O aço inoxidável é, sem dúvida, o melhor metal para se trabalhar em termos de durabilidade e resistência. Mas todos os metais inoxidáveis são igualmente robustos ou têm a mesma tenacidade? A resposta é um grande NÃO.
O aço inoxidável é agrupado em 5 tipos principais, que são então divididos em várias classificações. Agora, vamos explorá-los e descobrir qual tipo de aço inoxidável é melhor para sua necessidade.
5 tipos de aço inoxidável
1. Austenítico
Austenítico é o tipo mais comum de aço inoxidável. Cromo e níquel são os principais elementos de liga neste tipo de aço. No entanto, alguns graus austeníticos também contêm molibdênio e manganês.
Entre todos os outros tipos de aço inoxidável, o austenítico tem a maior resistência à corrosão. Além disso, eles também têm propriedades de resistência à fluência, o que os torna adequados para soldagem.
Aços inoxidáveis austeníticos não suportam endurecimento via tratamento térmico, mas são endurecíveis até certo ponto por trabalho a frio. Eles são não magnéticos por natureza. Você encontrará o vasto uso desses aços inoxidáveis em processamento de alimentos e aplicações aeroespaciais.
2. Ferrítico
Ferrítico é magnético por natureza e tem menos resistência à corrosão do que austenítico. Embora você não possa endurecê-los com tratamento térmico, eles são moderadamente endurecíveis com tratamento a frio.
Sua principal composição química consiste em 10.5%- 30% de cromo e menos de 0.20% de carbono. Devido ao menor teor de níquel, o aço inoxidável ferrítico é muito acessível. Essa acessibilidade o torna um material adequado para utensílios de cozinha, peças automotivas, etc.
3. Martensítico
O aço inoxidável martensítico contém 0.10% a 1.2% de carbono e cromo, variando de 11.5% a 18%. Ao contrário do austenítico e do ferrítico, você pode endurecer o aço inoxidável martensítico por tratamento térmico. Isso o torna dúctil e forte.
No entanto, tem resistência moderada contra corrosão. São amplamente utilizados na fabricação de instrumentos cirúrgicos, válvulas, talheres, bombas, etc.
4. Duplex (Austenítico-ferrítico)
O aço inoxidável duplex é uma combinação de aço austenítico e ferrítico. Aqui, ambos os tipos de aço são misturados em proporções quase iguais, tornando o duplex uma variante mais forte. No entanto, a razão por trás de sua maior resistência à tração é o uso de menor teor de níquel e maior teor de cromo.
Ele também tem maiores propriedades anticorrosivas em comparação ao aço inoxidável comum. Então, você pode usá-los em um ambiente que lida com alta concentração de cloro.
Além disso, devido ao menor teor de níquel, o aço inoxidável duplex é mais barato do que a maioria dos outros tipos. Ele é usado na fabricação de tubos, anéis de óleo e outras aplicações industriais. No entanto, o aço inoxidável duplex está disponível nas seguintes classes:
a. Aço Duplex Padrão
O aço duplex padrão também é conhecido como Grau 2205 ou EN 1.4462. Neste tipo de aço duplex, austenítico e ferrítico são misturados em proporções quase iguais. Ele tem um Número Equivalente de Resistência a Pite (PREn) variando de 28-38.
b. Aço Super Duplex
O aço super duplex tem maior resistência mecânica do que o aço duplex padrão. Além disso, sua alta faixa de PREn de 38-45 os torna altamente resistentes à corrosão. Devido a essa robustez e propriedades anticorrosivas, o aço super duplex é amplamente utilizado nas indústrias química, de petróleo e gás.
No entanto, o aço super duplex pode ser de diferentes tipos, como:
Duplex 2507 em aço inoxidável
O aço inoxidável duplex 2507 possui alta condutividade térmica e maior resistência contra estresse por cloreto. Este aço duplex é feito com a seguinte composição:
- Cromo 25%
- Molibdênio 4%
- Níquel 7%
Zeron 100 Aço Inoxidável
O aço inoxidável Zeron 100 atende a um valor PREn de 40. Ele apresenta uma estrutura austenítica-ferrítica 50-50, tornando o Zeron 100 mais forte e altamente resistente à corrosão.
