AOS INOXIDVEIS
A expresso ao inoxidvel, como usualmente conhecido, nos d uma
idia de um material que no se destri mesmo quando submetido aos
mais violentos abusos.Na verdade este tipo de ao no eterno e sim
apresenta geralmente uma maior resistncia corroso, quando submetido
a um determinado meio ou agente agressivo. Apresenta tambm uma
maior resistncia oxidao a altas temperaturas em relao a outras
classes de aos, quando, neste caso em particular, recebe a
denominao de ao refratrio.A resistncia oxidao e corroso do ao
inoxidvel se deve principalmente a presena do cromo, que a partir
de um determinado valor e em contato com o oxignio, permite a
formao de uma pelcula finssima de xido de cromo sobre a superfcie
do ao, que impermevel e insolvel nos meios corrosivos usuais.Assim
podemos definir como ao inoxidvel o grupo de ligas ferrosas
resistentes a oxidao e corroso, que contenham no mnimo 12% de
cromo.O PAPEL DO CROMO E A PASSIVIDADE
Os aos inoxidveis so, basicamente, ligas ferro-cromo; outros
metais atuam como elementos de liga, mas, o cromo o mais importante
e sua presena indispensvel para se conferir a resistncia corroso
desejada.Como est indicado na figura 1, um mnimo de ll% de cromo
necessrio para que as ligas ferro-cromo sejam resistentes corroso
atmosfrica.
Quando comparamos os aos inoxidveis com alguns metais ou ligas,
observamos diferenas importantes. O comportamento tpico de um metal
em presena de um determinado meio agressivo mostrado na figura 2.
Imaginemos um metal qualquer imerso numa soluo cida que tenha um
certo poder oxidante, indicado pelo ponto A na figura. Nestas
condies, o metal estar em condies adversas e sofrer corroso. Se o
poder oxidante da soluo aumentado, adicionando-se, por exemplo,
ction frrico, a taxa de corroso tambm aumenta rapidamente.
Como pode ser observado na figura 3, o comportamento dos aos
inoxidveis diferente. A princpio, apresentam um comportamento
semelhante a outros metais (regio l a 2 na figura 3) mas, quando se
atinge um determinado poder oxidante na soluo, produz-se uma grande
diminuio na taxa de corroso, como observado nos pontos 3 e 4 (tanto
que no ponto 3 a taxa de corroso da ordem de 1.000 a 10.000 vezes
menor que em 2).
A partir do ponto 3, por mais que se aumente o poder oxidante da
soluo, no existiro aumentos da taxa de corroso. No entanto, a
partir do ponto 4, novos aumentos no poder oxidante provocaro
novamente um aumento na taxa de corroso. A regio l - 2 conhecida
como regio de atividade, a 3 - 4 como regio de passividade e, a
partir de 4 passando pela 5, temos a regio de transpassividade.As
figuras 2 e 3 mostram claramente as diferenas existentes, em termos
de resistncia corroso, entre os aos inoxidveis e alguns outros
metais e ligas. O fenmeno da passividade comunicado aos aos
inoxidveis pelo cromo e por isso que apresentam excelente
comportamento em muitos meios agressivos.J o estado passivo
conseqncia da formao de um filme extraordinariamente fino de xido
protetor (espessura de 3O a 5O A) na superfcie dos aos inoxidveis.A
INFLUNCIA DOS OUTROS ELEMENTOS NO AO INOXIDVEL
Outros elementos podem estar presentes, como o Nquel, Molibdnio,
Nibio e Titnio, em propores que caracterizam a estrutura,
propriedades mecnicas e o comportamento final em servio do ao
inoxidvel.Porm, para se ter uma idia mais clara, podemos resumir
brevemente o papel de cada um:NQUEL:Sua adio provoca tambm uma
mudana na estrutura do material que apresenta melhores
caractersticas de: - ductilidade (ESTAMPAGEM) - resistncia mecnica
a quente - soldabilidade (FABRICAO)Aumenta a resistncia corroso de
uma maneira geral.O Cromo e o Nquel ento constituem os elementos
primordiais dos aos inoxidveis.Outros elementos complementam suas
funes.MOLIBDNIO E O COBRE:Tm a finalidade de aumentar a resistncia
corroso por via mida.SILCIO E O ALUMNIO:Melhoram a resistncia
oxidao a alta temperatura.TITNIO E O NIBIO:So elementos
"estabilizadores" nos aos austenticos, impedindo o empobrecimento
de cromo via precipitao em forma de carbonetos durante aquecimento
e/ou resfriamento lento em torno de 700 C, que provocaria uma
diminuio da resistncia local corroso.Existem ainda outros elementos
que modificam e melhoram as caractersticas bsicas dos aos
inoxidveis, como o mangans e o nitrognio, o cobalto, o boro e as
terras raras, porm so muito especficos.5. Fluxograma de produo de
aos inoxidveisPara no entrar em detalhamento de processo,
colocaremos apenas o fluxograma de produo de ao inoxidvel da
Acesita.
