Tipos de aço inoxidável: Um guia completo

Introdução

Aço inoxidável é um material amplamente utilizado conhecido por suas propriedades excepcionais, como durabilidade, força, e resistência à corrosão.

É utilizado em vários setores, desde construção e automotivo até dispositivos médicos e utensílios de cozinha.

A seleção do tipo apropriado de aço inoxidável garante ótimo desempenho e longevidade em diferentes aplicações. Este guia fornece uma visão geral detalhada dos diferentes tipos de aço inoxidável, suas características, e aplicações adequadas.

1. O que é aço inoxidável?

O aço inoxidável é uma liga feita principalmente de ferro e pelo menos 10.5% cromo, dando-lhe resistência à corrosão distinta. A adição de cromo permite a formação de uma fina, camada protetora de óxido na superfície do aço, evitando ferrugem e oxidação.

Outros elementos como o níquel, molibdênio, e manganês também pode ser adicionado para melhorar propriedades específicas, como resistência, ductilidade, e resistência ao calor e produtos químicos.

Propriedades comuns do aço inoxidável:

• ‌Resistência à corrosão‌: O elemento cromo no aço inoxidável reage com o oxigênio para formar uma densa camada de cromato de sódio, o que efetivamente reduz a probabilidade de corrosão e faz com que o aço inoxidável tenha boa resistência à corrosão‌.
• ‌Resistência ao calor‌: O aço inoxidável pode manter excelentes propriedades físicas e mecânicas em altas temperaturas, tem boa resistência ao calor, e pode manter boas propriedades físicas e químicas em diferentes ambientes de temperatura‌.
• ‌Alta resistência‌: O aço inoxidável tem alta resistência e pode suportar maior pressão e tensão‌.
• ‌Segurança e higiene‌: O aço inoxidável não contém substâncias radioativas e não causará nenhum dano ao corpo humano. É adequado para equipamentos de produção de alimentos ou linhas de produção e outros dispositivos.
• ‌Linda superfície‌: A superfície do aço inoxidável é brilhante, fácil de limpar, e tem baixos custos de manutenção‌1.
• ‌Boa usinabilidade‌: O aço inoxidável pode ser formado e processado de diversas maneiras, como soldagem, processamento a frio, processamento de precisão, etc..
• ‌Reciclabilidade: Os materiais de aço inoxidável podem ser reciclados e têm pouco impacto no meio ambiente.
• ‌Boa elasticidade e plasticidade‌: Os materiais de aço inoxidável têm boa elasticidade e plasticidade e não são propensos a quebrar‌.

Essas características tornam o aço inoxidável amplamente utilizado em diversos campos, como máquinas, aviação, indústria militar, indústria química, etc..

2. Tipos de aço inoxidável

O aço inoxidável é dividido em cinco famílias principais, cada um com microestruturas e composições químicas únicas que conferem propriedades distintas. Compreender essas classificações é crucial para selecionar o material certo para diversas aplicações, de utensílios de cozinha a componentes aeroespaciais. Aqui está uma visão detalhada de cada tipo:

1. Aço Inoxidável Austenítico

Estrutura:
O aço inoxidável austenítico tem uma cúbica centrada na face (FCC) estrutura cristalina, que é estável à temperatura ambiente. Esta estrutura o torna não magnético e altamente dúctil.

Composição:
Esses aços normalmente contêm 16-26% cromo e 6-22% níquel, com alguns graus também contendo molibdênio ou nitrogênio para aumentar a resistência à corrosão. Baixo teor de carbono (geralmente menos de 0.1%) evita a precipitação de carboneto, que pode causar corrosão intergranular.

Propriedades:
Os aços inoxidáveis ​​austeníticos são conhecidos por sua excelente resistência à corrosão, especialmente em ambientes ácidos e ricos em cloreto. Eles oferecem boa conformabilidade e soldabilidade, tornando-os adequados para formas complexas e grandes estruturas. No entanto, eles não podem ser endurecidos por tratamento térmico; em vez de, muitas vezes são trabalhados a frio para aumentar a resistência.

Notas Comuns:

• 304: Também conhecido como 18/8 aço inoxidável, esta é a classe mais utilizada devido à sua versatilidade e excelente resistência à corrosão.
• 316: Contém molibdênio, que fornece resistência superior à corrosão por pites e frestas em ambientes marinhos e químicos.
• 310: Aço resistente a altas temperaturas usado em peças de fornos e trocadores de calor.

Aplicativos:
Os aços inoxidáveis ​​austeníticos são encontrados em uma ampla gama de produtos, incluindo pias de cozinha, equipamento de processamento de alimentos, tanques químicos, e fachadas arquitetônicas.

