Aços de alta liga – Aços
inoxidáveis
Os aços inoxidáveis tem como principal característica, a
resistência à corrosão, mesmo em ambientes de alta
temperatura ou temperaturas criogênicas (Temperaturas
muito baixas).
Se deve principalmente pela presença de cromo (a
partir de 11%).
O cromo, em contato com o oxigênio permite a
formação de uma película finíssima de óxido de cromo
(Cr2O3) sobre a superfície do aço, que é impermeável e
insolúvel em meios corrosivos usuais.
Papel do cromo nos aços: taxa de corrosão
x percentual de cromo do aço
Classificação dos Aços Inoxidáveis
São classificados de acordo com a estrutura
cristalina predominante na liga à temperatura
ambiente.
São classificados como:
•
•
•
•
Aços inoxidáveis Martensíticos;
Aços inoxidáveis Ferríticos;
Aços inoxidáveis Austeníticos.
Aços inoxidáveis Duplex (Austeníticos Ferríticos)
Os aços inoxidáveis são de alta liga,
(contendo mais de 10% de elementos de
liga) mas em geral são de baixo teor de
carbono, ligados principalmente ao:
• Cromo
• Níquel
• Molibdênio
Aço Inoxidável Austenítico
• Melhor resistência à corrosão (excetuando o DUPLEX)
• São essencialmente ligas ternárias ferro-cromo-níquel com 16 a 25%
Cr e 7 a 20% Ni
• Classificação AISI 3XX (eventualmente 2XX)
• Sua estrutura permanece austenítica (CFC, tipo ferro g) às
temperaturas normais dos tratamentos térmicos.
• A presença do níquel (CFC), permite que a estrutura CFC se
mantenha à temperatura ambiente.
• Tem elevada capacidade de deformação devido à sua estrutura CFC
• Melhor resistência a corrosão do que os aços ferríticos e martensíticos
(o Ni reforça o filme protetor)
• Não magnéticos
• Não temperáveis, somente endurecíveis por deformação a frio
(encruamento)
• Ótima soldabilidade
Aço Inoxidável Austenítico
• Se forem posteriormente soldados ou aquecidos
lentamente, a partir de temperaturas elevadas (de 500°C
a 870°C ), pode ocorrer corrosão intergranular.
• Essa corrosão pode ser diminuída até certo ponto
através de:
– Diminuição do teor de carbono para cerca de 0,03%
C (tipo L pex AISI 304L)
– Adição de elementos de liga como o nióbio titânio ou
tântalo (que se combina com o carbono da liga antes
que o cromo se combine). (tipo estabilizado pex AISI
321 ou 347)
Mecanismo da corrosão intergranular (a corrosão ocorre à
temperatura ambiente) nos aços inoxidáveis austeníticos
após serem aquecidos entre 500°C e 870°C
Corrosão intergranular em aço inoxidável
soldado na proximidade do cordão de solda
Corrosão intergranular na zona afetada pelo calor
de uma solda em aço inoxidável AISI 304
Fissura intergranular
no aço inox AISI 304
na zona afetada pelo
calor
Solda no aço inox AISI 30
Aspecto de uma fissura intergranular em aço
inoxidável AISI 304 vista no microscópia eletrônico
de varredura
Aspecto da corrosão sob tensão em aços
inoxidáveis em soluções contendo cloretos acima
de 60 °C
Pites em chapa de aço inoxidável AISI 304,
por uma solução ácida de cloretos ( AISI
316 resiste mais a esse tipo de corrosão.
Aço Inoxidável Austenítico (Propriedades)
(outros AISI 310 AISI 316 AISI 348)
Designação da
liga
Composição
Química
Estado
Resistência à
Tração (Mpa)
Tensão
Cedência
Alongamento
(%)
Aplicações típicas
301
17Cr; 7Ni
Recozido
759
276
60
Liga de elevada taxa de encruamento;
aplicações estruturais
304
19Cr; 10Ni
Recozido
580
290
55
Equipamento de processamento
químico e de alimentos.
304L
19Cr; 10Ni; 0,03C
Recozido
559
269
55
Baixo carbono para soldadura;
reservatórios químicos
321
18Cr; 10Ni; Ti = 5x
%Cmin.
Recozido
621
241
45
Estabilizado para soldadura;
equipamento de processamento
347
18Cr; 10Ni; Cb (Nb)
= 10x Cmin.
Recozido
655
276
45
Estabilizado para soldadura;
reservatórios de transporte de
produtos químicos.
Aço Inoxidável Martensítico
• Essencialmente ligas binárias ferro-cromo com 12 a
17% Cr
• Série AISI 4XX
• Relação % de Cromo / % de Carbono baixa
• Magnéticos e endurecíveis por têmpera
• Maior resistência mecânica e duzeza
• Baixa soldabilidade (podem temperar e fissurar na
solda). Usa-se eletrodo de inoxidável austenítico.
• Baixa resistência a corrosão comparando com os
ferríticos e austeníticos
• Apresentam-se em três tipos:
– Baixo Carbono (tipo turbina) – 0,15% C; 12% Cr
– Médio Carbono (tipo cutelaria) – 0,70% C; 17% Cr
– Alto Carbono (resistente ao desgaste) – 1,10% C; 17% Cr
Aço Inoxidável Martensítico
(Propriedades)
Outros AISI 403 AISI 420 AISI 416
Designação da
liga
Composição
Química
Estado
Resistência à
Tração (Mpa)
Tensão
Cedência
Alongamento
(%)
Aplicações típicas
517
276
30
Uso geral para Tratamento térmico;
orgãos de máquinas, veios de
bombas, válvulas.
724
414
20
Recozido
410
12,5Cr; 0,15C
T&R
Recozido
440A
440C
Cutelaria, rolamentos, intrumentos
cirúrgicos.
17Cr; 0,7C
17Cr; 1,1C
T&R
1828
1690
5
Recozido
759
276
13
Esferas, rolamentos, pistas,
componentes de válvulas.
T&R
1966
1897
2
Aço Inoxidável Ferrítico
• São essencialmente ligas binárias ferro-cromo com 12 a
30% Cr
• Relação % de Cromo / % de Carbono alta
• Série AISI 4XX
• Sua estrutura mantém-se essencialmente ferrítica (CCC, do
tipo ferro a) após os tratamentos térmicos normais
• São relativamente baratos, porque não contêm níquel, mas
resistência à corrosão é menor que os equivalentes
austeníticos.
• Boa resistência ao calor e à corrosão (altos teores de
cromo).
• Baixa soldabilidade (crescimento de gão durante a
soldagem – fragilidade). Usa-se eletrodo de inoxidável
austenítico.
Aço Inoxidável Ferrítico (Propriedades)
(outros AISI 442)
Designação da
liga
Composição
Química
Estado
Resistência à
Tração
(Mpa)
Tensão
Cedên
cia
Alongamento
(%)
Aplicações típicas
430
17Cr; 0,012C
Recozido
517
345
25
Uso geral, em que não se requer
endurecimento, capotas de
automóveis, equipamento para
restaurantes.
446
25Cr; 0,20C
Recozido
552
345
20
Aplicações a alta temperatura,
aquecedores, câmaras de
combustão