Compreendendo os tipos comuns de liga de aço inoxidável e suas classes

Muitas indústrias dependem de ligas de aço inoxidável porque não enferrujam facilmente e são sólidas e bonitas. Existem muitas maneiras de fazer essas ligas. Ainda assim, elementos como níquel, cromo ou molibdênio são geralmente adicionados ao aço comum para que ele tenha propriedades únicas e tenha melhor desempenho em algumas áreas. Os aços inoxidáveis ​​são agrupados em vários graus, dependendo de sua composição e da resistência de cada grau a formas específicas de corrosão. Nesta postagem, revisaremos alguns tipos comuns de ligas de aço inoxidável e suas respectivas classes, ao mesmo tempo em que veremos por que composições específicas as tornam adequadas para usos específicos. Os profissionais devem ser capazes de escolher os materiais com sabedoria ao realizar trabalhos de engenharia, construção ou fabricação, compreendendo as diferenças entre esses tipos.

O que é liga de aço inoxidável?

Definição de liga de aço inoxidável

As ligas de aço inoxidável são tipos de metais que contêm pelo menos 10.5% de cromo em massa, adicionado principalmente ao ferro. O cromo extra nas superfícies de aço cria esta camada de óxido passiva; é fino e transparente, mas possui excelentes propriedades de resistência à corrosão, daí o nome aço inoxidável. Além do níquel, molibdênio ou titânio, que aumentam a resistência, a tenacidade e a capacidade de suportar altas temperaturas, respectivamente, entre outros atributos nos aços inoxidáveis, também podem ser utilizados dependendo das qualidades exigidas para diferentes aplicações ou ambientes, uma vez que as composições dessas ligas variam com eles. também. Para cada indústria onde são aplicados, os aços inoxidáveis ​​foram adaptados para terem um desempenho ideal nas suas condições de uso.

Propriedades da liga de aço inoxidável

As ligas de aço inoxidável têm grande reputação devido às suas características notáveis. Algumas dessas propriedades incluem:

• Resistência à ferrugem: Isso ocorre porque desenvolvem uma camada dormente que compreende óxido de cromo.
• Resistência e Dureza: Possuem alta resistência à tração, bem como resistência à abrasão e ao desgaste.
• Capacidade de suportar o calor: Pode resistir a altas temperaturas sem enfraquecer.
• Beleza: Têm um aspecto brilhante e liso e por isso não mancham facilmente.
• Higienização e limpeza: O fato da superfície não possuir poros impossibilita a reprodução de bactérias; portanto, pode ser usado em instalações médicas ou fábricas de processamento de alimentos
• Maleabilidade e soldabilidade: Podem ser moldados em diferentes formas por meio de dobra ou corte e depois unidos por soldagem durante vários processos de fabricação
• Não exige muito cuidado: leva tempo até que você precise de outro, pois eles são duráveis ​​o suficiente, mesmo com o mínimo de manutenção exigida de nós

Todos esses recursos permitem que as ligas de aço inoxidável encontrem aplicação em muitos setores, como construção, automotivo, entre outros, utensílios de cozinha do setor de saúde.

Como o aço inoxidável é feito

O aço inoxidável é produzido seguindo estas etapas:

