O que é aço inoxidável?
'Inox' é um termo cunhado no início do desenvolvimento desses aços para aplicações em cutelaria. Foi adotado como um nome genérico para esses aços e agora abrange uma ampla gama de tipos e classes de aço para aplicações resistentes à corrosão ou oxidação.
Os aços inoxidáveis são ligas de ferro com um mínimo de 10,5% de cromo. Outros elementos de liga são adicionados para melhorar sua estrutura e propriedades, como conformabilidade, resistência e tenacidade criogênica.
Esta estrutura cristalina torna esses aços não magnéticos e menos frágeis em baixas temperaturas. Para maior dureza e resistência, é adicionado carbono. Quando submetidos a tratamento térmico adequado, esses aços são utilizados como lâminas de barbear, talheres, ferramentas etc.
Quantidades significativas de manganês têm sido utilizadas em muitas composições de aço inoxidável. O manganês preserva uma estrutura austenítica no aço, assim como o níquel, mas a um custo menor.
Os principais elementos em aço inoxidável
O aço inoxidável ou aço resistente à corrosão é um tipo de liga metálica encontrada em diversas formas. Atende tão bem às nossas necessidades práticas que é difícil encontrar alguma esfera da nossa vida onde não utilizemos este tipo de aço. Os principais componentes do aço inoxidável são: ferro, cromo, carbono, níquel, molibdênio e pequenas quantidades de outros metais.
Isso inclui metais como:
- Níquel
- Molibdênio
- Titânio
- Cobre
Também são feitas adições não metálicas, sendo as principais:
- Carbono
- Azoto
CROMO E NÍQUEL:
O cromo é o elemento que torna o aço inoxidável inoxidável. É essencial na formação do filme passivo. Outros elementos podem influenciar a eficácia do cromo na formação ou manutenção do filme, mas nenhum outro elemento por si só pode criar as propriedades do aço inoxidável.
Com cerca de 10,5% de cromo, forma-se uma película fraca que proporcionará proteção atmosférica moderada. Ao aumentar o cromo para 17-20%, o que é típico na série de aços inoxidáveis austeníticos tipo 300, a estabilidade do filme passivo é aumentada. Aumentos adicionais no teor de cromo proporcionarão proteção adicional.
| Símbolo | Elemento |
| Al | Alumínio |
| C | Carbono |
| Cr | Cromo |
| Cu | Cobre |
| Fé | Ferro |
| Mo | Molibdênio |
| Mn | Manganês |
| N | Azoto |
| Não | Níquel |
| P | Fósforo |
| S | Enxofre |
| Se | Selênio |
| Ta | Tântalo |
| Ti | Titânio |
O níquel estabilizará a estrutura austenítica (a estrutura granular ou cristalina) do aço inoxidável e melhorará as propriedades mecânicas e as características de fabricação. Um teor de níquel de 8-10% e acima diminuirá a tendência do metal a rachar devido à corrosão sob tensão. O níquel também promove a repassivação caso o filme seja danificado.
MANGANÊS:
O manganês, em associação com o níquel, desempenha muitas das funções atribuídas ao níquel. Ele também irá interagir com o enxofre do aço inoxidável para formar sulfitos de manganês, o que aumenta a resistência à corrosão por pites. Ao substituir o níquel por manganês e depois combiná-lo com nitrogênio, a resistência também aumenta.
MOLIBDÊNIO:
O molibdênio, em combinação com o cromo, é muito eficaz na estabilização do filme passivo na presença de cloretos. É eficaz na prevenção de corrosão por fissuras ou corrosão por pites. O molibdênio, próximo ao cromo, proporciona o maior aumento na resistência à corrosão no aço inoxidável. A Edstrom Industries usa aço inoxidável 316 porque contém 2-3% de molibdênio, o que dá proteção quando cloro é adicionado à água.
CARBONO:
O carbono é usado para aumentar a resistência. No grau martensítico, a adição de carbono facilita o endurecimento através do tratamento térmico.
