Lista dos tipos mais comuns de aço inoxidável

Entre os materiais metálicos mais amplamente empregados, o aço inoxidável é muito procurado por sua propriedade distinta de não ser corrosivo, ser forte, altamente durável e esteticamente agradável. Desde utensílios de cozinha até equipamentos de saúde e indústrias químicas e construção civil, todas as aplicações usam o material de maneiras vitais.

Classes e famílias de aço inoxidável

Basicamente, o aço inoxidável pode ser descrito como uma liga à base de ferro com um teor mínimo de 10,5% de cromo. A alta concentração de cromo permite a criação de uma fina camada de óxido na superfície. Além disso, nem todo aço inoxidável é do mesmo tipo. Em vez disso, variações baseadas em ligas e microestrutura resultam em diferentes famílias de aço inoxidável com diferentes propriedades.

Os aços inoxidáveis podem ser divididos principalmente com base nas propriedades metalúrgicas, que dependem da composição química do aço e do processo de tratamento térmico. Esses quatro tipos principais: austenítico, ferrítico, martensítico e duplex, abrangem a maior parte do total de aço inoxidável usado globalmente. Esses tipos de aços oferecem diferentes propriedades de resistência, dureza, soldabilidade e preço.

O conhecimento sobre essas famílias permite que o engenheiro, projetista ou comprador identifique o aço inoxidável mais adequado para a tarefa pretendida, em vez de usar um aço inoxidável de tamanho único.

Tipos comuns de aço inoxidável austenítico

Os aços inoxidáveis austeníticos são o tipo mais usado, representando bem mais da metade da produção total de aço inoxidável em todo o mundo. Eles são conhecidos por sua excelente resistência à corrosão, conformabilidade superior e boa resistência a uma variedade de temperaturas.

As variedades mais populares de aço inoxidável austenítico são as da série 300, que incluem o aço inoxidável de grau 304 e 316. Elas contêm cromo, níquel e, no caso do 316, molibdênio, que oferece proteção contra cloretos e produtos químicos agressivos.

O aço inoxidável austenítico não é magnético quando recozido e não pode ser endurecido. Entretanto, eles são endurecidos por meio de trabalho a frio. Devido à sua ductilidade, o aço inoxidável austenítico é muito fácil de trabalhar e pode ser formado, dobrado ou soldado. Assim, o aço austenítico é usado de forma proeminente em aplicações como equipamentos de processamento de alimentos, instrumentos médicos, tanques de armazenamento de produtos químicos, trocadores de calor e estruturas arquitetônicas.

Uma das principais vantagens do aço inoxidável austenítico é que ele é resistente à corrosão em vários ambientes. No entanto, isso ocorre à custa do preço devido à presença de níquel no aço inoxidável austenítico e, portanto, o aço inoxidável austenítico é mais caro do que o aço inoxidável ferrítico.

Aço inoxidável ferrítico

O aço inoxidável ferrítico contém cromo, mas muito pouco, ou nenhum, níquel. Sua estrutura é baseada em ferrita, o que o torna magnético e relativamente mais barato em comparação com o aço inoxidável austenítico.

Alguns exemplos comuns de tipos de aço inoxidável ferrítico são 409, 430 e 446. Eles apresentam boa resistência à oxidação, bem como resistência moderada à corrosão. Embora não tenham resistência à corrosão em comparação com o aço inoxidável austenítico, são confiáveis em temperaturas mais altas.

O aço inoxidável ferrítico encontra ampla aplicação em sistemas de exaustão de automóveis, eletrodomésticos, guarnições decorativas e maquinário industrial. Esse tipo de aço apresenta valores favoráveis de condutividade térmica e propriedades de baixa expansão.

Entretanto, os aços inoxidáveis ferríticos tendem a ter menor tenacidade e menor soldabilidade em comparação com seus equivalentes austeníticos. Eles também tendem a ter valores mais baixos de conformabilidade, especialmente quando se trata de seções espessas. Isso os torna adequados quando o custo é uma consideração, mas quando não são necessários altos níveis de resistência à corrosão.

Aço inoxidável martensítico

Os aços inoxidáveis martensíticos têm alta resistência e dureza. Ao contrário dos tipos austenítico e ferrítico, os aços inoxidáveis martensíticos podem ser endurecidos. Portanto, eles podem ser usados em aplicações em que se deseja resistência ao desgaste e força.

Algumas classes martensíticas comuns são: 410, 420 e o aço inoxidável da série 440. Essas séries de aço inoxidável martensítico contêm uma concentração maior de carbono. A presença de quantidades maiores de carbono torna o aço inoxidável mais duro e menos resistente à corrosão.

O aço inoxidável martensítico é magnético com baixa capacidade de resistência à corrosão e pode funcionar adequadamente em condições levemente corrosivas. É comumente usado em aplicações como facas, instrumentos cirúrgicos, lâminas de turbina, peças de válvulas e eixos que exigem alta resistência e resistência ao desgaste.

A principal desvantagem do aço inoxidável martensítico em relação a outros tipos de aço inoxidável seria a ductilidade e a soldabilidade reduzidas. Entretanto, os tipos martensíticos ainda são muito importantes em seus respectivos serviços devido à prioridade das propriedades mecânicas em relação às propriedades de resistência à corrosão.

Aços inoxidáveis duplex

Os aços inoxidáveis duplex contêm uma combinação característica das propriedades dos tipos de aço inoxidável austenítico e ferrítico, o que proporciona uma microestrutura composta por quantidades quase iguais de ambos. Sua microestrutura exclusiva é um fator fundamental para conferir força, resistência à corrosão e resistência a trincas por corrosão sob tensão.

Os tipos duplex comuns são 2205 e 2507. Cromatos, quantidades moderadas de níquel e, às vezes, molibdênio e nitrogênio são encontrados nessas ligas. Devido a essa composição, o aço inoxidável duplex apresenta melhor resistência a ambientes agressivos, especialmente quando há cloretos envolvidos.

O aço inoxidável duplex é amplamente utilizado em plantas de processamento de petróleo e gás, plantas químicas, plantas de dessalinização, estruturas marítimas e vasos de pressão. A maior resistência permite que os projetistas trabalhem com espessuras reduzidas, proporcionando, assim, vantagens de custo em estruturas maiores.

Embora o aço inoxidável duplex ofereça excelente desempenho, ele exige controles mais rígidos de soldabilidade e de processo de fabricação. A entrada indesejada de calor pode perturbar o equilíbrio de fases, o que pode afetar as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão.

Tabela de dados: Propriedades de diferentes tipos de aços inoxidáveis

Para obter mais materiais resistentes à corrosão, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Conclusão

O aço inoxidável não é um material, mas sim um grupo de várias ligas que foram projetadas para diferentes critérios de tarefas. Os aços inoxidáveis austeníticos dominam as aplicações que exigem resistência à corrosão e conformabilidade, enquanto os tipos ferríticos oferecem soluções econômicas para ambientes moderados. Os aços inoxidáveis martensíticos são excelentes em termos de força e resistência ao desgaste, e os aços inoxidáveis duplex oferecem um equilíbrio avançado de força e resistência à corrosão para as condições mais exigentes.