1. Fusão e Fundição: Em um forno elétrico a arco, matérias-primas como cromo, níquel, minério de ferro e outros aditivos são derretidas. A mistura fundida é então despejada em formas intermediárias, como placas ou tarugos.
2. Conformação: Dependendo da finalidade, esses produtos semiacabados podem ser laminados a quente em chapas, folhas, barras ou fios, entre outros.
3. Tratamento térmico: O aço inoxidável laminado é tratado termicamente por meio de procedimentos como recozimento, que alivia tensões internas ao mesmo tempo que aumenta a flexibilidade e refina a estrutura dos grãos; este aspecto por si só o torna uma forma versátil de liga de ferro.
4. Descalcificação: A decapagem com soluções ácidas ou limpeza elétrica (ou qualquer técnica alternativa) remove incrustações de óxido que possam ter se formado durante processos anteriores, garantindo que metais livres de impurezas sejam adequados para aplicações de alto desempenho.
5. Corte: O aço pode ser cortado, a laser ou corte com jato de água para o tamanho necessário.
6. Acabamento: Desbaste, polimento e escovação estão entre as muitas técnicas de acabamento que podem ser aplicadas para obter as qualidades de superfície desejadas; essas etapas não apenas melhoram a aparência estética, mas também melhoram atributos funcionais, como resistência à corrosão.
7. Inspeção e testes finais: As propriedades mecânicas, químicas e dimensionais dos aços inoxidáveis ​​acabados devem atender a certos critérios antes de serem liberados para uso, portanto, eles passam por inspeção/testes intensivos no final.

Quais são os diferentes tipos de ligas de aço inoxidável?

Visão geral das classes de aço inoxidável

As classes de aço inoxidável geralmente podem ser divididas em cinco tipos: austenítico, ferrítico, martensítico, duplex e endurecido por precipitação. Os aços inoxidáveis ​​austeníticos, incluindo os graus 304 e 316, são bem conhecidos por sua resistência à corrosão e conformabilidade superiores, o que os torna amplamente utilizados em muitas aplicações - os aços inoxidáveis ​​ferríticos, como o grau 430, oferecem boa resistência à fissuração por corrosão sob tensão, juntamente com propriedades mecânicas moderadas. . Os aços inoxidáveis ​​martensíticos como o grau 410 têm níveis de resistência mais elevados, mas menor resistência à corrosão do que outros tipos de aço inoxidável. As classes Duplex combinam características austeníticas e ferríticas, proporcionando-lhes níveis de resistência mais elevados e excelentes propriedades de resistência à corrosão. Por último, os graus de endurecimento por precipitação como 17-4PH proporcionam alta resistência mecânica e boa resistência à corrosão; portanto, eles são adequados para aplicações específicas que exigem tais propriedades.

Classes comuns: aço inoxidável 304 e 316

Aço Inoxidável Tipo 304

O aço inoxidável grau 304 é conhecido por sua excelente resistência à corrosão e capacidade de formação. Possui aproximadamente 18-20% de cromo e 8-10.5% de níquel, com pequenas quantidades de manganês, silício e carbono como ligas à base de ferro. A sua versatilidade permite a sua utilização em diversas aplicações domésticas e industriais, como utensílios de cozinha ou tanques de armazenamento de líquidos.

Aço Inoxidável Tipo 316

Este tipo possui um teor de molibdênio mais alto, cerca de 2-3%, o que lhe confere maior resistência à corrosão em comparação com outros tipos; esta é a principal razão pela qual tem um desempenho melhor do que a maioria quando submetido a ambientes marinhos ou processos químicos contendo cloretos. Os níveis de cromo ficam entre 16% e 18%, enquanto o níquel varia entre 10% e 14%.

Outras notas de especialidade

Os aços inoxidáveis ​​especiais estão presentes em quantidades maiores que o grau 430. Por exemplo, os sistemas de escapamento de automóveis geralmente usam o grau 409 devido à sua soldabilidade aprimorada. O grau 2205 possui alta resistência e resistência ao estresse por cloreto; portanto, é classificado como um aço inoxidável duplex, que pode ser utilizado em ambientes agressivos, como plantas petroquímicas. Também estão incluídos nesta categoria classes martensíticas como 440C, que oferecem maior temperabilidade e desempenho contra desgaste, tornando-os adequados para aplicações em talheres e rolamentos. Cada classe especial foi projetada com requisitos específicos em mente para que possam funcionar bem sob diferentes condições encontradas em diversas indústrias ou setores comerciais. Certas ligas entre esses graus contêm elementos adicionais que servem para melhorar propriedades específicas associadas ao material considerado para uso.

Quais são os principais tipos de aço inoxidável?

