O aço inoxidável é um material altamente versátil e amplamente utilizado, valorizado por sua resistência à corrosão, força e aparência atraente.
Sua adaptabilidade a várias indústrias o tornou uma escolha popular para a fabricação de tudo, desde utensílios de cozinha a instrumentos médicos e peças automotivas.
O aço inoxidável pode ser categorizado em cinco tipos com base em sua composição química, estrutura e propriedades mecânicas: Austenítico, Ferrítico, Martensítico, Duplex e Endurecimento por Precipitação.
Cada tipo é único em suas características, graus comuns e aplicações.
Propriedade | Aço inoxidável austenítico | Aço inoxidável ferrítico | Aço inoxidável martensítico | Aço inoxidável duplex | Aço inoxidável endurecido por precipitação |
Estrutura Cristalina | Cúbico centrado na face (FCC) | Cúbico centrado no corpo (BCC) | Cúbico centrado no corpo (BCC) | Misto: FCC e BCC | FCC com precipitados de reforço |
Principais elementos de liga | Alto teor de Ni e Cr | Alto Cr, baixo Ni | Cr alto, C moderado | Cr, Ni, Mo, N balanceados | Alto Cr, Ni, Mo e Al ou Ti |
Resistência à corrosão | Excelente | Boa | Moderada | Superiora | Excelente com tratamento térmico |
Resistência mecânica | Moderada | Moderada | Alta | Alta | Muito alto após o tratamento de envelhecimento |
Ductilidade e Tenacidade | Excelente | Moderada | Baixo | Boa | Moderada |
Soldabilidade | Excelente | Moderada | Pobre | Boa | Moderada |
Magnetismo | Não magnético | Magnética | Magnética | Ligeiramente magnético | Magnética |
Dureza | Baixo a moderado | Baixo a moderado | Alta | Moderada | Muito alto após o envelhecimento |
Tratamento térmico | Não endurecível por tratamento térmico | Não endurecível por tratamento térmico | Endurecível | Não endurecível | Endurecível com processos de precipitação |
Custo | Alta | Moderada | Moderada | Alta | Alta |
1. Aço inoxidável austenítico
O aço inoxidável austenítico é amplamente utilizado por sua excelente resistência à corrosão, conformabilidade, soldabilidade e estrutura cristalina FCC (cúbica de face centrada) resistente e não magnética, mantendo tenacidade superior mesmo em baixas temperaturas.
Características:
- Resistência excepcional à corrosão, incluindo corrosão por pites e frestas.
- Não magnético na condição recozida.
- Excelente soldabilidade e conformabilidade.
- Alta resistência à oxidação.
- Boa resistência e tenacidade em uma ampla faixa de temperaturas.
Graus comuns:
- 304: O grau mais popular e amplamente utilizado, oferecendo forte resistência à corrosão e facilidade de fabricação.
- 316: Contém molibdênio, oferecendo melhor resistência à corrosão, particularmente em ambientes com cloretos e água do mar.
- 309: Conhecido por sua capacidade de suportar temperaturas extremamente altas, este material é normalmente usado em peças e componentes de fornalhas.
Aplicações:
- Eletrodomésticos de cozinha (por exemplo, pias, bancadas e utensílios de cozinha).
- Equipamentos de processamento químico.
- Produção de alimentos e bebidas.
- Equipamentos farmacêuticos.
- Dispositivos médicos, incluindo implantes.
2. Aço inoxidável ferrítico
O aço inoxidável ferrítico é um tipo magnético, cúbico de corpo centrado (BCC) com boa resistência à corrosão sob tensão, frequentemente usado para resistência moderada à corrosão em aplicações econômicas.
Características:
- Resistência moderada à corrosão.
- Forte resistência à corrosão sob tensão.
- Menos dúctil que os aços austeníticos, mas ainda fornece tenacidade razoável.
- Econômico devido à ausência de níquel.
Graus comuns:
- 430: comumente encontrado em eletrodomésticos e peças automotivas por sua resistência à corrosão e oxidação.
- 409: usado principalmente em sistemas de exaustão automotivos por sua resistência ao calor.
- 441: um grau mais alto com resistência aprimorada à corrosão, frequentemente usado em aplicações arquitetônicas e automotivas.
Aplicações:
- Sistemas de exaustão automotivos.
- Aplicações arquitetônicas (por exemplo, revestimentos e painéis).
- Eletrodomésticos de cozinha (por exemplo, lava-louças).
- Equipamentos industriais onde é necessária resistência moderada à corrosão.
3. Aço inoxidável martensítico
O aço inoxidável martensítico tem alta dureza e resistência devido ao seu alto teor de carbono e estrutura tetragonal centrada no corpo (BCT), mas menor resistência à corrosão, tornando-o ideal para aplicações resistentes ao desgaste.
Características:
- Alta dureza e resistência, particularmente em condições endurecidas.
- Baixa resistência à corrosão em comparação com aços austeníticos e ferríticos.
- Boa resistência ao desgaste e à abrasão.
- Pode ser tratado termicamente para atingir diferentes níveis de dureza.
Graus comuns:
- 410: O grau mais comum, proporcionando boa dureza e resistência ao desgaste para ferramentas e aplicações industriais.
