UGI® 4062 Barras Laminadas en Caliente Recocidas y Alambrón: Acero Inoxidable Dúplex Premium

UGI® 4062 es un acero inoxidable austenítico-ferrítico (dúplex) con un contenido mínimo de 22 % cromo y 2 % níquel, diseñado como alternativa económicamente interesante a los grados tipo 1.4301/1.4307 (AISI 304/304L) y 1.4310 (AISI 302/301).

Este grado tiene altas propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión es comparable a la de los grados 1.4301/1.4310.

Datos de tenacidad al impacto: Al ser parcialmente ferrítico, tiene una temperatura de transición dúctil-frágil que restringe su uso en barras de gran sección a baja temperatura.

Tras "recocido de solución" en el rango 980 °C – 1050 °C, con enfriamiento en agua, aceite o aire, UGI® 4062 está compuesto de ferrita y austenita en proporciones comparables. Como resultado, es parcialmente ferromagnético (puede "imantarse"). Durante fuerte deformación en frío (trefilado, etc.), parte de la austenita se transforma en martensita y UGI® 4062 se vuelve más magnético.

No se aconseja usar UGI® 4062 por encima de 300 °C para mantener todas sus propiedades (ver párrafo de trabajo en caliente).

Propiedades

Generales

Propiedad	Valor
Densidad	7,8 g/cm³

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Energía de impacto Charpy (entalla V)	-46 °C	10 J	mín.
Energía de impacto Charpy (entalla V)	20 °C	50 J	mín.
Módulo de elasticidad	20 °C	200 GPa
Módulo de elasticidad	100 °C	194 GPa
Módulo de elasticidad	200 °C	186 GPa
Módulo de elasticidad	300 °C	180 GPa
Alargamiento		30 %	mín., diámetro ≤ 120 mm
Dureza Brinell		290	máx., diámetro ≤ 120 mm
Resistencia a la tracción		650 - 900 MPa	diámetro ≤ 120 mm

Térmicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Coef. de expansión térmica		0,000013 1/K	20 a 100 °C
Coef. de expansión térmica		0,0000135 1/K	20 a 200 °C
Coef. de expansión térmica		0,000014 1/K	20 a 300 °C
Capacidad calorífica específica	20 °C	500 J/(kg·K)
Capacidad calorífica específica	100 °C	530 J/(kg·K)
Capacidad calorífica específica	200 °C	560 J/(kg·K)
Capacidad calorífica específica	300 °C	590 J/(kg·K)
Conductividad térmica	20 °C	15 W/(m·K)
Conductividad térmica	100 °C	16 W/(m·K)
Conductividad térmica	200 °C	17 W/(m·K)
Conductividad térmica	300 °C	18 W/(m·K)

Eléctricas

Propiedad	Temperatura	Valor
Resistividad eléctrica	20 °C	0,0000008 Ω·m
Resistividad eléctrica	100 °C	0,00000085 Ω·m
Resistividad eléctrica	200 °C	0,0000009 Ω·m
Resistividad eléctrica	300 °C	0,000001 Ω·m

Composición química

Elemento	Contenido	Comentario
Carbono	0,03 %	máx.
Cromo	22,0 - 23,8 %
Cobre	0,5 %	máx.
Manganeso	2,0 %	máx.
Molibdeno	0,45 %	máx.
Níquel	2,0 - 2,8 %
Nitrógeno	0,16 - 0,26 %
Fósforo	0,04 %	máx.
Silicio	1,0 %	máx.
Azufre	0,01 %	máx.

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

UGI® 4062 puede usarse en la mayoría de aplicaciones donde se emplean los siguientes grados: 1.4301 (AISI 304), 1.4307 (AISI 304L) u 1.4310 (AISI 302/301). Estas aplicaciones incluyen:

• Conformado
• Perfiles conformados en frío
• Ensambles soldados por puntos
• Trenzados, muelles
• Filtración
• Desincrustación
• Varillas roscadas
• Ejes
• Piezas forjadas
• Construcción metálica
• Armaduras para hormigón, etc.

Conformado en frío

UGI® 4062 es apto para transformación en frío por métodos convencionales.