CLASSIFICAO DOS AOS INOXIDVEIS
Os aos inoxidveis so classificados em trs grupos de acordo com a
microestrutura bsica formada (na verdade existe mais um grupo com
propriedades mistas, onde por didtica prefiro omitir).
Microestrutura
Capacidade de ser tratado termicamente
Elementos de liga bsicos
Srie
Martenstica fig 4
Endurecvel
Cromo
400
Ferrtica fig 5
No endurecvel
Cromo
400
Austentica fig 6
No endurecvel
Cromo-Nquel
300
MARTENSTICO
Estes aos, aps resfriamento rpido de alta temperatura, mostram
uma estrutura caracterizando alta dureza e fragilidade, denominada
Martenstica.Contm de 12 a 17% de Cromo e O, l a O, 5% de carbono
(em certos casos at 1% de carbono) e podem atingir diversos graus
de dureza pela variao das condies de aquecimento e resfriamento
(tratamento trmico).So dificilmente atacados pela corroso
atmosfrica no estado temperado e se destacam pela dureza.So
ferromagnticos.Apresentam trabalhabilidade inferior as demais
classes e soldabilidade pior, especialmente com carbono mais
elevado, devido a formao de martensita no resfriamento.
FERRTICOS
Aps resfriamento rpido de alta temperatura eles mostram uma
estrutura macia e tenaz, altamente homognea, conhecida com
ferrtica.
Contm de 16 a 30% de Cromo.No podem ser endurecidos por
tratamento trmico e so basicamente usados nas condies de
recozido.Possuem uma maior trabalhabilidade. e maior resistncia
corroso que os aos martensticos devido ao maior teor de
cromo.Possuem boas propriedades fsicas e mecnicas e so efetivamente
resistentes corroso atmosfrica e a solues fortemente oxidantes.So
ferromagnticos.As aplicaes principais so aquelas que exigem boa
resistncia corroso, tima aparncia superficial e requisitos mecnicos
moderados.Apresentam, tendncia ao crescimento de gro aps soldagem,
particularmente para sees de grande espessura, experimentando
certas formas de fragilidade.
AUSTENTICOS
Os aos inoxidveis apresentam uma boa resistncia a corroso, porm,
em alguns casos outras caractersticas alm da resistncia corroso so
necessrios, para a utilizao dos mesmos em determinadas aplicaes;
acrescentamos ento outros elementos de liga para que o ao inoxidvel
adquira essas caractersticas.
Uma grande melhoria em muitas propriedades conseguira com a
introduo de Ni como elemento de liga. Consegue-se uma mudana na
estrutura, transformando ligas ferrticas em ligas austenticas
(estrutura de alta resistncia e tenacidade).
Os aos inoxidveis austenticos so conhecidos pela sua excelente
resistncia corroso em muitos meios agressivos.
Outros elementos como molibdnio, titnio e nibio, se adicionados
podem melhorar a resistncia a corroso e minimizar a corroso
intergranular por estabilizao dos carbonetos presentes.
Dos trs grupos, estes aos so os que apresentam maior resistncia
corroso. Eles combinam baixo limite de escoamento com alta
resistncia a trao e bom alongamento, oferecendo as melhores
propriedades para trabalho a frio.
No podem ser endurecido por tratamento trmico, mas suas
resistncia a trao e dureza podem ser aumentadas por
encruamento.
No so ferromagnticos.
Eles possuem uma ampla faixa de propriedades mecnicas,
oferecendo boa ductilidade e resistncia a altas e/ou baixssimas
temperaturas, alm de boa trabalhabilidade e soldabilidade.