Aço Inoxidável Austenítico

O aço inoxidável austenítico é o tipo mais comum de aço inoxidável. Sua estrutura cristalina cúbica de face centrada o caracteriza. Este grupo inclui os graus 304 e 316, conhecidos por sua boa resistência à corrosão e alta conformabilidade. Os aços austeníticos normalmente apresentam altos níveis de cromo e níquel, juntamente com a adição de outros elementos como o molibdênio para melhorar a resistência à corrosão. Esses aços não são magnéticos e não podem ser endurecidos por tratamento térmico, mas podem ser bastante reforçados por trabalho a frio. Os aços inoxidáveis ​​austeníticos são utilizados em uma ampla gama de aplicações, desde utensílios de cozinha até dispositivos médicos, devido à sua combinação versátil de propriedades adequadas para ambientes agressivos.

Aço inoxidável ferrítico

O aço inoxidável ferrítico é conhecido por sua estrutura cristalina cúbica de corpo centrado. Os tipos típicos deste material são 409 e 430, ambos com altos níveis de cromo, mas baixo teor de níquel; portanto, oferecem boa resistência à corrosão e boa conformabilidade. Ao contrário dos austeníticos, os aços ferríticos podem ser magnetizados; o aquecimento também não os endurece. No entanto, esses metais têm uma resistência muito boa à corrosão sob tensão, oxidação (ferrugem) e corrosão por corrosão. Com tais propriedades, torna-se possível usá-los em sistemas de exaustão automotiva ou em eletrodomésticos como geladeiras, onde é necessário algo fácil de moldar em formas complexas, mas razoavelmente resistente à corrosão em ambientes com ar úmido - como cozinhas ou lavanderias localizadas perto de parapeitos de janelas propensas a vazamentos durante fortes chuvas.

Aço inoxidável martensítico

A estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado é a característica que caracteriza o aço inoxidável martensítico. Este grupo inclui classes como 410 e 420, que são materiais fortes e duros conhecidos pela sua capacidade de melhorar significativamente estas propriedades através do tratamento térmico. Os aços martensíticos têm teores de carbono mais elevados do que os tipos austeníticos ou ferríticos e geralmente também têm quantidades moderadas de cromo adicionadas; esta combinação lhes confere boa resistência ao desgaste, mas os torna menos resistentes à corrosão do que alguns outros aços inoxidáveis. Eles também são metais magnéticos amplamente utilizado em aplicações que necessitam de desempenho mecânico sólido, como talheres, instrumentos cirúrgicos ou lâminas de turbinas.

Aço Inoxidável Duplex

O aço inoxidável duplex é composto por uma combinação de austenita e ferrita, geralmente na proporção 50/50. Esta estrutura bifásica confere-lhes maior resistência e melhor resistência à corrosão do que os aços austeníticos ou ferríticos. Ligas como 2205 e 2507 apresentam bom desempenho contra trincas por corrosão sob tensão, corrosão por pites e corrosão em frestas. Além disso, os aços duplex podem ser facilmente soldados e possuem alta absorção de energia, o que é importante para muitas aplicações industriais. Portanto, essas propriedades permitem que sejam usados ​​em ambientes agressivos, como plantas de processamento químico, projetos de desenvolvimento de campos de petróleo e gás e construções marítimas, onde são necessárias boas propriedades mecânicas e excelente resistência ao ataque corrosivo.

Quais são as propriedades do aço inoxidável?