AZOTO:
O nitrogênio é usado para estabilizar a estrutura austenítica do aço inoxidável, o que aumenta sua resistência à corrosão por pites e fortalece o aço. A utilização de nitrogênio permite aumentar o teor de molibdênio em até 6%, o que melhora a resistência à corrosão em ambientes clorados.
TITÂNIO E MIOBIO:
Titânio e Mióbio são usados para reduzir a sensibilização do aço inoxidável. Quando o aço inoxidável é sensibilizado, pode ocorrer corrosão intergranular. Isto é causado pela precipitação de carbonetos de cromo durante a fase de resfriamento quando as peças são soldadas. Isso esgota a área de solda de cromo. Sem o cromo, o filme passivo não pode se formar. O titânio e o nióbio interagem com o carbono para formar carbonetos, deixando o cromo em solução para que um filme passivo possa se formar.
COBRE E ALUMÍNIO:
Cobre e Alumínio, junto com Titânio, podem ser adicionados ao aço inoxidável para precipitar seu endurecimento. O endurecimento é obtido por imersão a uma temperatura de 900 a 1150F. Esses elementos formam uma microestrutura intermetálica dura durante o processo de imersão em temperatura elevada.
ENXOFRE E SELÊNIO:
Enxofre e selênio são adicionados ao aço inoxidável 304 para torná-lo usinado livremente. Isso se torna o aço inoxidável 303 ou 303SE, que é usado pelas Indústrias Edstrom para fabricar válvulas, porcas e peças suínas que não são expostas à água potável.
Tipos de aço inoxidável
O AISI DEFINE AS SEGUINTES GRAUS ENTRE OUTRAS:
Também conhecido como aço inoxidável de “qualidade marítima” devido à sua maior capacidade de resistir à corrosão da água salgada em comparação com o tipo 304. O SS316 é frequentemente usado para a construção de usinas de reprocessamento nuclear.
AÇO INOXIDÁVEL 304/304L
O tipo 304 tem resistência ligeiramente inferior ao 302 devido ao seu menor teor de carbono.
AÇO INOXIDÁVEL 316/316L
O aço inoxidável tipo 316/316L é um aço molibdênio que possui resistência aprimorada à corrosão por soluções contendo cloretos e outros halogenetos.
AÇO INOXIDÁVEL 310S
O aço inoxidável 310S tem excelente resistência à oxidação sob temperaturas constantes de até 2.000°F.
AÇO INOXIDÁVEL 317L
317L é um aço cromo-níquel austenítico contendo molibdênio semelhante ao tipo 316, exceto que o teor de liga em 317L é um pouco maior.
AÇO INOXIDÁVEL 321/321H
O tipo 321 é o tipo básico 304 modificado pela adição de titânio em uma quantidade pelo menos 5 vezes o teor de carbono mais nitrogênio.
AÇO INOXIDÁVEL 410
O tipo 410 é um aço inoxidável martensítico magnético, resiste à corrosão em ambientes amenos e possui ductilidade bastante boa.
DUPLEX 2205 (UNS S31803)
Duplex 2205 (UNS S31803), ou Avesta Sheffield 2205 é um aço inoxidável ferrítico-austenítico.
OS AÇOS INOXIDÁVEIS TAMBÉM SÃO CLASSIFICADOS PELA SUA ESTRUTURA CRISTALINA:
- Os aços inoxidáveis austeníticos representam mais de 70% da produção total de aço inoxidável. Eles contêm no máximo 0,15% de carbono, no mínimo 16% de cromo e níquel e/ou manganês suficientes para reter uma estrutura austenítica em todas as temperaturas, desde a região criogênica até o ponto de fusão da liga. Uma composição típica é 18% de cromo e 10% de níquel, comumente conhecida como aço inoxidável 18/10, frequentemente usada em talheres. Da mesma forma, 18/0 e 18/8 também estão disponíveis. Os aços inoxidáveis ¨Superausteníticos〃, como as ligas AL-6XN e 254SMO, apresentam grande resistência à corrosão por pites de cloreto e em frestas devido ao alto teor de molibdênio (>6%) e adições de nitrogênio, e o maior teor de níquel garante melhor resistência à fissuração por corrosão sob tensão ao longo da série 300. O maior teor de liga dos aços “superausteníticos” significa que eles são terrivelmente caros e um desempenho semelhante geralmente pode ser alcançado usando aços duplex a um custo muito mais baixo.