Existem tambm aos inoxidveis duplex (com dois tipos de estrutura
convivendo), porm como so aos muito especiais eles no sero
discutidos.COMPOSIO QUMICA DOS AOS INOXIDVEIS AUSTENTICOSComposico
qumica, % mxima
Tipo de ao ABNT
C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Outros
201
0,15
5,50
1,00
0,060
0,030
16,00
3,50
N
7,50
18,00
5,50
0,25
202
0,15
7,50
1,00
0,060
0,030
17,00
4,00
N
10,00
19,00
6,00
0,25
205
0,12
14,00
1,00
0,060
0,030
16,50
1,00
N
0,25
15,50
18,00
1,75
0,32/0,40
301
0,15
2,00
1,00
0,045
0,030
16,00
6,00
18,00
8,00
302
0,15
2,00
1,00
0,045
0,030
17,00
.8,00
19,00
10,00
302 B
0,15
2,00
2,00
0,045
0,030
17,00
8,00
3,00
19,00
10,00
303
0,15
2,00
1,00
0,20
0,15
17,00
5,00
M0 (A)
mn.
19,00
10,00
0,60
303 Se
0,15
2,00
1,00
0,20
0,060
17,00
8,00
Se
19,00
10,00
0,15 mn.
304
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
18,00
8,00
20,00
10,50
304 L
0,030
2,00
1,00
0,045
0,030
18,00
8,00
20,00
12,00
304 N
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
18,00
8,00
N
20,00
10,50
0,10/0,16
305
0,12
2,00
1,00
0,045
0,030
17,00
10,50
19,00
13,00
308
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
19,00
10,00
21,00
12,00
309
0,20
2,00
1,00
0,045
0,030
22,00
12,00
24,00
15,00
3095
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
22,00
12,00
24,00
15,00
310
0,25
2,00
1,50
0,045
0,030
24,00
19,00
26,00
22,00
3105
0,08
2,00
1,50
0,045
0,030
24,00
19,00
26,00
22,00
314
0,25
2,00
1,50
0,045
0,030
23,00
19,00
3,00
26,00
22,00
316
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
16,00
10,00
M0
18,00
14,00
2,00/3,00
316 L
0,030
2,00
1,00
0,045
0,030
16,00
10,00
M0
18,00
14,00
2,00/3,00
316 F
0,08
2,00
1,00
0,20
0,10
16,00
10,00
M0
mn,
18,00
14,00
1,75/2,50
316 N
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
16,00
10,00
M0 2,00/3,00
18,00
14,00
N 0,10/0,16
317
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
18,00
11,00
M0
20,00
15,00
3,00/4,00
317 L
0,030
2,00
1,00
0,045
0,030
18,00
11,00
M0
20,00
15,00
3,00/4,00
321
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
17,00
9,00
Ti >=
19,00
12,00
5 x C
329
0,10
2,00
1,00
0,040
0,030
25,00
3,00
M0
30,00
6,00
1,00/2,00
330
0,08
2,00
0,75
0,040
0,030
17,00
34,00
1,50
20,00
37,00
347
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
17,00
9,00
Nb + Ta >=
19,00
13,00
10 x C
348
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
17,00
9,00
Nb + Ta>= 10 x C
19,00
13,00
Ta 0,10 mx.
I
C0 0,20 mx.
384
0,08
2,00
1,00
0,045
0,030
15,00
17,00
17,00
19,00
(A) Opcional.MartensticosComposio qumica, % mxima
Tipo de ao ABNT
C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Outros
403
0,15
1,00
0,50
0,040
0,030
11,5013,00
405
0,08
1,00
1,00
0,040
0,030
11,5014,50
Al0,10/0,30
410
0,15
1,00
1,00
0,040
0,030
11,5013,50
414
0,15
1,00
1,00
0,040
0,030
11,5013,50
Ni1,25/2,50
416
0,15
1,25
1,00
0,060
0,15min.
12,0014,00
0,60(A)
416Se
0,15
1,25
1,00
0,060
0,060
12,0014,00
Se0,15 min.
420(B)
0,15min
1,00
1,00
0,040
0,030
12,0014,00
420F
0,15min
1,25
1,00
0,060
0,15min.
