UGI 4057 AIR – Acero Inoxidable Martensítico Premium para Resistencia Superior a la Corrosión

UGI 4057 AIR es un acero inoxidable martensítico con adición de Ni. Su contenido del 15 % de Cr garantiza una mayor resistencia a la corrosión que los aceros martensíticos clásicos como AISI 410 o 420. El equilibrio entre los elementos de aleación (Cr, Ni y C) en UGI 4057 AIR se ha elegido cuidadosamente para obtener una estructura casi totalmente martensítica tras la austenitización (con cantidades limitadas de austenita retenida y ferrita delta) y desarrollar la máxima resistencia. Este grado se emplea preferentemente en condición templada y revenida, que ofrece una amplia gama de propiedades mecánicas según la temperatura de revenido.

La microestructura en condición templada y revenida es totalmente martensítica con finos carburos de cromo. La ferrita delta se elimina casi totalmente mediante laminado en caliente y austenitización (se garantiza fracción delta < 5 %). Se garantiza la siguiente micro-limpieza según ASTM E45/A en UGI 4057 AIR. Para aplicaciones que requieran una micro-limpieza mejorada, UGI 4057 AIR también existe en versión refinada ESR.

Tipo		A		B		C		D
Clasificación		Fino	Grueso	Fino	Grueso	Fino	Grueso	Fino	Grueso
		< 2	< 2	≤ 2	< 2	≤ 2	< 2	≤ 2	< 2

Para aplicaciones que requieran una micro-limpieza mejorada, UGI 4057 AIR también existe en versión refinada ESR.

UGI 4057 AIR es un grado ferromagnético a temperatura ambiente hasta 727 °C (transición de Curie). Sus propiedades magnéticas son semi-duras y se modifican significativamente con el revenido. La evolución con el revenido se muestra en el gráfico de la ficha técnica.

Propiedades

Generales

Propiedad	Temperatura	Valor
Densidad	20 °C	7,71 g/cm³
	100 °C	7,69 g/cm³
	200 °C	7,66 g/cm³
	300 °C	7,64 g/cm³
	400 °C	7,6 g/cm³

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Energía de impacto Charpy, entalla V		25 J	mín.
Módulo de elasticidad	20 °C	215 GPa
	100 °C	212 GPa
	200 °C	205 GPa
	300 °C	200 GPa
	400 °C	190 GPa
Alargamiento		14 %	mín. diámetro ≤ 100 mm
Dureza Brinell		235,0 – 285,0
Resistencia a la tracción		800,0 – 950,0 MPa	diámetro ≤ 100 mm

Térmicas

Propiedad	Valor	Comentario
Coef. de expansión térmica	0,0000106 1/K	20 a 100 °C
	0,0000112 1/K	20 a 200 °C
	0,0000117 1/K	20 a 300 °C
	0,0000121 1/K	20 a 400 °C
Calor específico	460 J/(kg·K)
Conductividad térmica	25 W/(m·K)

Eléctricas

Propiedad	Valor
Resistividad eléctrica	7e-07 Ω·m

Composición química

Elemento	Valor	Comentario
Carbono	0,12 – 0,20 %
Cromo	15,0 – 17,0 %
Cobre	0,5	máx.
Manganeso	1,0	máx.
Molibdeno	0,30	máx.
Níquel	2,0 – 3,0 %
Fósforo	0,025	máx.
Silicio	1,0	máx.
Azufre	0,005	máx.

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

UGI 4057 AIR se utiliza frecuentemente en piezas muy solicitadas donde la buena resistencia a la corrosión es importante en el diseño, como fijaciones de aeronaves, ejes de bomba y piezas de válvulas. También cumple los requisitos de la EN 10272 respecto a recipientes a presión.

Propiedades de corrosión

Esta aleación tiene una buena resistencia a la corrosión atmosférica y es uno de los mejores grados martensíticos estándar para resistencia a la corrosión; solo los grados endurecidos estructuralmente como UGIMA® 4542 tienen una resistencia mayor (entre los grados martensíticos). También es resistente a ciertos productos petrolíferos y orgánicos.