- Molibdênio 3.6%
- Níquel 7% e
- Cromo 25%
Além disso, a adição de cobre ao aço inoxidável Zeron 1000 o torna resistente ao ácido sulfúrico.
c. Graus de Duplex Lean
A resistência à corrosão do grau duplex magro é próxima do austenítico regular ao regular. No entanto, comparando propriedades mecânicas e resistência, estes são melhores do que os austeníticos. Os graus duplex magros são amplamente utilizados em aplicações gerais como construção. Além disso, estes também são acessíveis.
d. Hiper Duplex
Hyper duplex é a variante mais forte do aço inoxidável duplex. Comparado a outros aços duplex, ele tem o maior teor de cromo, cerca de 27%. Ele vem em três graus
- SAF 2707 HD com PREn 48
- SAF 3107 HD com PREn 50 e
- ESAB Exaton 27.7.5.L com PREn 49
5. Endurecimento por precipitação
Aço inoxidável endurecido por precipitação suporta têmpera e é endurecível por meio do tratamento de envelhecimento. Isso se torna possível devido à adição de elementos de liga como cobre, nióbio, alumínio, molibdênio, etc.
Este tipo de aço é de alta resistência e tem resistência à corrosão semelhante ao aço austenítico. Portanto, o aço endurecido por precipitação é adequado para aplicações que exigem alta durabilidade, resistência e elasticidade. Por exemplo, este aço inoxidável é usado nas indústrias militar, aeroespacial e automotiva.
Tabela de comparação entre diferentes tipos de aço inoxidável
| Tipo de aço inoxidável | Austenítico | Ferrítico | Martensítico | duplo | Endurecimento por Precipitação |
|---|---|---|---|---|---|
| Resposta Magnética | Geralmente não | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Taxa de endurecimento de trabalho | Muito alto | Suporte: | Suporte: | Suporte: | Suporte: |
| Resistência à Corrosão | Alto | Suporte: | Suporte: | Muito alto | Suporte: |
| Endurecido | Por trabalho a frio | Não | Temperar e temperar | Não | Idade endurecer |
| Ductilidade | Muito alto | Suporte: | Baixo | Suporte: | Suporte: |
| Resistência a alta temperatura | Muito alto | Alto | Baixo | Baixo | Baixo |
| Resistência a baixa temperatura | Muito alto | Baixo | Baixo | Suporte: | Baixo |
| soldabilidade | Muito alto | Baixo | Baixo | Alto | Alto |
Elementos usados para fazer diferentes tipos de aço inoxidável
Chromium
O cromo é o elemento de liga mais usado em aço inoxidável. Ele cria uma camada protetora ao redor do aço, tornando-o anticorrosivo. Além disso, um maior teor de cromo garante melhor resistência contra altas temperaturas. Ele endurece ainda mais o aço e melhora a resistência ao desgaste e a indução magnética.
Carbono
A inclusão de carbono torna o aço forte e durável. No entanto, alto teor reduz sua soldabilidade e propriedades anticorrosivas. Para obter melhor resistência contra corrosão, procure aço inoxidável com baixo teor de carbono e alto teor de cromo.
Níquel
O níquel é um metal caro, por isso é usado em pequenas quantidades para cortar custos. No entanto, o níquel funciona muito bem para aumentar a conformabilidade e soldabilidade do aço. Em altas temperaturas, os aços inoxidáveis com alto teor de níquel são muito mais fortes do que outras variantes. Os graus de aço inoxidável mais populares, 304 e 316, contêm alto teor de níquel. Isso os torna altamente duráveis, mas também caros.
Outro elemento de liga
Além dos principais metais acima mencionados, o aço inoxidável também contém outros elementos. Estes são os seguintes:
- Manganês: Mn
- Cobre: Cu
- Silício: Si
- Enxofre: S
- Tântalo: Ta
- Boro: B
- Nióbio: Nb
- Fósforo: P
- Nitrogênio: N
- Molibdênio: Mb
- Titânio: Ti
- Selênio: Se
- Tungstênio: W
- Ferro: Fe
Esses metais e suas proporções diferem para diferentes tipos de aço.