12,0014,00
0,60(A)
422
0,200,25
1,00
0,75
0,025
0,025
11,0013,00
0,751,25
Ni 0,50/1,00V 0,15/0,30W 0,75/1,25
431
0,20
1,00
1,00
0,040
0,030
15,0017,00
Ni 1,25/2,50
440 A
0,600,75
1,00
1,00
0,040
0,030
16,0018,00
0,75
440 B
0,750,95
1,00
1,00
0,040
0,030
16,0018,00
0,75
440 C
0,951,20
1,00
1,00
0,040
0,030
16,0018,00
0,75
501
0,10min
1,00
1,00
0,040
0,030
4,006,00
0,400,65
502
0,10
1,00
1,00
0,040
0,030
4,006,00
0,400,65
(A) Opcional(B) O ao tipo ABNT 420 pode ser solicitado
objetivando carbono nas faixas O,15/0,35 e O,35/0,45 caso se
destine a'uso geral ou aplicao em cutelaria
respectivamente,FerrticosComposio qumica, % mxima
Tipo de ao ABNT
C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Outros
409
0.08
1.00
1.00
0.045
0.045
10.5011.75
Ti>=6xCTi 0.75 mx
429
0.12
1.00
1.00
0.040
0.030
14.0016.00
430
0.12
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0018.00
430F
0.12
1.25
1.00
0.060
0.15min
16.0018.00
0.60 (A)
430FSe
0.12
1.25
1.00
0.060
0.060
16.0018.00
Se 0.15 min
434
0.12
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0018.00
436
0.12
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0018.00
0.751.25
Nb+Ta>=5xC0.70 mx
442
0.20
1.00
1.00
0.040
0.030
13.0023.00
0.751.25
446
0.20
1.50
1.00
0.040
0.030
23.0027.00
N0.25
(A) Opcional
PROPRIEDADES MECNICAS DOS AOS INOXIDVEIS AUSTENTICOS
Tipo de Ao ABNT
Estado
Resistncia trao N/mm2
Limite de escoamento 0,2% N/mm2
Alongamento em 50,8 mm percentual
Dureza Rockwel l
Dobrament o livre
Limite de resistnci a fadiga N/mm2
e = 0,76 mm
Angulo* Fator(1)
201
recozido duro duro duroduro
665,0875,0*1050,0*1225,0*1295,0*
315,0525,0*770,0*945,0*980,0*
4020*9*3*3*
4020*10*5*4*
4020*10*7*5*
B 90C 25C 32C 37C 41
180 1180 2180 8 90 2,5 90 3,5
-----
202
recozido duro
630,0875,0*
315,0525,0*
4012*
--
--
B 90C 25
180* 1180* 2
--
301
recozido duro duro duroduro
770,0875,0*1025,0*1225,0*1295,0*
280,0525,0*770,0*945,0*980,0*
60*25*18*12*9*
-----
-----
B 85C 25C 32C 37C 41
- -180* 1180* 2180* 3180* 4
245,0---560,0
302
recozido duro
630,0875,0*
280,0525,0*
5012*
--
--
B 85C 25
180 -180 -
--
302B
recozido
665,0
280,0
55
-
B 85
180 -
-
304
recozido
588,0
294,0
55
-
B 80
180 -
245,0
304L
recozido
567,0
273,0
55
-
B 79
180 -
-
305
recozido
595,0
266,0
50
-
B 80
180 -
-
309
recozido
630,0
315,0
45
-
B 85
- -
-
310
recozido
665,0
315,0
45
-
B 85
180 -
-
314
recozido
700,0
350,0
40
-
B 85
180 -
-
316
recozido
588,0
294,0
50
-
B 79
180 -
273,0
316L
recozido
567,0
294,0
50
-
B 79
180 -
317
recozido
630,0
280,0
45
-
B 85
180 -
321
recozido
630,0
245,0
45
-
B 80
180 -
347
recozido
665,0
280,0
45
-
B 85
180 -
* Valor mnimoNotas:l ) Fator o nmero pelo qual se deve
multiplicar a espessura nominal da chapa para se obter o dimetro do
cutelo a ser empregado no ensaio do dobramento (Exemplo: se o fator
igual a 3, o dimetro do cutelo dever ser igual a 3 vezes a
espessura da chapa a ser ensaiada).2) Os valores das propriedades
mecnicas apresentadas sem asteriscos (*) na Tabela acima so
mdios.3) As propriedades podem variar consideravelmente em funo da
composio qumica, dimenso, estado do ao ensaiado e mtodos de
tratamentos trmicos ou mecnicos.4) As propriedades mecnicas dos
produtos planos variam em funo da relao entre a direo testada e a
direo de laminao. Por exemplo: ductilidade ( maior quando o eixo de
dobramento for transversal direo da Laminao).Martensticos
Tipo de Ao ABNT
Estado
Resistnci a trao N/mm2
Limite de escoamen to 0,2% N/mm2
Alongamento em 50,8 mm percentual
Dureza Rockwell
Dobramento livre
Limite de resistncia fadiga N/mm2
e = 0,76 mm