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço inoxidável variam de acordo com o tipo e a composição, entre as quais estão:

1. Resistência à tração: Os aços inoxidáveis ​​possuem alta resistência à tração, daí sua adequação para uso em estruturas fortes e duradouras. São também reconhecidos pela sua resistência à corrosão, onde, por exemplo, tipos austeníticos como o 304 podem variar de 515 a 1035 MPa.
2. Resistência ao escoamento: A resistência ao escoamento ocorre quando a deformação plástica começa em um material. Os graus martensíticos e duplex geralmente apresentam limites de escoamento mais elevados do que os austeníticos. Essas ligas, assim como os aços carbono, foram desenvolvidas com propriedades mecânicas específicas.
3. Dureza: A dureza mostra o quanto um metal resiste à deformação plástica ou abrasão. É por isso que os aços inoxidáveis ​​martensíticos tornam-se consideravelmente mais duros após o tratamento térmico do que qualquer outro tipo.
4. Ductilidade: As classes austeníticas têm boa flexibilidade, o que significa que podem ser fortemente deformadas sob tensão de tração. Assim, eles são ideais para aplicações que exigem operações significativas de modelagem ou conformação.
5. Resistência ao impacto: Os aços inoxidáveis ​​são conhecidos pela sua resistência ao impacto, mas alguns, como os duplex, resistem até mesmo a impactos de alta energia sem quebrar.
6. Resistência à fadiga: A tensão de fadiga ocorre em componentes que sofrem carregamentos repetidos, por isso necessitam de materiais com microestruturas balanceadas, como duplexes e austenitas.
7. Resistência ao desgaste: A resistência ao desgaste dos diferentes tipos de aço inoxidável varia muito devido às diferenças no seu teor de carbono; assim, os martensíticos com alto teor de carbono têm melhor desempenho do que outros quando usados ​​em ambientes abrasivos.

Esses recursos conferem ao aço inoxidável sua versatilidade e confiabilidade em muitos setores, incluindo construção civil, equipamentos médicos aeroespaciais automotivos, etc.

Resistência à Corrosão

O teor de cromo determina principalmente a resistência à corrosão do aço inoxidável. Isto implica que possui uma película oxidante, que o protege de mais ferrugem.

1. Corrosão Uniforme: A corrosão geral não é comum em aços inoxidáveis ​​austeníticos e duplex porque eles contêm muito níquel e cromo.
2. Corrosão em fendas e picadas: Esses tipos de ataques localizados estão associados a ambientes ricos em cloretos. No entanto, classes superausteníticas e ligas duplex contendo níveis mais elevados de molibdênio apresentam melhor resistência a esta forma de ataque.
3. Craqueamento por corrosão sob tensão (SCC): O níquel torna os aços inoxidáveis ​​austeníticos suscetíveis ao SCC, ao contrário dos SS ferríticos ou duplex, que possuem alta resistência com baixo teor de níquel, portanto, menos propensos a esse tipo de falha por corrosão.
4. Ataque Intergranular: Ocorre quando o aço inoxidável é aquecido dentro de certas faixas de temperatura por períodos prolongados. Por exemplo, versões de baixo carbono, como 304L ou 316L, foram desenvolvidas para superar a sensibilização nestes materiais.

O efeito galvânico pode causar corrosão entre metais diferentes, onde um metal se torna anódico enquanto outro atua como cátodo, levando à ferrugem acelerada; portanto, é necessário selecionar pares compatíveis e usar métodos de isolamento apropriados durante a fase de projeto, de modo a evitar a ocorrência de reações galvânicas ao usar metais diferentes juntos. Também conhecido como heterometálicos – Este atributo garante longa durabilidade mesmo sob condições adversas, como fabricação de produtos químicos plantas, aplicações marinhas etc.

Durabilidade e resistência

O aço inoxidável é um material bastante conhecido por sua durabilidade e resistência, o que o torna útil para diversas aplicações que exigem alto desempenho. As propriedades mecânicas da liga, como o teor de cromo, níquel ou molibdênio, que lhe conferem alta resistência à tração e tenacidade, baseiam-se em sua composição única. Além disso, estes elementos também melhoram a resistência à corrosão, bem como aumentam a capacidade de suportar variações extremas de temperatura e pressão. As propriedades mecânicas podem ser melhoradas através de trabalho a frio e tratamentos térmicos, de modo a garantir que o aço inoxidável não falhe sob cargas pesadas, mantendo a forma. Isso torna esse metal muito conveniente em indústrias onde as máquinas são usadas sob condições severas, como canteiros de obras, aeroespacial, etc., porque elas precisam de algo confiável que as sirva por tempo suficiente sem quebrar com frequência.

