Fósforo	0,045	máx.
Silicio	1,0	máx.
Azufre	0,03	máx.
Titanio	0,70	máx., mín: 5×(C+N)

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

• Automoción: turbocompresores, colectores de escape, soportes de sensor
• Aeronáutica: motores turbohélice, motores a reacción
• Procesos, industria química y petrolera: accesorios y juntas de dilatación, componentes para equipos de alta temperatura, hornos, intercambiadores de calor

Propiedades de corrosión

Presenta una excelente resistencia a la corrosión en entornos naturales (agua potable, ambientes rurales y urbanos) y en entornos de procesamiento de alimentos y agroalimentarios (con reservas en algunos casos específicos, como vinos blancos, mostazas, etc.).

UGIMA® 4541 es resistente a la corrosión intergranular incluso después de soldar; cumple la prueba normalizada ASTM A262 Práctica E.

UGIMA® 4541 puede utilizarse en ácidos minerales y orgánicos, por ejemplo ácido nítrico. Se requieren precauciones cuando se usa en otros ácidos, como ácido fosfórico y sulfúrico.

UGIMA® 4541 puede someterse a ensayo de niebla salina (norma ISO 9227). Es difícil dar un valor preciso en horas hasta la aparición de trazas de corrosión, ya que dicha resistencia depende no solo de la composición del grado, sino también de la geometría del componente, el acabado superficial (rugosidad, marcas de mecanizado), la presencia o ausencia de contaminación (partículas de hierro, aceites de corte, etc.). Los componentes terminados pueden ensayarse en laboratorio.

UGIMA® 4541 tiene una excelente resistencia química a alta temperatura; a continuación se indican las temperaturas límite estimadas de uso continuo (la temperatura límite debe tener en cuenta la naturaleza exacta de la atmósfera y la amplitud y frecuencia de las tensiones mecánicas y térmicas):

Atmósfera oxidante	850 °C
Atmósfera oxidante con azufre	750 °C

Mecanizabilidad general

Torneado: UGIMA® 4541 no solo reduce el desgaste de herramienta (véase el gráfico de mejoras en productividad potencial de torneado), sino que también proporciona una mejor rompibilidad de la viruta (véase el gráfico del número de condiciones de corte con viruta fragmentada en torneado).

Torneado de barras: Para comparar UGIMA® 4541 con un 1.4541 estándar, se realizaron ensayos en una roscadora automática TORNOS SIGMA 32. Para cada grado, el ensayo consistió en definir las condiciones óptimas de corte para fabricar, por ejemplo, 1000 piezas sin cambiar de herramienta. La tabla siguiente muestra las condiciones de corte que permiten producir 1000 piezas sin cambio de herramienta para cada grado según las operaciones y herramientas utilizadas. Se observó una mejora de productividad que puede superar el 10 %.

Operaciones	Herramientas	UGI 4541	UGIMA® 4541
Desbaste cilíndrico	SECO TM2000 CCMT 09T308-F2	Vc = 170 m/min; ap = 2 mm; f = 0,30 mm/rev	Vc = 190 m/min; ap = 2 mm; f = 0,30 mm/rev
Acabado cilíndrico	SECO TM2000 CCMT 09T304-F1	Vc = 240 m/min; ap = 0,5 mm; f = 0,10 mm/rev	Vc = 250 m/min; ap = 0,5 mm; f = 0,10 mm/rev
Taladrado axial	GÜHRING RT100F 6 mm – DK460UF	Vc = 70 m/min; f = 0,10 mm/rev	Vc = 80 m/min; f = 0,10 mm/rev
	ISCAR IC908 9,9 mm – ICM099	Vc = 120 m/min; f = 0,15 mm/rev	Vc = 130 m/min; f = 0,15 mm/rev
Corte transversal	SANDVIK 2135 N132E2-0300-0002-CM	Vc = 60 m/min; f = 0,06/0,03 mm/rev	Vc = 60 m/min; f = 0,06/0,03 mm/rev

Tratamiento térmico

Recocido: El tratamiento térmico de UGIMA® 4541 consiste en mantener una temperatura alta entre 1000 °C y 1100 °C, seguida de enfriamiento al aire o al agua. Este tratamiento, llamado recocido, elimina todo rastro de endurecimiento, dando al acero su nivel más bajo de propiedades mecánicas.

Conformado en caliente

UGIMA® 4541 puede forjarse entre 950 °C y 1250 °C sin precauciones especiales. Como en todos los aceros inoxidables austeníticos, la fuerza necesaria para deformar el metal es alta (muy superior a la de los aceros al carbono). Las piezas pueden enfriarse al aire o al agua.

Productos disponibles

Producto	Forma	Tolerancia	Dimensiones (mm)
Barras laminadas y desescaladas	Redondo	12 a 13	22 a 130
Barras estiradas, torneadas, rectificadas en frío	Redondo	6 a 11	2 a 130
Barras estiradas	Hexagonal	11	3 a 60

Otras opciones: consultar al proveedor.

Tratamiento superficial

Las condiciones generalmente utilizadas para grados austeníticos se aplican a UGIMA® 4541.

Soldadura

UGIMA® 4541 puede soldarse por todos los tipos de procesos de arco (MIG, TIG con o sin metal de aporte, electrodos revestidos, arco sumergido, etc.), resistencia (punto o costura), fricción, haz de electrones o láser.

Gracias al equilibrio analítico correcto y a pesar de un porcentaje de azufre ligeramente superior al de UGI 4541, no hay un riesgo aumentado de agrietamiento térmico para UGIMA® 4541 durante la soldadura por arco y láser.

En soldadura MIG, el gas de protección a base de Ar (+ posiblemente He) deberá contener 2 a 3 % de CO₂ u O₂ para facilitar la estabilización del arco; en TIG, el gas de aporte será Ar puro (+ posiblemente He). Se pueden añadir H₂ y N₂ al gas de protección si se requiere.

Si se utiliza metal de aporte, se debe preferir el hilo ER347, especialmente en el caso de soldaduras usadas a altas temperaturas.