Introdução ao aço inoxidável
Todos os metais reagem com o oxigênio da atmosfera e formam uma película de óxido em sua superfície. O óxido de ferro, formado no aço carbono comum, continua a oxidar e eventualmente causa furos por corrosão. O aço carbono pode ser protegido por galvanoplastia com tinta ou metais resistentes à oxidação, como zinco, níquel e cromo, mas essa proteção é apenas temporária e pode ser facilmente danificada.
O aço inoxidável é resistente a meios corrosivos fracos, como ar, vapor e água, bem como meios corrosivos químicos, como ácidos, álcalis e sal. O termo “aço inoxidável” é frequentemente usado para se referir ao aço resistente à corrosão fraca, enquanto “aço resistente a ácidos” é usado para descrever o aço que é resistente à corrosão química.
A distinção entre os dois se deve a diferenças na composição química. Nem todo aço inoxidável é resistente à corrosão química, enquanto o aço resistente a ácidos geralmente é resistente à corrosão. A resistência à corrosão do aço inoxidável depende dos elementos de liga que contém, sendo o cromo o elemento chave para alcançar a resistência à corrosão.
Quando o teor de cromo no aço atinge cerca de 1,2%, o cromo reage com o oxigênio do ambiente corrosivo para formar uma fina película de óxido na superfície do aço, evitando maior corrosão. Outros elementos de liga comumente usados incluem níquel, molibdênio, titânio, nióbio, cobre e nitrogênio, para atender às diversas necessidades e requisitos do aço inoxidável em termos de microestrutura e propriedades.
O aço inoxidável é geralmente dividido em:
Aço Inoxidável Ferrítico
O aço inoxidável ferrítico contém entre 12% e 30% de cromo. Sua resistência à corrosão, tenacidade e soldabilidade melhoram à medida que o teor de cromo aumenta e tem melhor resistência à corrosão sob tensão por cloreto do que outros tipos de aço inoxidável.
Aço Inoxidável Austenítico
O aço inoxidável austenítico tem um teor de cromo superior a 18%, juntamente com 8% de níquel e pequenas quantidades de molibdênio, titânio, nitrogênio e outros elementos. Possui excelente desempenho abrangente e pode resistir à corrosão de vários meios.
Aço Inoxidável Duplex Austenítico-Ferrítico
O aço inoxidável duplex austenítico-ferrítico combina os benefícios do aço inoxidável austenítico e ferrítico e possui ductilidade superior.
Aço Inoxidável Martensítico
O aço inoxidável martensítico tem alta resistência, mas baixa plasticidade e soldabilidade.
Agrupamento de classes de aço inoxidável
O aço inoxidável endurecido por precipitação apresenta boa conformabilidade e soldabilidade, tornando-o uma escolha popular para aplicações de ultra-alta resistência nas indústrias nuclear, de aviação e aeroespacial.
Com base em sua composição, o aço inoxidável endurecido por precipitação pode ser classificado em quatro categorias: sistema Cr (SUS400), sistema Cr-Ni (SUS300), Cr-Mn-Ni (SUS200) e sistema de endurecimento por precipitação (SUS600).
Série 200: Aço inoxidável austenítico cromo-níquel-manganês.
Série 300: Aço inoxidável austenítico cromo-níquel.
301: Conhecido por sua boa ductilidade, esse tipo de aço inoxidável é frequentemente utilizado para moldagem de produtos e pode ser endurecido pela velocidade da máquina. Possui excelente soldabilidade e melhor resistência ao desgaste e resistência à fadiga em comparação com o aço inoxidável 304.
302: Possui a mesma resistência à corrosão que o 304, mas com maior teor de carbono, o que resulta em maior resistência.
303: Contém pequena quantidade de enxofre e fósforo, facilitando o corte.
304: Também conhecido como aço inoxidável 18/8 e 0Cr18Ni9 na marca GB.
309: Oferece melhor resistência à temperatura que 304.
316: O segundo aço inoxidável mais utilizado depois do 304, é usado principalmente na indústria alimentícia e em equipamentos cirúrgicos. A adição de molibdênio confere-lhe uma estrutura especial resistente à corrosão e melhor resistência à corrosão por cloreto, tornando-o uma escolha popular para aplicações de “aço naval”.
O SS316 é comumente usado em unidades de recuperação de combustível nuclear e geralmente é especificado no grau 18/10.
Série 321 – Semelhante à 304, exceto que a adição de titânio reduz o risco de corrosão da solda.
Série 400 – Aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos.
408 – Boa resistência ao calor, mas fraca resistência à corrosão. Composição: 11% cromo e 8% níquel.
409 – Modelo mais barato (britânico e americano) utilizado principalmente como escapamento de automóveis. Aço inoxidável ferrítico (aço cromo).
410 – Martensítico (aço cromo de alta resistência) com boa resistência ao desgaste, mas baixa resistência à corrosão.
416 – A adição de enxofre melhora a processabilidade do material.
420 – Aço martensítico de “grau para ferramenta de corte” semelhante aos primeiros aços inoxidáveis, como o aço com alto cromo Brinell. Também usado para ferramentas cirúrgicas que podem ficar muito brilhantes.
430 – Aço inoxidável ferrítico utilizado para decoração, como acessórios automotivos. Boa conformabilidade, mas baixa resistência à temperatura e resistência à corrosão.
440 – Aço para ferramentas de corte de alta resistência com teor de carbono ligeiramente superior. Pode obter maior limite de escoamento com tratamento térmico adequado e a dureza pode chegar a 58 HRC. Um dos aços inoxidáveis mais duros. Comumente usado em lâminas de barbear. Três modelos comuns: 440A, 440B, 440C e 440F (fáceis de processar).
Série 500 – Liga de aço de cromo resistente ao calor.