Essas qualidades permitem que engenheiros ou projetistas que utilizam aço inoxidável na fabricação de peças saibam que suas máquinas funcionarão perfeitamente sem causar acidentes.

Quais são as aplicações das ligas de aço inoxidável?

Usos em Construção e Infraestrutura

A construção e a infraestrutura dependem fortemente do uso de ligas de aço inoxidável porque não enferrujam facilmente, têm alta resistência à tração e são visualmente atraentes. O aço é comumente usado em canteiros de obras como material para estruturas de suporte, além de telhados e paredes, uma vez que pode durar muito sem precisar de manutenção frequente. A sua capacidade de resistir ao fogo e ao calor torna-o adequado para medidas de segurança como portas à prova de fogo, mantendo-se mecanicamente estável sob altas temperaturas.

Em termos de projetos de obras públicas, os aços inoxidáveis ​​são amplamente utilizados em pontes, ferrovias (incluindo metrôs), túneis, etc. devido à sua capacidade de suportar cargas pesadas sob condições ambientais adversas, garantindo assim a durabilidade e confiabilidade de tais estruturas vitais ao longo do tempo, além dessa característica, o aço inoxidável também agrega valor higiênico, tornando-os materiais ideais para a construção de estações de tratamento de água, entre outros serviços públicos onde a limpeza é mais importante.

Em resumo, a adaptabilidade e o forte desempenho exibidos por essas misturas metálicas durante diferentes tipos de modernizações não podem ser superestimados porque, além de atenderem aos requisitos de engenharia, também realçam a beleza. Projetos de construção sustentáveis ​​também precisam de aço inoxidável.

Aplicações na Indústria Automotiva

O setor automotivo depende fortemente de ligas de aço inoxidável devido às suas excelentes propriedades mecânicas, durabilidade, resistência à corrosão e beleza. Esses materiais são usados ​​principalmente na fabricação de tubos usados ​​em sistemas de exaustão, que precisam suportar altas temperaturas continuamente, permanecendo intactos. Também encontra outras aplicações, como componentes estruturais ou painéis de carroceria, onde aumenta a resistência ao choque e evita a ferrugem por longos períodos; isso ocorre porque eles podem ser facilmente trabalhados em diferentes formatos de acordo com os requisitos, ajudando assim a obter os designs desejados também nos veículos. Além disso, a facilidade de trabalho, juntamente com os aspectos de reciclabilidade, contribuem grandemente para a sustentabilidade nas indústrias transformadoras, uma vez que agora podem ser produzidos mais modelos utilizando menos energia do que antes – uma tendência para uma vida verde em todo o mundo. Em resumo, não há dúvidas sobre isso – o aço inoxidável possui algumas qualidades surpreendentes que podem nos ajudar a criar carros mais seguros e duradouros, ao mesmo tempo que são mais gentis com o meio ambiente!

Uso em eletrodomésticos

Devido à sua resistência, durabilidade e capacidade de resistir à corrosão, as ligas de aço inoxidável são amplamente utilizadas na fabricação de máquinas domésticas. Os usos comuns incluem geladeiras, fornos, máquinas de lavar louça e pias de cozinha, onde é essencial que possam suportar altas temperaturas e umidade. Além disso, por ser liso e não poroso garante fácil limpeza e, portanto, é altamente resistente a bactérias, melhorando assim a higienização nas zonas de preparação de alimentos. O material também confere aos eletrodomésticos uma aparência estética premium devido à sua aparência elegante e moderna. Além disso, ser reciclável adapta-se bem à crescente necessidade dos consumidores por bens sustentáveis, fazendo com que os fabricantes o escolham em detrimento de outros materiais.