UGI® 4062 puede endurecerse por trabajo en frío más que el grado austenítico 1.4301 (AISI 304), que es más estable; por el contrario, UGI® 4062 se endurece por trabajo en frío de forma similar al grado austenítico 1.4310 (AISI 302). A partir de aproximadamente 40 % de deformación en frío, parte de la austenita se transforma gradualmente en martensita, aumentando así la característica magnética del grado. Un nuevo tratamiento térmico de solución entre 950 y 1050 °C permite restaurar la ductilidad de UGI® 4062.

Trefilado: Curva típica de endurecimiento por trabajo disponible en la imagen de la ficha técnica.

Doblado – Conformado: El alambre transformado en frío, en condición 2D, es apto para doblado. Por ejemplo, alambres de 10 mm de diámetro se doblaron 180° sobre un radio 2,5 veces el diámetro. Se observó aspecto correcto, con baja rugosidad, de la cara extendida, sin efecto "piel de naranja", comparado con 1.4307 (304L).

Fabricación de muelles: UGI® 4062 puede usarse en alambre endurecido en frío para fabricar muelles. La rigidez de estos muelles supera en un 20-25 % a la de muelles de 1.4310. Se realizará un tratamiento de estabilización en los muelles tras el bobinado, preferiblemente 5 minutos entre 450 °C y 480 °C. Este tratamiento, aplicado a UGI® 4062, permite obtener mejor resistencia al relajamiento entre 20 y 300 °C que el grado 1.4310.

Propiedades de corrosión

Corrosión uniforme: Este modo ocurre principalmente en la industria química durante la fabricación de ácidos sulfúrico o fosfórico. Un ensayo acelerado simula este tipo midiendo la densidad de corriente de disolución o actividad en una curva de polarización en medio de ácido sulfúrico 2 moles/litro (200 g/litro) a 23 °C. UGI® 4062 tiene resistencia a la corrosión uniforme comparable a la del grado 1.4301 (en las condiciones de ensayo mencionadas).

Corrosión por picaduras: Es el modo más común, debido al efecto adverso de iones cloruro sobre inclusiones de azufre; resulta visualmente en pequeñas manchas de corrosión. La fórmula IPRE (Índice de Picaduras) = %Cr + 3,3 %Mo + 16 %N permite aproximar el comportamiento: promedio ~27 para dúplex UGI® 4062 vs ~20 para composición tipo 1.4301. Dos ensayos acelerados: niebla salina y potencial de picadura.

NIEBLA SALINA NEUTRA / Norma ASTM B117: Consiste en pulverizar en recinto una solución de NaCl al 5% en peso (0,86 moles/litro a 35 °C, pH neutro). Se determina visualmente la duración de exposición desde la aparición de primeras picaduras. El resultado depende fuertemente del grado y de la condición superficial. Se expusieron 10 cm de alambrón, diámetro 5,5 mm, mecanizado a 5 mm, pulido húmedo con SiC 1200; muestras desengrasadas con acetona/alcohol etílico. Resina en extremos para protegerlos.

En estas condiciones, primeras picaduras aparecieron tras 1.000 horas para 1.4301 y tras 2.000 horas para UGI® 4062 dúplex.

POTENCIAL DE PICADURA: Determina en una curva de polarización el potencial a partir del cual aparecen picaduras; mayor potencial = mejor resistencia. Dos medios con pH neutro: 0,02 moles/litro NaCl (0,71 g/L cloruros) a 23 °C; 0,86 moles/litro NaCl (30,4 g/L cloruros) a 35 °C. UGI® 4062 proporciona mejor resistencia a picaduras que 1.4301 (en condiciones de ensayo mencionadas).

Corrosión por grieta: Aparece en entornos confinados que se acidifican durante la corrosión. Un parámetro de simulación es el pH de despasivación (pH de disolución de la película pasiva), determinado por ensayo electroquímico en NaCl 2 moles/litro a 23 °C. Menor pH de despasivación = mejor resistencia. UGI® 4062 proporciona mejor resistencia a corrosión por grieta que 1.4301.

Corrosión intergranular: UGI® 4062 da resultado conforme en ensayo Strauss (ASTM A262 práctica E).

