AÇO INOX




O que é o Aço Inox?

Aço Inox ou Stainless Steel significa "aço sem mancha". Os aços inoxidáveis apresentam características e propriedades que não são disponíveis em outros sistemas de ligas dos grupos ferrosos. A compreensão sobre o uso dessas ligas deve ser feita através do seu desenvolvimento histórico bem como sua relação com outros sistemas de ligas. A figura 1 é um diagrama que demonstra a posição das ligas de aços inoxidáveis em relação com outros sistemas de ligas ferrosas. Então, o aço inox pode ser definido como uma liga ferrosa com no mínimo 12% de cromo. Esta quantidade de cromo é responsável por uma substancial melhoria nas propriedades de reistência à corrosão e à oxidação. A expressão aço inoxidável, como é usualmente conhecido, nos dá uma idéia de um material que não se destrói mesmo quando submetido aos mais violentos abusos. Na verdade este tipo de aço não é eterno e sim apresenta uma maior resistência à corrosão, quando submetido a um determinado meio ou agente agressivo. Apresenta também uma maior resistência à oxidação a altas temperaturas em relação a outras classes de aços, quando, neste caso em particular, recebe a denominação de aço refratário. A resistência à oxidação e corrosão do aço inoxidável se deve principalmente a presença do cromo, que a partir de um determinado valor e em contato com o oxigênio, permite a formação de uma película finíssima de óxido de cromo sobre a superfície do aço, que é impermeável e insolúvel nos meios corrosivos usuais.

Como surgiu o Aço Inox?

Mais uma vez a necessidade fez com que o Homem buscasse soluções. Os primeiros trabalhos realizados no sentido de melhorar a resistência à oxidação das ligas de ferro datam meados do século XIX. Naquela época já se sabia que o ferro ligado a certos metais como: cobre, cromo, e níquel forneciam a resistência à oxidação aumentada. O verdadeiro descobrimento dos aços inoxidáveis e sobretudo a sua fabricação industrial se deu nos anos anteriores a Primeira Guerra Mundial, quase que simultaneamente na Inglaterra e na Alemanha. Em 1912 o inglês Harry Brearly, estudava uma liga Fe-Cr (13%) e justamente quando tentava fazer algumas observações metalográficas verificou que a liga fabricada resistia a maior parte dos reagentes. E foi Brearly mesmo que deu o nome a liga, chamando-a de "stainless steel" que traduzindo quer dizer "aço que não mancha". Na Alemanha, Eduard Maurer, que estudava uma liga Fe-Cr que continha além dos elementos da liga de Brearly cerca de 8% de Ni. Como resultado observou que a liga resistiu vários meses à vapores agressivos do laboratório no qual trabalhava.

Os Aços Inoxidáveis se dividem da seguinte forma: Ferríticos, martensíticos, austeníticos e de endurecimento por precipitação, tais denominações se dão por base nos fatores como composição, microestrutura e aspectos cristalográficos.

Ferríticos: Possuem de 14,5% à aproximadamente 27% de cromo. Na tabela 1 são demonstrados algumas composições típicas desses aços. Essa classe de aços não po ser endurecida por tratamento térmico mas podem ser encruados e recuzidos. Conforme o padrão AISI (American Iron and Steel Institute) pertencem a série 400. Possuem boa resistência à corrosão e à oxidação, podendo ser usado para aplicações a altas temperaturas. Os aços inoxidáveis ferríticos são mais resistentes à corrosão que os martensíticos mas menos que os austenísticos, em geral.

AISI Tipo nº
Composição Nominal %
C
Mn
Cr
Outros
430
0,08 máx
1,0
16.0-18.0
-
430 F
0,12 máx
1,25
16.0-18.0
0,6 Mo máx
430 F Se
0,12 máx
1,25
16.0-18.0
0,15 Se mín
446
0,20 máx
1,5
23.0-27.0
0,25 máx

Martensíticos: Foram desenvolvidos de maneira a propiciar um grupo de ligas resistentes à corrosão e endurecíveis por tratamento térmico. Isto foi obtido graças a adição de carbono ao sistema binário ferro-cromo de maneira que a liga produzida pode ser temperada. A estrutura resultante deste tratamento térmico é a martensita que possui elevada resistência mecânica. Entretanto, essa liga resultante é menos resistente à corrosão que os grupos ferríticos e austeníticos.

