Aços Inoxidáveis e suas aplicações
Os aços Inoxidáveis são ligas de ferro que contêm diversos elementos, tais como carbono, níquel, molibdênio, vanádio entre outros, porém o elemento mais importante é o cromo, pois ele é o responsável pela resistência a corrosão dessa liga. Mas para ser resistente a corrosão a liga de ferro tem que ter no mínimo 10,5% em peso de cromo para conseguir criar uma proteção que chamamos de película passivadora de óxido de cromo, que cria uma barreira uniforme, impedindo assim a continuação da corrosão, deixando o material protegido em diferentes situações. As propriedades dos aços inoxidáveis estão intimamente interligadas com sua composição química, e como consequência sua microestrutura.
Mas quais são os tipos de aços inoxidáveis que existem? E quais propriedades cada um tem a oferecer?
Vejamos….
Podemos classificar os aços inoxidáveis de acordo com sua microestrutura, com isso temos cinco tipos, são eles:
Aço inoxidável austenítico
Os aços inoxidáveis austeníticos possuem sua estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC), eles formam a maior família dos aços inoxidáveis, tanto em quantidade, como em aplicações. Entre suas propriedades, eles não são magnéticos e endurecem apenas por meio de trabalhos a frio, possuem boas propriedades mecânicas, até mesmo em situações criogênicas. A adição de níquel como elemento de liga, em determinadas quantidades, permite transformar a estrutura ferrítica em austenítica e isso possui uma grande mudança em suas propriedades. Os aços inoxidáveis austenítico dos quais o 304 (18%Cr-8%Ni) é o mais popular, têm excelente resistência à corrosão, excelente ductilidade, podendo ser utilizados entre a temperatura ambiente até em altas temperaturas (por volta de 1.150º C) e em baixíssimas temperaturas (condições criogênicas).
Suas principais aplicações são:
- Indústrias de papel e celulose;
- Indústrias químicas, eletroquímicas e petroquímicas;
- Construção civil;
- Utensílios domésticos.
Aços inoxidáveis ferríticos
Os aços inoxidáveis ferríticos possuem em sua composição química o elemento cromo variando entre 15% a 30% em peso, e o teor de carbono é relativamente baixo, com eventuais adições de molibdênio, nióbio ou titânio (COUTINHO, 1992). Esses elementos químicos conseguem estabilizar completamente a estrutura ferrítica com uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC), não sendo possível obter um aumento de resistência mecânica através de tratamentos térmicos (KRAUSS, 1990).
Os aços inoxidáveis ferríticos possuem boa resistência à corrosão, porém inferior aos aços austeníticos. Os aços inoxidáveis ferríticos que possuem baixo teor de cromo, em torno de 11%, são empregados em sistemas de exaustão de automóveis, já os que têm entre 11% e 18% são empregados na indústria automotiva e na fabricação de utensílios domésticos, no entanto essas ligas apresentam baixa resistência mecânica e baixa soldabilidade.
Os aços inoxidáveis ferríticos com teores de cromo acima de 25% e molibdênio leva à produção dos aços inoxidáveis superferríticos. Esses aços contêm elevados teores de cromo e molibdênio, com baixos teores de carbono, com a finalidade de obter ganhos na tenacidade e na resistência à corrosão por pites e por frestas (ANDRADE, et al. 2008).
Aços inoxidáveis Duplex
São ligas denominadas bifásicas, baseadas no sistema Fe-Cr-Ni, eles possuem quase que a mesma proporção das fases ferrita e austenítica, com baixos teores de carbono (menos de 0,03%). Os teores de cromo podem variar entre 20 até 30 %, já o ter de níquel varia entre 5 até 8%, esses elementos garantem que as duas fases estejam presentes em temperatura ambiente. Essas ligas possuem grande tenacidade, boa resistência mecânica e ductilidade, sendo bons resistentes ao ataque de cloretos.
Os aços duplex são amplamente utilizados nas indústrias de papel, petroquímica, nuclear e dessalinização. Esta ligas representa atualmente uma importante classe de materiais, estando em expansão, e têm sido amplamente empregadas em diversos setores como, por exemplo, nas indústrias química, petroquímica e nuclear.
Aços inoxidáveis Endurecíveis por Precipitação
Os inoxidáveis endurecíveis por precipitação possuem teores de cromo entre 12% e 18% e níquel entre 3% e 10%, bem como adições de cobre, titânio e alumínio que promovem endurecimento por precipitação após tratamento térmico de envelhecimento. Esse material tem como característica principal boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão moderada, devido aos precipitados existentes na sua microestrutura. Eles podem ser austeníticos ou martensíticos, sendo que sua classificação se dá no estado recozido.
Aço inoxidável Martensíticos
São ligas que podemos chamar de ternárias, pois possuem três elementos em maiores quantidades Fe-Cr-C, possuem uma estrutura cristalina martensitica na condição endurecida.São materiais ferromageticos e endurecíveis por tratamentos térmicos. Sua resistência a corrosão é limitada a meios de médio agressividade. As quantidades de cromo e carbono são equilibradas para se ter a estrutura martensitica, podendo ter elementos como silício, vanádio nióbio e tungstênio apara auxiliar na hora do revenimento. Baixas quantidades de níquel são adicionadas afim de melhorar a resistência a corrosão, assim como enxofre e selênio ajuda na usinabilidade