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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 ) 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)
AUSTENÍTICOS
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
Solda no aço inox AISI 304
Fissura intergranular no aço inox AISI 304 na zona afetada pelo calor
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)
Estabilizado para soldadura; reservatórios de transporte de
produtos químicos.45276655Recozido
18Cr; 10Ni; Cb (Nb) = 10x Cmin.
347
Estabilizado para soldadura; equipamento de processamento
45241621Recozido18Cr; 10Ni; Ti = 5x
%Cmin.321
Baixo carbono para soldadura; reservatórios químicos
55269559Recozido19Cr; 10Ni; 0,03C304L
Equipamento de processamento químico e de alimentos.
55290580Recozido19Cr; 10Ni304
Liga de elevada taxa de encruamento; aplicações estruturais
60276759Recozido17Cr; 7Ni301
Aplicações típicasAlongamento
(%)Tensão
CedênciaResistência à Tração (Mpa)
EstadoComposição
QuímicaDesignação da
liga
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
218971966T & R
Esferas, rolamentos, pistas, componentes de válvulas.
13276759Recozido17Cr; 1,1C440C
516901828T & R
Cutelaria, rolamentos, intrumentos cirúrgicos.
20414724Recozido
17Cr; 0,7C440A
T & R
Uso geral para Tratamento térmico; orgãos de máquinas, veios de
bombas, válvulas.30276517
Recozido
12,5Cr; 0,15C410
Aplicações típicasAlongamento
(%)Tensão
CedênciaResistência à Tração (Mpa)
EstadoComposição
QuímicaDesignação da
liga
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 ) 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.
FERRÍTICOS
Aço Inoxidável Ferrítico (Propriedades)(outros AISI 442)
Aplicações a alta temperatura, aquecedores, câmaras de
combustão20345552Recozido25Cr; 0,20C446
Uso geral, em que não se requer endurecimento, capotas de
automóveis, equipamento para restaurantes.
25345517Recozido17Cr; 0,012C430
Aplicações típicasAlongamento
(%)
Tensão Cedên
cia
Resistência à Tração (Mpa)
EstadoComposição
QuímicaDesignação da
liga