CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS INOXIDÁVEIS

Apresentação em tema: "CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS INOXIDÁVEIS"— Transcrição da apresentação:

1 CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS INOXIDÁVEIS

2 ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO - UPE
ALUNOS: FRANCISCO DE ASSIS GUILHERME ANDRADE MARCUS MATEUS BRAGA RODRIGO NOBRE TURMA: TF DATA: 07/12/05

3 Tópicos Introdução; Constituição e Diagrama de Equilíbrio;
Aços Inoxidáveis Martensíticos; Aços Inoxidáveis Ferríticos; Aços Inoxidáveis Austeníticos; Aços Inoxidáveis Duplex; Aços Inoxidáveis Endurecíveis por Precipitação; Aplicações e Resumos

4 Definição Os aços inoxidáveis são ligas ferro-cromo que contém, tipicamente, um teor acima de 11% de cromo. A partir desse teor e em contato com oxigênio ocorre a formação de uma fina película de óxido de cromo sobre a superfície do aço, que é impermeável e insolúvel nos meios corrosivos usuais. Apresenta, em geral, maior resistência à oxidação a alta temperatura em relação a outras classes de aços.

5 Classificação Aços Inoxidáveis Ferríticos;
Aços Inoxidáveis Martensíticos; Aços Inoxidáveis Ferríticos; Aços Inoxidáveis Austeníticos; Aços Inoxidáveis Duplex (ferrítico-austenítico); Aços Inoxidáveis Endurecidos por Precipitação.

6 Histórico 1912 - Alemanha (20%Cr 7%Ni) - Aço Inoxidável Austenítico;
Inglaterra (12,8%Cr 0,24%C) – Aço Inoxidável Martensítico; 1913 – (16%Cr 0,015%C) – Ferrítico; 1945 – EUA – (U.S. Steel) – Aço Inoxidável Endurecido por Precipitação; 1950 – EUA – Escasses de Ni – Aços Inoxidáveis com Mg e N em substituição parcial de Ni (AISI 200); 1970 – EUA – (Processo OAD) – Permitiu a redução drástica de C sem perda acentuada de Cr para escória – Carga menos cara; ~1970 – LC – Custo e Homogenidade Química; 2005 – Aço Inoxidável de Alto Desempenho.

7 Passivação Fenômeno da Passivação película estável impermeável
aderente alta veloc. formação

8 Corrosão e Sensitização
Tipos de Corrosão corrosão intergranular - sensitização corrosão sob tensão - meios agressivos (soluções de Cl) corrosão por pites - meios com solução aquosa de Cl e Br condições da superfície - grosseira, fissuras Sensitização - corrosão intercristalina diminuição teor de Cr - corrosão intergranular solução: C em baixos teores < 0,1% uso de elementos de liga - Ti, V, Nb teor de Cr acima de 12% tratamento térmico - solubilização e resfr. rápido

9 Produção DESDE A PRODUÇÃO DO AÇO NO CONVERSOR ATÉ A LAMINAÇÃO A QUENTE

10 DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
5 10 15 20 25 30 35 A % Equivalente de Ni A+M A+F M A+M+F M+F F 40 % Equivalente de Cr Sistema Fe-Cr-Ni Ni equival. = Ni + 30x%C + 0,5x%Mn Cr equival. = Cr + Mo + 1,5x%Si + 0,5x%Nb

11 INOX MARTENSÍTICO Essencialmente ligas de Cr (10,5~18%) e C (~1,2%) com estrutura martensítica (ambos são balanceados) com carbeto disperso; C aumenta dureza mas favorece sensitização; Trabalhável a frio e a quente, pcp quando C é baixo; Pouco carboneto no CG; Ferromagnético; Endurecível por tratamento térmico; Relativamente POUCO resistente a corrosão; Tempera pode melhorar a resistência a corrosão; Nb, Si, W e V modificam a resposta de revenido após o endurecimento; Excesso de Carboneto pode estar presente para aumentar a resistencia ao desgaste ou manter o poder de corte; Pouco de Ni pode elevar a resistência corrosão e a tenacidade; S e/ou Se aumenta a usinabilidade; Revenido a baixa T (150°C a 400°C);

12 Composição Química

13 Propriedades

14 Microestrutura I Material: AISI / SAE 440 C DIN x105CrMo17 Composição Química: Microestrutura: Martensita Fina com dispersão de Carbonetos de Cromo. Aumento: 100 x Ataque: Marble (tempo: 10 s) Fonte: ABNT NBR 5601/1981 Dureza: 53HRc Aplicação: Facas, canivetes, rolamentos.

