O documento descreve os principais tipos de aço inoxidável, incluindo suas características, usos e processos de fabricação. É detalhado o aço inoxidável martensítico, ferrítico, austenítico e duplex, além dos processos de fabricação por AOD e os efeitos dos elementos de liga. O reciclagem do aço inoxidável é também abordado.
2. INTRUDUÇÃO
Ligas Constituídas por Fe (>50%), C(<1%) e
Cr(>10-5%)
Filme de passivação de óxidos de Cr e Fe.
Elevada resistência á corrosão
Podem incluir níquel, molibdénio, cobre, titânio,
alumínio, silício, nióbio, nitrogénio, enxofre e
selénio
3. HISTÓRIA
1821 - Descrição da resistência á corrosão
das ligas Cr-Fe por Pierre Berthier
1904 - Leon Guillet publica a descrição das
ligas 410, 420, 442, 446 e 440-C.
1909 - Publicação das ligas austeníticas
(300)
1912 - Inicio da produção industrial sob a
responsabilidade de Harry Brearly, chefe do
laboratório conjunto de pesquisa gerido
pela John Brown & Co. E pela Thomas Firth
& Sons (ligas 430)
5. PROCESSO DE FABRICO
Processo AOD (Argon Oxygen Decarbonization)
Utiliza-se lanças de gás de Ar. + O2 + N2
Utilizado para diminuir os níveis de fosfatos e carbono
6. PROCESSO DE FABRICO
Processo AOD (Argon Oxygen Decarbonization)
Utilização de O2 para oxidar o carbono da solução
(CO).
Utilização de Ar. para diluir CO produzido -> formação
de novo CO.
Utilização de lança inferior para reduzir Óxidos de Cr.,
dando-lhes tempo na solução para reagirem com o
carbono existente.
A utilização de Ar. também potência a saída do H e de N
reduzindo os seus níveis.
7. PROCESSO DE FABRICO
A maioria dos aços inox passam por um processo
de recozimento e decapagem por banho ácido para
remoção de resíduos e formação da camada de
passivação.
8. AÇO INOX MARTENSÍTICO
Principais características:
Constituídas por Cr (10.5% a 18%) e C(<1.2%).
Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (ccc)
É magnético
Pode se aumentar a rigidez através de tratamento
térmico.
É difícil de soldar.
Resistente á corrosão em ambientes medianamente
corrosivos.
10. AÇO INOX FERRÍTICO
Principais características:
Constituídas por Cr. (10.5% a 30%) e C(<0.2%).
Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (ccc)
É magnético
Boa ductilidade.
Tenacidade limitada a baixa temperatura
Pior comportamento que ligas martensíticas a altas
temperaturas.
Não pode ser endurecido por tratamento térmico.
É difícil de soldar.
11. AÇO INOX FERRÍTICO
Usos comuns:
Escapes de automóveis e linhas de combustível
Acabamentos em arquitectura.
Utensílios de cozinha
Cofres de bancos
Nomenclatura:
Referencia: 409 (alta temperatura), 430 (mais usado)
Unified Numbering System: UNS S40900, S43000
12. AÇOS INOX AUSTENÍTICOS
Principais características:
Constituídas por Cr. (16% a 25%) , C. e Ni (<35%)
Estrutura cristalina cúbica de face centrada (cfc), obtida adicionando Mn.
e N.
Não é magnético na forma recozida.
Não pode ser endurecido através de têmpera, mas pode ser utilizado
endurecimento através de encruamento.
Pode ser soldado facilmente.
Tem a “melhor” resistência á corrosão.
Tens excelentes características para a limpeza e higienização.
Tem resistência excepcional em altas e baixas temperaturas.
A temperatura máxima sobre condições de oxidação é de 925ºC
Apenas são apropriados para ambientes de baixa concentração de
ácidos redutores
Em áreas protegidas pode não existir quantidade suficiente de oxigénio
para manter a camada de passivação, possibilitando a corrosão.
Níveis muito elevados de iões haletos, especialmente o ião cloreto
podem também destruir a camada de passivação.
13. AÇOS INOX AUSTENÍTICOS
Usos comuns:
Lava-loiças
Aplicações arquitecturais como telhados, goteiras, portas,
janelas e armações tubulares.