Fontes de Referência

Aço inoxidável

Aço

Liga

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Por que o aço austenítico é um dos tipos mais comuns de aço inoxidável?

R: É muito utilizado porque contém altos teores de cromo e níquel, o que lhe confere grande resistência à corrosão e boas características de conformabilidade. 304 SS é um exemplo de classe de austenita, enquanto 316 é outro membro popular desta família.

P: Como a quantidade de cromo no aço afeta suas propriedades?

R: O conteúdo de cromo desempenha um papel significativo durante a produção, melhorando a resistência à ferrugem; portanto, a durabilidade também pode ser aumentada com componentes adicionais. Em termos gerais, qualquer material que possua pelo menos 10.5% de Cr pode ser classificado como inoxidável, uma vez que tais metais não corroem ou mancham facilmente.

P: Como a ferrita difere de outros tipos de aço inoxidável?

R: A quantidade de níquel presente nessas ligas é menor do que a encontrada em outras variedades, mas mais quantidades são substituídas por porcentagens mais altas de alguns elementos como o cromo, o que as torna magnéticas, mas ainda possui capacidades razoáveis ​​de resistência à corrosão (por exemplo, 430 SS) .

P: O que significa endurecimento por precipitação quando falamos de aço inoxidável?

R: Este termo refere-se a um grupo que ganha força através do envelhecimento ou tratamento térmico após o recozimento da solução; portanto, eles exibem alta tenacidade, juntamente com excelentes propriedades anticorrosivas, adequadas para muitas aplicações onde é necessária extrema resistência à tração.

P: Por que a resistência à corrosão é importante para o aço inoxidável em diferentes usos?

R: Sua resistência à corrosão ajuda o aço inoxidável a permanecer intacto mesmo quando exposto a condições adversas, onde a maioria dos metais e ligas sofreriam corrosão. Essa característica também aumenta sua vida útil e também a durabilidade dos produtos feitos com ele.

P: Quais são as funções desempenhadas pelos aços inoxidáveis ​​austeníticos e ferríticos na fabricação?

R: Devido às suas propriedades únicas, os aços inoxidáveis ​​austeníticos e ferríticos encontram amplas aplicações em vários setores industriais. Por exemplo, os austeníticos possuem boa conformabilidade e alta resistência à corrosão, podendo ser utilizados em utensílios de cozinha ou construção, enquanto os ferríticos apresentam magnetismo, tornando-os adequados para a fabricação de equipamentos automotivos ou industriais.

P: Qual a diferença entre o aço inoxidável e o aço carbono?

R: O teor de cromo determina as diferenças entre o aço carbono e a variedade inoxidável. O carbono não contém nenhum cromo, enquanto o aço inoxidável não contém menos de 10.5% de cromo, o que lhe confere capacidade de ferrugem superior em relação às ligas comuns à base de ferro, como o aço carbono. Além disso, além de ser uma liga de ferro com outros elementos como níquel ou molibdênio adicionados para melhores propriedades de desempenho, há também uma diferença em termos de tendência à oxidação e resistência ao desgaste entre esses dois materiais.

P: Quais aplicações dependem do aço grau 304?

R: A versatilidade oferecida por sua moderada resistência à corrosão, aliada à facilidade de moldagem, fez com que muitas indústrias adotassem esse tipo de liga em diversos produtos que fabricam. Assim, é comumente empregado em áreas que vão desde recipientes de produtos químicos até eletrodomésticos de cozinha e estruturas arquitetônicas, entre outras.

P: Por que alguém deveria saber sobre os diferentes tipos de aço?

R: A familiaridade com vários tipos, incluindo aqueles conhecidos como “inoxidáveis”, permite que construtores e fabricantes escolham os materiais certos necessários para trabalhos específicos, uma vez que cada classe possui características únicas necessárias em relação aos níveis de resistência exigidos em relação aos ambientes corrosivos encontrados. durante o uso. Esse conhecimento é importante.