15 Microestrutura II Material: AISI / SAE 420 Modificado DIN x20Cr13
Composição Química: Fonte: ABNT NBR 5601/1981 Microestrutura: Grãos de Ferrita com dispersão homogênea de Carbonetos Complexos de Ferro / Cromo. Material sofreu Tratamento de Recozimento de Coalescimento. Aumento: 400 x. Ataque: Reagente Marble (tempo: 10 a 15 s) Dureza: 186 HB Aplicação: Instrumentos cirúrgicos e dentários, eixos, peças de bombas e válvulas, pás, moldes para plásticos e ind. de vidros.

16 Inox Ferrítico Essencialmente ligas de Cr (11~30%) e C (~1,2MAX%) com estrutura cristalina CCC (ferrítica) e carbonetos dispersos; Não são endurecíveis por solubilização e têmpera então são utilizadas no estado recozido; Ferromagnético; Mo, Si, Al, Ti, Nb para caraterística específicas; S e/ou Se aumenta a usinabilidade; Baixa Ductilidade; Baixa Formabilidade; Relativamente Pobre Resistencia a tensões em altas temperaturas; Tenacidade limitada em baixas temperaturas e seções grossas; Susbtitui Fe-Cr-Ni-C em aplicações de resistência a corrosão com menos custo.

17 Composição Química AISI C Cr Outros 405 0,08 11,5 - 13,5 406 0,15
Al (0,1 – 0,3) 406 0,15 12 – 14 Al (3,5 – 4,5) 430 0,12 14 – 18 - 430 F Pou S ou Se (0,07) Mo ou Zr (0,6) 442 0,2 18 – 23 443 Cu (0,9 – 1,25) Si (0,75) Ni (0,5) 446 0,35 N (0,25)

18 Propriedades AISI LRT kg/mm² LE kg/mm² Along. % Dureza Brinell
RChoque kgm 405 42 24,5 20 2,8-4,8 406 59,5 - 25 430 45,5 20 – 35 2,1-4,8 430 temp. 105 77 3 430 F 49 31,5 15 – 30 442 52,5 30 – 35 0,7-2,1 446 56 35 0,1-1,4

19 Microestrutura I Material: AISI / SAE 430 DIN x8Cr17
Composição Química: Fonte: ABNT NBR 5601/1981 Microestrutura: Grãos de Ferrita Encruados provenientes de sua conformação (Laminação a frio). Observa-se a presença de Maclas. Aumento: 100 x Ataque: Marble (tempo: 10s) Dureza: 255 mHV (max 190HB) Aplicação: Estufas, churrasqueiras em geral, bandejas, revestimentos, tampo de mesas, grelhas.

20 Microestrutura II Aço Inox 430 C=0,15% Cr=16,5% Temperado a partir de
Recozido a 788 C - estrutura ferrítica com grãos equiaxiais e partículas de carbetos (100X) Temperado a partir de 1200 C -Matriz ferrítica com ilhas de martensita (500x)

21 Inox Austenítico Cr (16~26%), Ni (>35%) Mg (>15%)com estrutura cristalina CFC; Atingida através de elementos austenitizantes (ex.: Ni, Mn, N); Não magnético na condição recozido; Melhor resistência a corrosão; Endurecível apenas por trabalho a frio; Exelentes propriedades criogênicas; Boa Resistência em altas temperaturas; Série 2xx (Ni e Mn); Mo, Cu, Si, Al, Ti e Nb melhoram certas características; S e/ou Se aumenta a usinabilidade;

22 Composição Química AISI C Cr Ni Mo Outros 302 0,15 17,5 8,3 303 8,5
0,15 min S 304 0,08 18,3 304 L 0,03 19 10 310 0,25 25 20 316 17 12 2,5 316 L

23 Propriedades AISI LRT kg/mm² LE kg/mm² Along. % Dureza Brinell RChoque kgm 302 59,5 24,5 50-60 9,7-15,2 303 30-55 304 21 310 63 28 45-50 6,9-13,8 316 56

24 Microestrutura I Material: SAE / AISI 304 DIN x5CrNi189
Composição Química: Fonte: ABNT NBR 5601/1981 Microestrutura: Matriz Austenítica. Aumento: 200 x Ataque: Marble (tempo: 10 s) Dureza: 282 HB Aplicação: Ind. química, farmacêutica e têxtil, do petróleo e do papel, instalações criogênicas em geral, pistões, parafusos.

