Aços de alta liga - Aços inoxidáveis

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Aços de alta liga – Aços inoxidáveis

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Aços de alta liga – Aços inoxidáveis

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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.

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Papel do cromo nos aços: taxa de corrosão

x percentual de cromo do aço

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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)

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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

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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

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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)

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AUSTENÍTICOS

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Mecanismo da corrosão intergranular (a corrosão ocorre à temperatura ambiente) nos aços inoxidáveis austeníticos

quando aquecidos entre 500°C e 870°C

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Corrosão intergranular em aço inoxidável soldado na proximidade do cordão de solda

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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

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Aspecto de uma fissura intergranular em aço inoxidável AISI 304 vista no microscópia eletrônico

de varredura

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Aspecto da corrosão sob tensão em aços inoxidáveis em soluções contendo cloretos acima

de 60 °C

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Pites em chapa de aço inoxidável AISI 304, por uma solução ácida de cloretos ( AISI 316 resiste mais a esse tipo de corrosão.

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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

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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

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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

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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.

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FERRÍTICOS

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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