- 420: Uma versão com maior teor de carbono, oferecendo melhor resistência ao desgaste e usada em aplicações como facas e instrumentos cirúrgicos.
- 440C: Um dos aços inoxidáveis mais duros, normalmente usado em ferramentas de corte e rolamentos de alta qualidade.
Aplicações:
- Ferramentas de corte (por exemplo, facas, tesouras).
- Instrumentos cirúrgicos.
- Rolamentos e válvulas.
- Bombas e compressores.
- Componentes estruturais na indústria automotiva.
4. Aço inoxidável duplex
O aço inoxidável duplex é uma liga única que combina microestruturas austeníticas e ferríticas, proporcionando uma combinação equilibrada de alta resistência, excelente tenacidade e resistência superior à corrosão. Seu maior teor de cromo aumenta sua capacidade de resistir à corrosão por pites, frestas e corrosão sob tensão, tornando-o ideal para ambientes exigentes.
Características:
- Oferece resistência superior em comparação aos aços austeníticos e ferríticos.
- Resistência excepcional à corrosão, especialmente em ambientes agressivos.
- Melhor resistência à corrosão sob tensão.
- Boa soldabilidade e conformabilidade.
Graus comuns:
- 2205: O aço inoxidável duplex mais comumente usado é ideal para indústrias que exigem alta resistência, excelente resistência à corrosão e durabilidade, como processamento químico, ambientes marítimos e aplicações de geração de energia.
- 2507: Um aço super duplex com maior teor de cromo e molibdênio, proporcionando resistência superior à corrosão sob tensão por cloreto.
Aplicações:
- Indústrias químicas e petroquímicas.
- Ambientes marinhos (por exemplo, construção naval).
- Indústria de petróleo e gás.
- Trocadores de calor e vasos de pressão.
- Instalações de tratamento de águas residuais.
5. Aço inoxidável endurecido por precipitação
O aço inoxidável endurecido por precipitação é projetado para fornecer alta resistência por meio de tratamento térmico, que precipita elementos de liga no material. Este tipo oferece um bom equilíbrio entre resistência, resistência à corrosão e tenacidade.
Características:
- Alta resistência, obtida por meio de tratamento térmico.
- Excelente resistência à fadiga e à ruptura por tensão.
- Boa resistência à corrosão.
- Menos moldável que os aços austeníticos, mas oferece altas propriedades mecânicas.
Graus comuns:
- 17-4 PH: Um dos graus de endurecimento por precipitação mais amplamente utilizados, conhecido por sua forte resistência e resistência à corrosão.
- 15-5 PH: Conhecido por sua boa tenacidade e resistência em condições soldadas e não soldadas.
- 13-8 Mo: Oferece alta resistência e resistência à corrosão, particularmente adequado para aplicações aeroespaciais e de defesa.
Aplicações:
- Componentes aeroespaciais.
- Equipamentos de processamento químico.
- Válvulas e bombas de alta resistência.
- Hardware marítimo.
- Componentes da indústria de energia nuclear.
Fatores a considerar ao escolher o tipo de aço inoxidável
Ao escolher o aço inoxidável certo para uma aplicação específica, vários fatores precisam ser considerados para garantir o desempenho ideal. Isso inclui resistência à corrosão, resistência e dureza, trabalhabilidade e custo.
Resistência à corrosão:
Vários tipos de aço inoxidável oferecem diferentes níveis de resistência à corrosão. Aços austeníticos, particularmente os graus 304 e 316, fornecem a melhor resistência a uma ampla gama de ambientes corrosivos, incluindo água do mar, ácidos e produtos químicos. Aços ferríticos e martensíticos têm resistência moderada à corrosão, enquanto os aços duplex oferecem desempenho superior em ambientes desafiadores.
Resistência e dureza:
Os aços inoxidáveis martensíticos são adequados para ambientes que exigem alta dureza e resistência excepcional ao desgaste. Os aços inoxidáveis endurecidos por precipitação, conhecidos por sua notável resistência, se destacam em aplicações onde o tratamento térmico é aplicado para aumentar ainda mais sua dureza. Os aços inoxidáveis duplex se destacam por combinar os benefícios de resistência e resistência à corrosão, tornando-os perfeitos para indústrias pesadas como petróleo e gás. Aços austeníticos, embora ofereçam resistência decente, são mais flexíveis e menos rígidos, o que pode ser benéfico para aplicações de conformação e soldagem.
Trabalhabilidade:
Aços inoxidáveis austeníticos são altamente conformáveis e fáceis de soldar, tornando-os ideais para projetos e aplicações complexas que exigem conformação. Aços duplex também são relativamente fáceis de soldar, mas podem exigir cuidados especiais para evitar problemas como sensibilização. Aços martensíticos e ferríticos são mais difíceis de conformar e soldar, exigindo manuseio preciso durante a fabricação.
Custo:
Aços inoxidáveis austeníticos tendem a ser os mais caros devido ao seu alto teor de níquel. Aços ferríticos são geralmente mais econômicos, pois não têm níquel, mas sua resistência à corrosão não é tão alta. Aços martensíticos também são relativamente acessíveis, mas oferecem menos resistência à corrosão. Aços duplex e endurecidos por precipitação também são mais caros devido às suas propriedades superiores.