Classes de aço inoxidável
| Graus de aço inoxidável | Composição % |
|---|---|
| 201 | Carbono: 0.15, Manganês: 5.5–7.5, Silício: 1, Cromo: 16–18, Níquel: 3.5–5.5, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.25 |
| 202 | Carbono: 0.15, Manganês: 7.5–10, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 4–6, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.25 |
| 205 | Cromo: 16.5–18, Manganês: 14–15.5, Níquel: 1–1.75, Nitrogênio: 0.4 |
| 2507 | Cromo: 25, Níquel: 7, Molibdênio: 4, Nitrogênio: 0.28, Tungstênio: 0.7, Cobre: 0.7 |
| 301 | Carbono: 0.05–0.15, Manganês: 2, Silício: 2, Cromo: 16–19, Níquel: 6–9.5, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Níquel: 0.11, Molibdênio: 0.8 |
| 302 | Carbono: 0.15, Manganês: 2, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 8–10, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.03 |
| 302B | Cromo: 17–19, Níquel: 8–10, Carbono: 0.15, Manganês: 2, Silício: 2–3, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.03 |
| 303 | Cromo: 18, Níquel: 9, Enxofre: 0.15–0.35, Cobre: 1 |
| 303Se | Carbono: 0.15, Manganês: 2, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 8–10, Selênio: 0.15, Enxofre: 0.06, Fósforo: 0.2 |
| 304 | Cromo: 17.5–19.5, Níquel: 8–10.5, Carbono: 0.07, Manganês: 2, Silício: 1, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015 |
| 304H | Carbono: 0.04–0.08, Manganês: 2, Cromo: 17.5–19.5, Níquel: 8–11, Silício: 1, Fósforo: 0.035, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.1 |
| 304L | Carbono: 0.03, Manganês: 2, Cromo: 17.5–20, Níquel: 8–12, Silício: 1, Fósforo: 0.035, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 304N | Carbono: 0.06, Manganês: 2, Silício: 1, Cromo: 18–20, Níquel: 8–11, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.12–0.22 |
| S30430 | Carbono: 0.04, Manganês: 2, Ferro: 63.9–72, Cromo: 17–19, Níquel: 8.5–10.5, Cobre: 3–4 |
| 305 | Carbono: 0.06, Manganês: 2, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 11–13, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 308 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Silício: 1, Cromo: 19–21, Níquel: 10–12, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 309 | Carbono: 0.2, Manganês: 2, Silício: 1.5–2.5, Cromo: 19–21, Níquel: 11–13, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 310 | Carbono: 0.25, Manganês: 0.2, Silício: 1.5, Cromo: 24–26, Níquel: 19–22, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.03 |
| 314 | Carbono: 0.2, Manganês: 2, Silício: 1.5–2.5, Cromo: 24–26, Níquel: 19–22, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 316 | Carbono: 0.07, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 2–2.5, Cromo: 16.5–18.5, Níquel: 10–13, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 316F | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 1.75–2.5, Cromo: 16–18, Níquel: 10–14, Fósforo: 0.2, Enxofre: 0.1 |
| 316H | Carbono: 0.04–0.08, Boro: 0.0015–0.005, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 2–2.5, Cromo: 16.5–18.5, Níquel: 10–13, Fósforo: 0.035, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 316L | Carbono: 0.03, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 2–3, Cromo: 16.5–19, Níquel: 10–15, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.11 |
| 316Ti | Carbono: 0.08, Titânio: 0.7, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 2–2.5, Cromo: 16.5–18.5, Níquel: 10.5–13.5, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015 |
| 317 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 3–4, Cromo: 18–20, Níquel: 11–15, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.03, Nitrogênio: 0.11 |
| 317L | Carbono: 0.03, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 3–4, Cromo: 17.5–19.5, Níquel: 13–17, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.03, Nitrogênio: 0.11 |
| 317LM | Carbono: 0.03, Manganês: 2, Silício: 1, Molibdênio: 4–5, Cromo: 16.5–18.5, Níquel: 12.5–14.5, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015, Nitrogênio: 0.12–0.22 |
| 321 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Titânio: 0.7, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 9–12, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015 |
| 347 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Nb: 1, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 9–12, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.015 |
| 348 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Nb: 0.8, Tântalo: 0.1, Silício: 1, Cromo: 17–19, Níquel: 9–13, Fósforo: 0.045, Enxofre: 0.03 |
| 330 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Silício: 0.75–1.5, Cromo: 17–20, Níquel: 34–37, Fósforo: 0.03, Enxofre: 0.03 |
| 384 | Carbono: 0.08, Manganês: 2, Silício: 0.75–1.5, Cromo: 17–20, Níquel: 34–37, Fósforo: 0.03, Enxofre: 0.03 |
| 409 | Carbono: 0.03, Titânio: 0.65, Manganês: 1, Silício: 1, Cromo: 10.5–12.5, Fósforo: 0.04, Enxofre: 0.015 |
| 410 | Carbono: 0.08–0.15, Manganês: 1.5, Silício: 1, Cromo: 11–13.5, Níquel: 0.75, Fósforo: 0.04, Enxofre: 0.015 |
| 420 | Carbono: 0.15–0.42, Manganês: 1–1.5, Silício: 1, Cromo: 12–14, Fósforo: 0.04, Enxofre: 0.015 |
| 430 | Carbono: 0.08, Manganês: 1, Silício: 1, Cromo: 16–18, Fósforo: 0.04, Enxofre: 0.015 |
| 434 | Carbono: 0.08, Molibdênio: 0.9–1.4, Manganês: 1, Silício: 1, Cromo: 16–18, Fósforo: 0.04, Enxofre: 0.015 |
| 440C | Carbono: 0.95–1.2, Molibdênio: 0.4–0.8, Manganês: 1, Silício: 1, Cromo: 16–18, Fósforo: 0.04, Enxofre: 0.03 |
| 904L | Carbono: 0.02, Cobre: 1.2–2, Molibdênio: 4–5, Manganês: 2, Níquel: 24–26, Silício: 0.7, Cromo: 19–21, Fósforo: 0.03, Enxofre: 0.01, Nitrogênio: 0.15 |
Como selecionar o tipo ideal de aço inoxidável?