AISI Tipo nº
Composição Nominal %
C
Mn
Cr
Ni
Outros
403
0,15 máx
1,0

11,5-13

-
-
410
0,15 máx
1,0
11,5-13
-
-
416
0,15 máx
1,2
12-14
-
0,15 S mín
420
0,15 máx
1,0
12-14
-
-
431
0,20 máx
1,0
15-17
1,2-2,5
-
440 A
0,60-0,75
1,0
16-18
-
0,75 Mo máx
440 B
0,75-0,95
1,0
16-18
-
0,75 Mo máx
440 C
0,95-1,20
1,0
16-18
-
0,75 Mo máx

Austeníticos: São formados pela adição de elementos como níquel ou manganês, nos sistema ferro-cromo, com o aumento da estabilidade da fase austenítica, por isso a denominação dessa classe de aços inoxidáveis. Devido as altas quantidades de cromo e níquel é que essa classe é a mais resistente à corrosão. Ao contrário dos aços ferríticos e martensíticos, os austeníticos são não-magnéticos. O padrão AISI (American Iron and Steel Institute) classifica esses aços como pertencentes a série 300. Na tabela abaixo temos as composições desses aços:

AISI Tipo nº

Composição nominal %
-
C
Mn
Cr
Ni
Outros
301
0,15 máx
2,0
16-18
6-8
-
302
0,15 máx
2,0
16-19
8-10
-
304
0,08 máx
2,0
18-20
8-12
-
304L
0,03 máx
2,0
18-20
8-12
-
309
0,20 máx
2,0
22-24
12-15
-
310
0,25 máx
2,0
24-26
19-22
-
316
0,08 máx
2,0
16-18
10-14
2-3 Mo
316L
0,03 máx
2,0
16-18
10-14
2-3 Mo
321
0,08 máx
2,0
17-19
9-12
(5x%C) Ti mín
347
0,08 máx
2,0
17-19
9-13
(10x%C) Nb, Ta mín
384
0,30 máx
2,0
15-17
17-19
-

 

 

 

 

 

 

Essa classe de aço inoxidável não é tratável termicamente, mas pode endurecer significativamente por encruamento com trabalho a frio. Por exemplo: A tensão de escoamento do aço inoxidável do tipo 301 pode aumentar de 230 para 1380 MN/m2 por deformação a frio de 45%. Também podem estar sujeitos ao efeito transformação plástica induzida que é a transformação martensítica obtida pela deformação deformação mecânica o que também dá suave magnetismo a liga. São adicionados para conferir ao aço propriedades específicas como por exemplo: Molibdênio (nos tipo 316 e 316L) que melhora a resistência à corrosão por "pitting" em soluções clorídricas, cobre (tipo 304) para melhorar as propriedades de recalcamento , titânio (tipo 321) e nióbio (tipo 347) para melhorar a resistência à corrosão intergranular.

Parte do níquel desses aços pode ser substituído pelo manganês com vantagens econômicas e mínimo sacrifício na resistência à corrosão. Essa classe pertecem a série 200, como pode ser conferido na tabela abaixo:

AISI Tipo nº

Composição nominal %
-
C
Mn
Cr
Ni
Outros
201
0,15 máx
7,5
16-18
3,5-5,5
0,25 N máx
fr202
0,15 máx
10,0
17-19
4,0-6,0
0,25 N máx

 

 

 

Aço Inoxidáveis endureciveis por precipitação - pH: Os aços da série 400 contém maiores níveis de carbono, possuem melhor resistência mecânica, porém, a resistência a corrosão é afetada. Tratamos aqui do endurecimento por precipitação (precipitation hardenable - pH) que é a mesma técnica utilizada em ligas de alúminio, magnésio e níquel, entre outras que pode ser aplicada às ligas ferrosas resistentes a corrosão. Esse grupo de ligas pode ser subdividido em três famílias: austenítico, semi-austenítico e martensítico a tabela abaixo alguns exemplos dessas ligas:

-
Martensíticos
Semi-austeníticos
Austeníticos
Elementos
W
17-4 PH
13-8

Custom

455

Pyromet

X15

AM 362
AM 363
15-5
17-7
15-7
14-8
AM 350
AM 355
A266
HNM
C (máx)
0.12
0.07
0.05
0.05
0.03
0.03
0.03
0.07
0.09
0.09
0.05
0.12
0.15
0.08
0.30
Mn(máx)
1.00
1.00
0.1
0.5
0.1
0.3
0.2
1.0
1.0
1.0
0.1
0.9
0.95
1.5
3.5
Si (mín)
1.00
1.00
0.1
0.5
0.1
0.2
0.15
1.0
1.0
-
0.1
0.5
0.5
0.7
0.5
Cr
17
16
12.5
12
15
14.5
11.5
15
17
-
15
16.5
15.5
15
18.5
Ni
7.0
4.0
8.0
8.5
-
6.5
4.25
4.5
7.0
-
8.5
4.5
4.5
26
9.5
Mo
-
-
2.5
0.5
2.9
-
-
-
-
-
2.5
3.0
3.0
1.3
-
Cu
-
4.0
-
2.0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
V
-
4.0
-
2.0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
35
-
Ti
1.0 máx
-
-
1.1
-
0.8
0.5
-
-
-
-
-
-
20
-
Al
1.0 máx
-
1.1
-
-
-
-
-
1.0
-
1.1
-
-
0.35
-
Cb & Ta
-
0.15-0.45
-
0.3
-
-
-
0.35
-
-
-
-
-
-
-
Co
-
-
-
13.5
20.0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
N
0.2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.1
0.09
-
-

A resistência a corrosão varia de um tipo de aço inoxidável para outro. Depende basicamente do agente corrosivo envolvido. A tabela abaixo mostra exemplos típicos:

-
Acido acético
Sulfeto de alumínio
Cloreto de alumínio
Sulfato de alumínio
Cloreto de amônio
Cloreto de cálcio
Acido cítrico
Acido graxo
Acido fórmico
302
v
v
i
b
v
v
b
b
v
303
v
v
i
b
v
v
b
b
v
304
v
v
i
b
v
v
b
b
v
316
b
b
v
b
v
v
b
b
b
317
b
b
v
b
v
b
b
b
b
321
v
v
i
b
v
v
b
b
v
347
v
v
i
b
v
v
b
b
v
410
v
v
i
p
v
i
p
b
i
410
b
v
i
p
v
i
p
b
i
414
v
v
i
p
v
i
p
b
i
416
b
v
i
p
v
i
p
b
i
420
b
v
i
p
v
i
p
b
i
430
b
v
i
v
v
i
b
b
i
430 F
v
v
i
b
v
i
b
b
i
440 A
v
v
i
b
v
i
b
b
i
440 C
v
v
i
b
v
i
b
b
i
-
Peróxido de hidrogênio
Acido lático
Acido sulfúrico + nítrico
Acido nítrico
Acido fosfórico
Hipocloreto de sódio
Sulfito de sódio
Acido sulfúrico
Acido sulfuroso
Tricloretileno
302
b
b
v
b
b
v
b
v
v
v
303
v
b
v
b
b
v
b
v
v
-
304
b
p
v
b
b
v
b
v
v
-
316
b
b
v
v
b
b
b
v
v
b
317
v
b
v
b
b
b
b
v
v
b
321
v
b
v
b
b
v
b
v
v
v
347
v
b
v
b
b
v
b
v
v
v
410 Aeronáutica
v
p
v
v
v
i
v
v
p
i
410
v
p
v
v
v
i
v
v
p
i
414
v
p
v
v
v
i
v
v
p
i
416
v
p
v
v
v
i
v
v
p
i
420
v
p
v
v
v
i
v
v
p
i
430
b
b
v
v
v
i
v
v
p
i
430 F
v
b
v
v
v
i
v
v
p
i
440 A
v
b
v
v
v
i
v
v
p
i
440 C
v
b
v
v
v
i
v
v
p
i
b - bom p - pobre v - variável, depende das condições i - insatisfatória

*** É importante ressaltar que o processo corrosivo envolve muitas variáveis, assim, essa tabela deve ser utilizada apenas como uma aproximação entre os materiais e os meios corrosivos.

Tipo de aço inox e aplicações:

-
Acido acético
Sulfeto de alumínio
302
v
v
303
v
v
304
v
v
316
b
b
317
b
b
321
v
v
347
v
v
410
v
v
410
b
v
414
v
v
416
b
v
420
b
v
430
b
v
430 F
v
v
440 A
v
v
440 C
v
v

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