Série 600 – Aço inoxidável martensítico endurecível por precipitação.
630 – O modelo de aço inoxidável de endurecimento por precipitação mais comumente usado, também conhecido como 17-4. Composição: 17% cromo e 4% níquel.
Características e utilizações do aço inoxidável:
- O aço níquel austenítico 1Cr17Mn6Ni5N é magnético após processamento a frio e é usado para veículos ferroviários. É uma alternativa ao 1Cr17Ni7.
- O aço níquel 1Cr18Mn8Ni5N é uma alternativa ao 1Cr18Ni9.
- 1Cr17Ni7 possui alta resistência após processamento a frio e é usado em veículos ferroviários, correias transportadoras, parafusos e porcas.
- 1Cr18Ni9 possui alta resistência após processamento a frio, mas seu alongamento é ligeiramente pior que 1Cr17Ni7. É utilizado para componentes decorativos na construção.
- Y1Cr18Ni9 melhora a resistência ao corte e à abrasão e é mais adequado para uso em tornos automáticos. É usado para parafusos e porcas.
- Y1Cr18Ni9Se melhora a resistência ao corte e à abrasão e é mais adequado para uso em tornos automáticos. É usado para rebites e parafusos.
- 0Cr19Ni9 é um aço inoxidável resistente ao calor amplamente utilizado para equipamentos alimentícios, equipamentos químicos em geral e indústria de energia atômica.
- O aço 00Cr19Ni11 possui menor teor de carbono do que 0Cr19Ni9 e possui resistência à corrosão intergranular superior. É utilizado como componente sem tratamento térmico após a soldagem.
- 0Cr19Ni9N é uma versão reforçada de 0Cr19Ni9, com resistência aprimorada e plasticidade inalterada. É usado para reduzir a espessura do material como componente de resistência estrutural.
- 0Cr19Ni10Nb possui as mesmas características e utilizações do 0Cr19Ni9N, com adição de N e Nb.
- 00Cr18Ni10N é uma versão reforçada de 00Cr19Ni11, com maior resistência e plasticidade inalterada e melhor resistência à corrosão intergranular.
- A temperabilidade é usada para fiação, trefilação especial e cabeçote a frio.
- 0Cr23Ni13 tem melhor resistência à corrosão e resistência ao calor do que 0Cr19Ni9.
- 0Cr25Ni20 tem melhor resistência à oxidação do que 0Cr23Ni13 e é usado principalmente como aço resistente ao calor.
- 0Cr17Ni12Mo2 tem melhor resistência à corrosão do que 0Cr19Ni9 em água do mar e outros meios, e é usado principalmente como material resistente à corrosão por corrosão.
- 0Cr18Ni12Mo2Ti é usado em equipamentos resistentes a ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico e ácido acético e possui boa resistência à corrosão intergranular.
- 00Cr17Ni14Mo2 é uma versão de carbono ultrabaixo de 0Cr17Ni12Mo2 e tem melhor resistência à corrosão intergranular do que 0Cr17Ni12Mo2.
- 0Cr17Ni12Mo2N é uma versão reforçada de 0Cr17Ni12Mo2, com maior resistência e plasticidade inalterada e espessura reduzida do material.
Aliga de alumínio
O termo geral para ligas à base de alumínio refere-se a um grupo de materiais compostos principalmente de alumínio e outros elementos como cobre, silício, magnésio, zinco e manganês. Elementos de liga secundária, incluindo níquel, ferro, titânio, cromo e lítio, também estão presentes em quantidades menores.
As ligas de alumínio são conhecidas por sua baixa densidade e alta resistência, que é comparável ou até maior que a do aço de alta qualidade. Além disso, as ligas de alumínio possuem boa plasticidade e podem ser facilmente moldadas em vários formatos. Essas ligas também possuem excelente condutividade elétrica e térmica, além de resistência superior à corrosão.
Devido à sua versatilidade e durabilidade, a liga de alumínio é amplamente utilizada em diversas indústrias, perdendo apenas em popularidade para o aço. O uso de liga de alumínio pode ser dividido em duas categorias: liga de alumínio fundido e liga de alumínio deformada. As ligas de alumínio fundido são usadas como estão, enquanto as ligas de alumínio deformadas podem suportar o processamento sob pressão, resultando em propriedades mecânicas mais elevadas.
As ligas de alumínio forjado são divididas em duas subcategorias: ligas de alumínio reforçadas não tratáveis termicamente e ligas de alumínio reforçadas tratáveis termicamente. Ligas não tratáveis termicamente, como alumínio de alta pureza, alumínio industrial de alta pureza, alumínio industrial puro e alumínio antiferrugem, só podem ser reforçadas por meio de deformação por trabalho a frio e não por tratamento térmico. As ligas de alumínio reforçadas tratáveis termicamente, por outro lado, podem ser melhoradas através de métodos de tratamento térmico, como têmpera e envelhecimento, e são divididas em alumínio duro, alumínio forjado, alumínio superduro e liga de alumínio especial.
As ligas de alumínio fundido podem ser classificadas com base em sua composição química, incluindo liga de alumínio-silício, liga de alumínio-cobre, liga de alumínio-magnésio, liga de alumínio-zinco e liga de alumínio de terras raras. Dentro da categoria de liga de alumínio-silício, existem dois subtipos: liga de alumínio-silício simples e liga especial de alumínio-silício. O primeiro tem baixas propriedades mecânicas, mas boas propriedades de fundição, enquanto o último pode ser reforçado por tratamento térmico e possui altas propriedades mecânicas e boas propriedades de fundição.
Como exemplo da sua utilização generalizada, a tocha “Xiangyun” utilizada nos Jogos Olímpicos de Pequim em 2008 foi feita de liga de alumínio.