Considere a aplicação
A composição de diferentes tipos de aço inoxidável afeta suas propriedades. É por isso que você deve conhecer a aplicação antes de escolher o tipo certo de aço. Por exemplo, em aplicações industriais que exigem alta resistência, escolha aço inoxidável endurecido por precipitação.
Novamente, para uso geral, como utensílios de cozinha e talheres, o aço inoxidável austenítico e martensítico são boas opções.
| Tipo de aço inoxidável | Aplicação ideal |
|---|---|
| Austenítico | Tubos, sistemas de exaustão, itens domésticos como panelas, talheres, etc. |
| Ferrítico | Pias, lava-louças, equipamentos de processamento de alimentos/farmacêuticos, etc. |
| Martensítico | Componentes aeroespaciais e automotivos, facas, tesouras, talheres, etc. |
| duplo | Vasos de pressão, trocadores de calor, equipamentos de branqueamento, etc. |
| Endurecido pela precipitação | Indústria nuclear, aeroespacial, de gás e petróleo |
Meio Ambiente
A durabilidade do aço inoxidável é afetada pelo ambiente ao redor. Por exemplo, em um ambiente que lida com contato frequente com água, escolha um tipo de aço inoxidável com alto teor de cromo. Com altas propriedades anticorrosivas, o aço inoxidável de grau 304 é bom para uso geral.
Novamente, em aplicações marítimas, compre aço inoxidável que contenha elementos resistentes ao cloro, como molibdênio. Isso torna o aço inoxidável grau 316 excelente para uso marítimo. Ele tem uma alta propriedade de resistência ao cloro e é adequado para um ambiente com água salgada do mar.
Requisito de nota
Apenas saber o tipo de aço inoxidável não vai funcionar; as classes também importam. Por exemplo, o aço austenítico de grau 304 é a variante de aço mais usada, mas estes não são adequados para aplicações marítimas. Para operar na marinha, você precisa de aço austenítico com grau 316. É por isso que considerar os requisitos de grau é essencial.
O gráfico abaixo ajudará você a identificar as classificações dos diferentes tipos de aço inoxidável:
| Tipo de aço inoxidável | Notas |
|---|---|
| Austenítico | 384, 348, 347, 330, 321, 317, 316, 314, 310, 309, 308, 305, 304, 303, 302, 301, 205, 202, 201 |
| Ferrítico | 430, 434, 409, 439, 444 |
| Martensítico | 440, 416, 420, 422, 431, 414, 410, 403 |
| duplo | LDX2101, 2507, 2304, 2205, E 4 classes: duplex padrão, super duplex, lean duplex e hyper duplex |
| Endurecido pela precipitação | 17-4, 13-8, 15-5 |
Conformabilidade ou soldabilidade
Para uma boa conformabilidade, aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos funcionam melhor do que aços martensíticos. Para melhores resultados, use os graus 304 ou 430. Além de oferecer conformabilidade alimentar, você também pode usar esses aços para soldagem com outros metais.
Ponto de Fusão
Aços inoxidáveis podem resistir a altas temperaturas. No entanto, seu ponto de fusão depende do elemento da liga. Então, para aplicações que lidam com altas temperaturas, você deve escolher graus de aço inoxidável com pontos de fusão mais altos.