Angulo* Fator(1)
403
recozido
490,0
315,0
25
-
-
B 80
180 -
-
405
recozido
455,0
280,0
25
-
-
B 75
- -
-
410
recozido
490,0
315,0
25
-
-
B 80
180 -
-
420
recozido
665,0
350,0
20
-
-
B 92
- -
-
440A
recozido
700,0
420,0
20
-
-
B 95
- -
-
Notas:l ) Fator o nmero pelo qual se deve multiplicar a
espessura nominal da chapa para se obter o dimetro do cutelo a ser
empregado no ensaio do dobramento (Exemplo: se o fator igual a 3, o
dimetro do cutelo dever ser igual a 3 vezes a espessura da chapa a
ser ensaiada).2) Os valores das propriedades mecnicas apresentadas
sem asteriscos (*) na Tabela acima so mdios.3) As propriedades
podem variar consideravelmente em funo da composio qumica, dimenso,
estado do ao ensaiado e mtodos de tratamentos trmicos ou
mecnicos.4) As propriedades mecnicas dos produtos planos variam em
funo da relao entre a direo testada e a direo de laminao. Por
exemplo: ductilidade ( maior quando o eixo de dobramento for
transversal direo da Laminao).
Ferrticos
Tipo de Ao ABNT
Estado
Resistnci a trao N/mm2
Limite de escoamen to 0,2% N/mm2
Alongamento em 50,8 mm percentual
Dureza Rockwell
Dobramento livre
Limite de resistncia fadiga N/mm2
e = 0,76 mm
Angulo* Fator(1)
430
recozido
525,0
350,0
25
-
-
B 85
180 -
-
446
recozido
560,0
350,
20
-
-
B 83
- -
-
502
recozido
490,0
-
30
-
-
B 75
180 -
-
Notas:l ) Fator o nmero pelo qual se deve multiplicar a
espessura nominal da chapa para se obter o dimetro do cutelo a ser
empregado no ensaio do dobramento (Exemplo: se o fator igual a 3, o
dimetro do cutelo dever ser igual a 3 vezes a espessura da chapa a
ser ensaiada).2) Os valores das propriedades mecnicas apresentadas
sem asteriscos (*) na Tabela acima so mdios.3) As propriedades
podem variar consideravelmente em funo da composio qumica, dimenso,
estado do ao ensaiado e mtodos de tratamentos trmicos ou
mecnicos.4) As propriedades mecnicas dos produtos planos variam em
funo da relao entre a direo testada e a direo de laminao. Por
exemplo: ductilidade ( maior quando o eixo de dobramento for
transversal direo da Laminao).CORROSO EM AOS INOXIDVEIS
Antes de falarmos sobre a resistncia a corroso dos aos
inoxidveis, vamos antes explicar sucintamente o que e corroso e os
seus principais tipos.Corroso geralmente entendida como uma
destruio parcial ou total de um metal ou liga metlica, por via
qumica ou eletroqumica.Conforme a extenso, a forma e as
circunstncias do ataque, costuma-sedividir a corroso nos seguintes
tipos principais:CORROSO GERAL- a corroso que se desenvolve,
uniformemente em toda a superfcie da pea atacada.
CORROSO INTERCRISTALINA(ou intergranular) - Ocorre nos contornos
dos gros dos metais e freqentemente propaga-se pelo interior da
pea, deixando poucos sinais visveis na superfcie. Esta forma de
desenvolvimento representa um grande perigo, pois, a corroso pode
progredir consideravelmente sem ser notada.A causa da corroso
intercristalina nos aos inoxidveis a precipitao de carbonetos de
cromo nos contornos de gro, resultante da permanncia mais ou menos
prolongada do ao na faixa de temperaturas entre 400 e 9000 C.Para
evitar ou ao menos reduzir a ocorrncia deste tipo de ataque (os
austenticos so os mais sensveis a este tipo de corroso)
podemos:Quando vivel, realizar um recozimento destinado a promover
uma completa redissoluo dos carbonetos precipitados.Usar aos
estabilizados, isto aos com adio de elementos de liga corno o
titnio, tntalo ou nibio, que possuem maior afinidade pelo carbono
do que o cromo.Usar aos com teor de carbono extremamente baixos (da
ordem de 0,02 a 0,03%).