Equipamento de processamento de comida
Zonas de preparação de comida em restauração
Contentores químicos.
Fornos
Cambiadores de calor.
Nomenclatura:
Referencia: 304 (mais usado), 310 (para altas temperaturas),
316 e 317 (para melhor resistência á corrosão)
Unified Numbering System: UNS S30400, S31000, S31600,
S31700
14. AÇOS INOX DUPLEX
Principais características:
Constituídas por Cr. (18% a 25%) , C. e Ni (4% a 7%)
Contem estrutura cristalina cúbica de face centrada
(austenítica) e estrutura cristalina cúbica de corpo
centrado (ferrítica).
As quantidades de cada uma das estruturas dependem
da composição da liga e do tratamento térmico
submetido.
As maiorias das ligas são desenhadas para conter
quantidades iguais das estruturas após recozimento
15. AÇOS INOX DUPLEX
Principais características:
Microestrutura do aço inox duplex
16. AÇOS INOX DUPLEX
Principais características:
Resistência á corrosão semelhante ás ligas
austeníticas.
Alta resistência a fragilização por corrosão sob tensão.
Maior resistência ao ião cloreto.
Fácil de soldar
Tem uma resistência tênsil e uma tensão de cedência
mais elevadas que os aços inox austeníticos e
ferríticos.
Tem um valor de tenacidade entre o valor das ligas
ferríticas e austeníticas.
17. AÇOS INOX DUPLEX
Usos comuns:
Aplicações em água salgada
Cambiadores de calor
Fábricas de dessalinização
Fábricas de picles
Nomenclatura:
Referencia: 2205
Unified Numering System: UNS S31803
18. AÇOS INOX ENDURECIDOS POR
PRECIPITAÇÃO
Principais características:
Constituídas por Cr. , C. e Ni
São adicionados elementos de precipitação tais como
cobre, alumínio ou titânio
Podem ser austeníticas ou martensíticas na condição
de recozimento
As que são austeníticas no recozimento são
frequentemente transformadas em martensite através
de tratamentos térmicos de condicionamento
Elevada resistência mecânica
Elevada resistência á corrosão
19. AÇOS INOX ENDURECIDOS POR
PRECIPITAÇÃO
Usos comuns:
Indústria aeronáutica
Equipamentos de processamento de químicos.
Engrenagens
Eixos de bombas
Equipamentos para fábricas de papel
Nomenclatura:
Referencia: 630
Unified Numering System: UNS S17400
20. INFLUENCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NO
AÇO INOXIDÁVEL
Crómio Forma um filme passivante com o oxigénio que previne a difusão de
oxigénio no metal.
Necessita de conter pelo menos 10.5% para ser um aço inox.
Níquel Aumenta a ductilidade e a tenacidade. Aumenta a Resistência á
corrosão de ácidos. A sua adição cria estruturas não magnéticas.
Molibdemio Aumenta a resistência á corrosão alveolar e corrosão galvânica.
Aumenta a resistência a cloretos.
Cobre Aumenta a resistência á corrosão por ácido sulfúrico.
Manganês Substituto para o níquel (séries 200).
Titânio/Nióbio Liga o carbono e impede a corrosão intragranular nas variedades
ferríticas.
Azoto Aumenta a resistência mecânica e a resistência á corrosão nas ligas
austeníticas e duplex.
Silício Aumenta a resistência ao escamamento por altas temperaturas.
Enxofre Normalmente mantêm-se em níveis baixos, excepto nas variedades
específicas para maquinagem.
Carbono Normalmente mantêm-se em níveis baixos. Usados nas variedades
martensíticas para aumentar resistência mecânica e dureza.
21. CAPACIDADE DE RECICLAGEM DE AÇO INOX.
O aço inox é reciclável em 100% sem perda de
qualidades.
Em média, 60% da matéria-prima utilizada na
produção de aço inox é proveniente de materiais
reciclados.
As taxas de reciclagem de aço inox cresceram
6,1% entre 2000 e 2005.
22. CAPACIDADE DE RECICLAGEM DE AÇO INOX.
As taxas de captura de aço inox em fim de vida
para a reciclagem são a seguintes:
Equipamento industrial, construção civil e infra-
estruturas: 92%
Transportes: 70%
Outras áreas: 60%