O gráfico abaixo mostra os pontos de fusão dos tipos mais comuns de aço inoxidável:
| Grau de aço inoxidável | Ponto de fusão em Celsius | Ponto de fusão em Fahrenheit |
|---|---|---|
| Grade 304 | 1400 ° -1450 ° C | 2552 ° -2642 ° F |
| Grade 316 | 1375 ° -1400 ° C | 2507 ° -2552 ° F |
| Grade 430 | 1425 ° -1510 ° C | 2597 ° -2750 ° F |
| Grade 434 | 1426 ° -1510 ° C | 2600 ° -2750 ° F |
| Grade 410 | 1480 ° -1530 ° C | 2696 ° -2786 ° F |
| Grade 420 | 1450 ° -1510 ° C | 2642 ° -2750 ° F |
Resistência à Corrosão
O aço inoxidável austenítico vence a corrida quando se trata de resistência à corrosão. Ele tem a propriedade de resistência à ferrugem mais alta entre todos os outros tipos.
Então, em aplicações que precisam de maiores propriedades anticorrosivas, escolha aço inoxidável austenítico grau 316. No entanto, aço inoxidável ferrítico e martensítico mais barato também oferece boa resistência contra corrosão.
Força, Ductilidade e Resistência
Sem considerar a capacidade de suporte de peso da sua aplicação, escolher a variante correta de aço inoxidável não é possível. No entanto, o aço inoxidável grau 440C tem a mais alta resistência e dureza. Então, você pode usá-lo para uma aplicação robusta.
Entretanto, para a melhor combinação de resistência, ductilidade e tenacidade, compre aço inoxidável com alto teor de níquel e cromo.
Resposta Magnética
A adição de cromo na liga de aço a torna mais magnética. Em contraste, aços inoxidáveis com níquel têm menos propriedades magnéticas.
Aço inoxidável austenítico com série 300 não é magnético. Em contraste, aço ferrítico e martensítico com série grau 400 são magnéticos. Então, você pode usar isso para aplicações como a construção de eletrodomésticos de cozinha, acabamento automotivo, etc., que exigem recursos magnéticos.
Disponibilidade e custo
O aço grau 304 é amplamente disponível e o aço inoxidável mais usado. No entanto, o preço do aço inoxidável depende de sua qualidade. É isso que torna a série austenítica/300 a variante de aço inoxidável mais cara por sua maior resistência e alta resistência à corrosão.
Então, se você quer economizar dinheiro em manutenção e durabilidade, austenítico é uma boa opção. No entanto, para uma solução acessível, você pode optar por ferrítico e martensítico.
Conclusão
Para escolher o tipo ideal de aço inoxidável, considere sua aplicação, resistência à corrosão e exigência de resistência. Isso ajudará você a selecionar a classe ideal.
No entanto, para projetar e usinar qualquer tipo de aço inoxidável, Richconn é sua solução definitiva. Somos especialistas em fornecer serviços profissionais de usinagem CNC. Confira nossa página de atendimento e entre em contato connosco com suas necessidades de fabricação!
Perguntas Frequentes
Por que o aço inoxidável 316 é mais caro que o 304?
O aço inoxidável 316 é mais caro que o 304 devido à presença de alto teor de níquel. Além disso, tem maior resistência contra cloro e melhor soldabilidade. Embora o 304 seja uma alternativa mais barata, ele não pode igualar a qualidade do 316.
Qual tipo de aço inoxidável é melhor?
O aço inoxidável austenítico é o melhor devido às suas altas propriedades anticorrosivas, maior resistência, tenacidade e ductilidade. No entanto, você deve considerar a aplicação do aço para encontrar o melhor tipo.
Quanto tempo o aço inoxidável pode durar?
Em média, o aço inoxidável pode durar 50 anos. No entanto, com a manutenção adequada, eles podem durar até 100 anos ou até mais.
Qual é o aço inoxidável mais duro?
O aço inoxidável martensítico de grau 440C é o aço inoxidável mais duro. Ele tem um alto teor de carbono que o torna mais forte e adequado para aplicações como eixos.
Qual é a maior vantagem do aço inoxidável?
O aço inoxidável é altamente durável e 100% reciclável. Além disso, são anticorrosivos e têm maior resistência para atender a quaisquer necessidades de aplicação.
O que é melhor, aço inoxidável 304 ou 420?
Os aços inoxidáveis 304 e 420 têm propriedades muito diferentes. O 304 tem uma propriedade anticorrosiva maior que o 420. Enquanto o 420 é mais duro que o 304. Portanto, você deve considerar os requisitos da aplicação para decidir qual é o melhor para suas necessidades.