- Os aços inoxidáveis ferríticos são altamente resistentes à corrosão, mas muito menos duráveis que os austeníticos e não podem ser endurecidos por tratamento térmico. Eles contêm entre 10,5% e 27% de cromo e muito pouco níquel, se houver. A maioria das composições inclui molibdênio; alguns, alumínio ou titânio. Os graus ferríticos comuns incluem 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo e 29Cr-4Mo-2Ni.
- Os aços inoxidáveis martensíticos não são tão resistentes à corrosão como as outras duas classes, mas são extremamente fortes e tenazes, bem como altamente usináveis, e podem ser endurecidos por tratamento térmico. O aço inoxidável martensítico contém cromo (12-14%), molibdênio (0,2-1%), sem níquel e cerca de 0,1-1% de carbono (dando-lhe mais dureza, mas tornando o material um pouco mais quebradiço). É extinto e magnético. Também é conhecido como aço “série 00”.
- Os aços inoxidáveis duplex possuem microestrutura mista de austenita e ferrita, com o objetivo de produzir uma mistura 50:50, embora em ligas comerciais a mistura possa ser 60:40. O aço duplex melhorou a resistência em relação aos aços inoxidáveis austeníticos e também melhorou a resistência à corrosão localizada, particularmente corrosão por pite, corrosão em frestas e fissuração por corrosão sob tensão. Eles são caracterizados por alto teor de cromo e menor teor de níquel do que os aços inoxidáveis austeníticos.
História do Aço Inoxidável
Alguns artefatos de ferro resistentes à corrosão sobreviveram desde a antiguidade. Um exemplo famoso (e muito grande) é o Pilar de Ferro de Deli, erguido por ordem de Kumara Gupta I por volta do ano 400 d.C. No entanto, ao contrário do aço inoxidável, estes artefactos devem a sua durabilidade não ao crómio, mas ao seu elevado teor de fósforo, que, juntamente com condições climáticas locais favoráveis, promove a formação de uma sólida camada protetora de passivação de óxidos e fosfatos de ferro, em vez da camada não protetora de ferrugem rachada que se desenvolve na maioria das ferragens.
A resistência à corrosão das ligas de ferro-cromo foi reconhecida pela primeira vez em 1821 pelo metalúrgico francês Pierre Berthier, que notou a sua resistência ao ataque de alguns ácidos e sugeriu a sua utilização em talheres. No entanto, os metalúrgicos do século XIX não foram capazes de produzir a combinação de baixo teor de carbono e alto teor de cromo encontrada na maioria dos aços inoxidáveis modernos, e as ligas com alto teor de cromo que conseguiram produzir eram muito frágeis para terem interesse prático.
Esta situação mudou no final da década de 1890, quando Hans Goldschmidt, da Alemanha, desenvolveu um processo aluminotérmico (termite) para produzir cromo sem carbono. Nos anos de 1904 a 1911, vários pesquisadores, especialmente Leon Guillet, da França, prepararam ligas que hoje seriam consideradas aço inoxidável. Em 1911, Philip Monnartz da Alemanha relatou a relação entre o teor de cromo e a resistência à corrosão dessas ligas.
Harry Brearley, do laboratório de pesquisa Brown-Firth em Sheffield, Inglaterra, é mais comumente creditado como o “inventor” do aço inoxidável.
aço. Em 1913, enquanto procurava uma liga resistente à erosão para canos de armas, ele descobriu e posteriormente industrializou uma liga de aço inoxidável martensítico. No entanto, desenvolvimentos industriais semelhantes estavam ocorrendo simultaneamente na Krupp Iron Works, na Alemanha, onde Eduard Maurer e Benno Strauss estavam desenvolvendo uma liga austenítica (21% de cromo, 7% de níquel), e nos Estados Unidos, onde Christian Dantsizen e Frederick Becket estavam industrializando o aço inoxidável ferrítico.
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Horário da postagem: 16 de junho de 2022