Corrosión bajo tensión: Los grados austenítico-ferríticos tienen mejor resistencia que los austeníticos. En medio EFC 17 (165 g/L NaCl; pH = 4,5) con presión H₂S de 0,05 a 0,5 bar a 80 °C, no se detectaron grietas en probetas UGI® 4062 cargadas al 100 % Rp0,2 tras 720 horas.

Mecanibilidad general

Torneado: En operaciones de torneado, UGI® 4062 está al mismo nivel que el grado 1.4301 (AISI 304) en desgaste de herramienta (ensayo Vb15/0,15 con herramienta SECO TM2000 CNMG 120408-MF4). Sin embargo, puede ser necesario adaptar las plaquitas para mantener la misma productividad que con 1.4301, particularmente porque las virutas de UGI® 4062 se rompen menos fácilmente, pudiendo generar dificultades en torneado de barra.

Tratamiento térmico

Recocido de solución: Para disminuir dureza y restaurar ductilidad de UGI® 4062 tras trabajo en frío, puede realizarse tratamiento 30-60 minutos entre 950 °C y 1050 °C, seguido de enfriamiento rápido.

Conformado en caliente

UGI® 4062 tiene buena trabajabilidad entre 1000 °C y 1200 °C. A igual temperatura, las cargas de forja de UGI® 4062 son menores que las de aceros inoxidables austeníticos, y su ductilidad es ligeramente inferior. Se recomienda calentar entre 1150 y 1200 °C y, tras transformación en caliente, enfriar rápidamente (aceite o agua) para evitar precipitaciones fragilizantes entre 850 °C y 400 °C, razón por la que no se recomiendan temperaturas de servicio superiores a 300 °C.

Taladrado: Con brocas HSS 4 mm (Perfor HSS 6-5-2) sin refrigeración central, UGI® 4062 permite flujos máximos de viruta 40 % mayores que 1.4301 (AISI 304) gracias a una Zona Óptima de Operación (ZOO*) ampliada hacia altas velocidades de avance. Con brocas de metal duro monocasco 6 mm recubiertas (Gühring RT100F) con refrigeración central, UGI® 4062 permite flujos máximos 25 % mayores que 1.4301 gracias a ZOO* ampliada.

Productos disponibles

Producto	Acabado	Tolerancia	Dimensiones (mm)
Barras	Transformado en frío por trefilado	h9	5,0-28
Alambrón			5,5-32
Alambre trefilado			0,2-10
Barras	Transformado en frío por mecanizado	h9	20-120

Otras presentaciones: consultar al proveedor. Para productos planos contactar con Industeel Arcelor Mittal Group.

Tratamiento de superficie

Decapado / Pasivado / Electropulido: Las condiciones operativas usadas generalmente para acero inoxidable austenítico 1.4301 deben adaptarse caso por caso (consultar).

Soldadura

UGI® 4062 puede soldarse mediante: soldadura por fricción, resistencia, arco con o sin hilo de aporte (MIG, TIG, electrodo revestido, plasma, fundente, etc.), haz láser, haz de electrones, etc.

Al no tener molibdeno, UGI® 4062 no genera riesgo de formación de fase frágil (fase sigma) durante la soldadura. Su soldabilidad es cercana a la del grado 1.4307 (AISI 304L). Comparado con este, UGI® 4062 incluso ofrece mejor garantía respecto a agrietamiento en caliente durante la soldadura.

Sin embargo, para optimizar la tenacidad al impacto de las soldaduras, se recomienda encarecidamente seleccionar una energía lineal de soldadura lo suficientemente alta para limitar la cantidad de ferrita en la zona de metal fundido (ZMF) y en la zona afectada térmicamente (ZAT) por debajo del 70 %. Diferentes hilos de aporte pueden usarse según las características mecánicas y resistencia a la corrosión requeridas. Principales tipos:

• ER2307 / 23.7NL / A35N
• ER2209 / 22.9.3NL / A45N
• ER309LSi / 23.12LSi / A309LM

No se recomienda precalentar las piezas antes de soldar. No debe realizarse tratamiento térmico post-soldadura, salvo, si es necesario, temple desde T° > 950 °C.