Entorno	Comportamiento / Uso
Ácido nítrico	BUENO
Ácido fosfórico	Uso restringido
Ácido sulfúrico	Uso restringido
Ácido acético	Uso restringido
Carbonato sódico	Medio
NaCl (niebla salina)	Medio
Humedad	BUENO
Agua de mar	Uso restringido

Nota: La resistencia a la corrosión de un acero inoxidable depende de muchos factores relacionados con la composición de la atmósfera corrosiva (concentración de cloruros, presencia o ausencia de agentes oxidantes, temperatura, pH, agitación, etc.), así como de la preparación del material (superficies libres de partículas metálicas, acabado superficial, como pulido, etc.). Deben tomarse precauciones para ciertos ensayos como el de niebla salina (ISO 9227): por ejemplo, no deben usarse etiquetas de marcado (que podrían causar corrosión por goteo y reducir el tiempo de resistencia) en la probeta.

Tratamiento térmico

Los tratamientos térmicos en UGI 4057 AIR constan de dos etapas:

• Austenitización: Disolver el carbono y obtener una martensita supersaturada dura. Se realiza entre 950 °C y 1030 °C, con tiempo de mantenimiento mínimo de 30 min. El enfriamiento debe ser lo suficientemente rápido para evitar precipitación en fronteras de grano perjudicial para la tenacidad, pero no demasiado rápido para evitar agrietamiento por temple. Puede realizarse temple en aceite (fluido de drasticidad moderada) o enfriamiento al aire según el tamaño de las piezas.
• Revenido: Ajustar las propiedades mecánicas para la aplicación (compromiso resistencia/tenacidad). Puede realizarse un revenido simple o doble según especificación del cliente. Gracias a su bajo contenido de austenita retenida tras austenitización, UGI 4057 AIR puede templarse indiferentemente con tratamiento simple o doble. Para QT900, las rutas recomendadas son:
  • 640 °C / 4 h / AC + 610 °C / 4 h / AC (doble revenido)
  • 650 °C / 4 h / AC (revenido simple)

Recocido / ablandamiento: El recocido completo es impracticable por el largo tiempo de enfriamiento requerido. En su lugar, puede emplearse el siguiente procedimiento de semi-recocido:

• Austenitización a temperatura más baja para formar carburos globulares, típicamente a 800 °C durante 2 horas, seguido de enfriamiento en horno hasta 600 °C y enfriamiento al aire por debajo.
• Revenido a alta temperatura a 680-700 °C durante 4 horas seguido de enfriamiento al aire.

Conformado en caliente

UGI 4057 AIR es apto para forja. Se calienta lentamente a 850 °C, luego más rápidamente a 1150/1180 °C para forjar entre 1180 °C y 950 °C. La forja debe ir seguida de un tratamiento de alivio de tensiones a 200 °C, ablandamiento entre 750 y 850 °C, o temple y revenido.

Productos disponibles

Producto	Perfil	Acabado superficial	Tolerancia	Tamaño (mm)
Barra	Redondo	Laminado en caliente desescalado	k13-k12	22-115
		Torneado
		Torneado liso / Pelado y pulido	h11-h10 / h9	22-115
		Rectificado sin centros	h9-h8-h7	5-115
		Estirado en frío	h9	5-21

Soldadura

Tomando ciertas precauciones, UGI 4057 AIR puede someterse a la mayoría de técnicas de soldadura por arco o resistencia en condición templada, endurecida o ablandada.

Para evitar cualquier riesgo de agrietamiento en frío tras la soldadura, UGI 4057 AIR debe precalentarse entre 200 y 300 °C y mantener las temperaturas entre pasadas a un mínimo de 200 °C. También se requiere un tratamiento de revenido a 650 °C tras la soldadura.

Si se necesita metal de aporte, se recomienda un hilo de aporte con composición similar a UGI 4057 AIR, especialmente si las propiedades mecánicas del metal de aporte deben ser iguales a las del metal base. Si no, puede usarse hilo austenítico AWS E/ER310.

Se recomiendan gases de protección Ar + 1 a 3 % CO₂ u O₂ para soldadura MIG. No deben usarse gases que contengan H₂. Los electrodos revestidos deben secarse en horno antes de soldar.