2. Aço Inoxidável Ferrítico

Estrutura:
O aço inoxidável ferrítico tem uma cúbica de corpo centrado (CCO) estrutura, semelhante ao do aço carbono, o que o torna magnético e menos dúctil que os graus austeníticos.

Composição:
Normalmente contendo 10.5-30% cromo e muito baixo carbono (menor que 0.1%), esses aços têm pouco ou nenhum níquel, tornando-os mais econômicos do que variedades austeníticas.

Propriedades:
Os aços inoxidáveis ​​ferríticos proporcionam boa resistência à corrosão e são resistentes à corrosão sob tensão.. Eles têm melhor condutividade térmica que os graus austeníticos, mas são menos adequados para soldagem e conformação.

Notas Comuns:

• 430: Comumente utilizado em acabamentos automotivos e painéis de eletrodomésticos devido à sua boa resistência à corrosão e conformabilidade.
• 409: Contém menor teor de cromo, oferecendo resistência moderada à corrosão, frequentemente usado em sistemas de escapamento automotivo.

Aplicativos:
Os aços inoxidáveis ​​ferríticos são frequentemente usados ​​em aplicações automotivas, equipamentos industriais, e acabamento decorativo.

3. Aço Inoxidável Martensítico

Estrutura:
O aço inoxidável martensítico possui uma estrutura tetragonal centrada no corpo (TBC) estrutura. É magnético e pode ser tratado termicamente para obter alta resistência e dureza.

Composição:
Esses aços contêm 12-18% cromo, 0.1-1.2% carbono, e pouco ou nenhum níquel. O alto teor de carbono permite que sejam endurecidos e revenidos.

Propriedades:
Os aços inoxidáveis ​​martensíticos são caracterizados por alta resistência, dureza, e resistência moderada à corrosão. Eles podem ser tratados termicamente para atingir uma ampla gama de propriedades mecânicas, mas são mais frágeis e menos resistentes à corrosão do que outras famílias de aço inoxidável..

Notas Comuns:

• 410: Classe de uso geral que oferece boa resistência à corrosão e alta resistência mecânica.
• 420: Frequentemente usado para talheres devido à sua capacidade de ser polido com alto brilho e manter bordas afiadas.
• 440C: O alto teor de carbono o torna adequado para aplicações de alto desgaste.

Aplicativos:
Aços inoxidáveis ​​martensíticos são usados ​​em lâminas de facas, instrumentos cirúrgicos, eixos, e válvulas.

4. Aço Inoxidável Duplex

Estrutura:
O aço inoxidável duplex possui uma microestrutura mista de austenita e ferrita, normalmente em um 50:50 razão. Esta estrutura bifásica confere-lhe propriedades únicas.

Composição:
Os aços duplex normalmente contêm 18-28% cromo, 4.5-8% níquel, e até 5% molibdênio, com baixo teor de carbono. A composição balanceada reduz a suscetibilidade à corrosão sob tensão e aumenta a resistência mecânica.

Propriedades:
Esses aços combinam os melhores atributos dos graus austeníticos e ferríticos, oferecendo alta resistência, excelente resistência à corrosão, e boa soldabilidade. Eles funcionam bem em ambientes agressivos, como aqueles expostos a cloreto e ácido sulfúrico.

Notas Comuns:

• 2205: A classe duplex mais utilizada, conhecido por alta resistência e resistência à corrosão sob tensão.
• 2507: Classe super duplex que oferece resistência e resistência à corrosão ainda maiores.

Aplicativos:
Aços inoxidáveis ​​duplex são usados ​​em processamento químico, indústrias de petróleo e gás, aplicações marítimas, e trocadores de calor.

5. Endurecimento por precipitação (PH) Aço inoxidável

Estrutura:
Os aços inoxidáveis ​​PH possuem uma microestrutura única que permite que sejam tratados termicamente para atingir alta resistência e tenacidade. Eles começam como austeníticos ou martensíticos e sofrem endurecimento por precipitação para formar partículas finas que aumentam a resistência.

Composição:
Esses aços são ligados com elementos como o alumínio, cobre, e titânio, que formam compostos intermetálicos que precipitam durante o tratamento térmico.

Propriedades:
Os aços inoxidáveis ​​PH oferecem uma combinação de alta resistência, boa resistência à corrosão, e excelentes propriedades mecânicas. Eles podem ser tratados termicamente em vários níveis de resistência, tornando-os versáteis para muitas aplicações exigentes.

Notas Comuns:

• 17-4 PH: O grau de PH mais utilizado, combinando alta resistência e resistência à corrosão moderada.
• 15-5 PH: Oferece maior resistência em relação 17-4 PH e é frequentemente usado em aplicações aeroespaciais.

Aplicativos:
Os aços inoxidáveis ​​PH são usados ​​em componentes aeroespaciais, válvulas de alto desempenho, engrenagens, e outras peças de engenharia de precisão.