25 Microestrutura II Material: AISI / SAE 316 DIN x5CrNiMo1810
Composição Química: Fonte: ABNT NBR 5601/1981 Microestrutura: 95% de Austenita e 5% de Ferrita residual no sentido da conformação do material. Matriz proveniente de Recozimento. Aumento: 100 x Ataque: Marble (tempo: 10 s) Dureza: 156 HB Aplicação: Ind. química, farmacêutica e têxtil, do petróleo e do papel, peças utilizadas na construção naval e aplicações criogênicas em geral, utilizado nos meios mais corrosivos.

26 Inox Duplex Cr e Ni com estrutura cristalina misturada de ferrita (ccc) e austenita (cfc); ccc/cfc é função da composição e do tratamento térmico; Maior parte das ligas contém iguais quantidades de fases quando recozido; Ni, Mo, Cu, Si, W balanço estrutural ou características de resistencia a corrosão; Resistência a corrosão igual ao Aço Inox Austenítico com liga similar; Resistência Mecãnica superior ao Aço Inox Austenítico com liga similar; Tenacidade intermediária entre ferrítico e ustenítico.

27 Composição Química Ni – aumento da tenacidade e usinabilidade;
Cr – resistência a corrosão; Mo – aumenta a resistência de corrosão por pitting; C – em baixos teores diminuem a corrosão intergranular

28 Propriedades Tensão de escoamento elevada: vantagem nos projetos de engenharia; Ductilidade menor que os austeníticos mas adequados às exigências de mercado; A resistência à corrosão depende principalmente dos teores de Cr e Mo; Em geral a grande quantidade de ferrita melhora a resistência à corrosão sob tensão;

29 Microestrutura

30 Inox por Precipitação Ligas Cr-Ni contendo elementos precipitantes (Cu, Al, Ti) Pode ser tanto austenítico quanto martensítico quando no estado recozido; O austenítico frequentemente é transformado em martensítico em determinadas condições de tratamento térmico, inclusive com tratamento sub-zero e atingem alta resistência pela formação da martensita.

31 Composição Química AISI C Mn Si Cr Ni Mo Outros W Inoxidável 0,07 0,5
16,75 6,75 - 0,8 Ti 0,2Al 17-4 PH 0,04 0,4 15,50 4,25 0,25 Nb 3,6 Cu 17-7 PH 0,7 17 7 1,15 Al PH 15-7 Mo 15 2,25 AM 350 0,1 0,75 0,35 16,5 0,1 N

32 Propriedades

33 Aplicações e Resumos FATORES DE SELEÇÃO: Resistência a Corrosão;
Características de Fabricação; Disponibilidade; Propriedades Mecânicas em variaçõesátípicas de temperaturas; Custo do produto.

34 Aplicações e Resumos Martensíticos Austeníticos Ferríticos
são magnéticos, elevada resistência mecânica / dureza aplicáveis até 550oC lâminas turbinas, peças estruturais para aviões, engrenagens, esferas p/ rolamentos, instrumentos cirúrgicos, lâminas p/ navalhas Austeníticos não são magnéticos elevada resistência à corrosão / alta res. a fluência aplicáveis em alta temperatura (até 1200oC) aceitam grandes deformações (endurecem muito) difícil usinagem (devido ao encruamento) peças para fornos, parafusos, pias, tubos resistentes a meios agressivos, tanques para indústrias químicas, aplicações arquitetônicas (resistem a corrosão marinha ou urbana) Ferríticos são magnéticos, mais baratos que os austeníticos baixas propriedades mecânicas (são moles), baixa resistência a fluência, boa trabalhabilidade, mas sem estampagem profunda como nos austeníticos só resistem a corr. atmosférica se houver lavagem frequente concent. sais adornos de automóveis, apar. eletrodomésticos, pias comuns.