CORROSO SOB TENSOOcorre quando o metal se encontra sob a ao
simultnea de um meio corrosivo e de uma tenso mecnica, produzida
por exemplo, por uma deformao a frio.Para reduzir os efeitos da
corroso, recomenda-se remover a tenso por meio de um recozimento a
temperatura adequada.
CORROSO GALVNICAocorre quando dois metais de potenciais
eletroqumicos diferentes se encontram imersos em um mesmo eletrlito
e mantm contato galvnico entre si.O mesmo processo pode realizar-se
no caso de metais de igual potencial imersos em eletrlitos
diferentes ou no caso de metais diferentes em eletrltos
diferentes.Diversos processos so utilizados para eliminar ou
reduzir a corroso galvnica.Como regra geral, deve-se evitar, dentro
das possibilidades do projeto e da operao, o contato galvnico entre
metais que apresentem grande diferena de potencial
eletroqumico.Isso obtm-se pelo uso de materiais isolantes como
borracha, pela aplicao de camadas protetoras (com tintas, plsticos,
etc.) e em alguns casos por um rearranjo do projeto, etc.,Outro
sistema de medidas consiste na remoo do eletrlito, sobretudo quando
de natureza incidental (gua de chuva ou de condensao, acmulos de
agentes corrosivos, etc.)Em algumas aplicaes necessrio o uso de
proteo catdica; este processo complexo e requer a assistncia de
especialistas.CORROSO ALVELARTambm conhecida como corroso
localizada (pitting em ingls) consiste num ataque localizado de uma
pea por um agente corrosivo. Este tipo de corroso caracteriza-se
por umapenetrao do ataque em pontos isolados, que pode
eventualmente provocar a perfurao da pea enquanto as regies
circunvizinhas permanecem praticamente intactas. Um dos casos mais
freqentes de corroso alveolar ocorre em peas metlicas imersas em
gua do mar.As causas da corroso alveolar so muito diversas e esto
geralmente ligadas ao estado de superfcie da pea, a aerao, a
composio do eletrlito, etc.A adio de molibdnio aos aos inoxidveis
austenticos aumenta consideravelmente a resistncia desses aps a
corroso alveolar.Em muitas aplicaes praticamente inevitvel a
ocorrncia desse tipo de corroso, para minorar seus efeitos,
recomenda-se ter a pea em bom estado de limpeza, com a superfcie
polida e livre de corpos estranhos aderentes, etc.A corroso
alveolar muitas vezes associada a corroso galvnica e nesses casos
torna-se necessrio combater simultaneamente as duas formas de
ataque.
CORROSO EM FRESTASEste tipo de corroso ocorre em frestas,
recessos, cavidades e outros espaos confinados onde se acumulam
agente corrosivo.Atribui-se geralmente a corroso em frestas a uma
deficincia de aerao, que no permite a presena de oxignio suficiente
para formar e manter a camada passivadora de xido de cromo.A proteo
contra corroso em frestas consiste principalmente em evitar dentro
do possvel a criao de es paos confinados, por meio de projeto e
construo adequados.
CORROSO EM TEMPERATURAS ELEVADAS- A resistncia dos aos
inoxidveis a corroso Em temperaturas elevadas condicionada por uma
srie de fatores, como o meio circundante, o processo de fabricao da
pea ou equipamento, o ciclo de operao, etc. A seguir apresentaremos
em linhas gerais a ao de alguns agentes agressivos sobre os aos
inoxidveis em altas temperaturas.AR E GASES OXIDANTES EM GERALO
ataque por gases oxidantes provavelmente a causa mais freqente de
corroso dos aos inoxidveis em temperaturas elevadas. O ataque
provoca a partir de certa temperatura a formao de uma espessa
crosta de oxido. Essa temperatura fortemente afetada pela composio
de gases presentes.As temperaturas de oxidao, em servio contnuo e
em servio intermitente, mencionadas em catlogos de aos inoxidveis,
so normalmente determinadas em ar atmosfrico praticamente puro,
sobretudo isento de gases sulfurados e devem ser considerados como
indicaes orientativas. muito importante levar este fato em
considerao na fase de seleo dos aos, pois a presena de
contaminantes produz um abaixamento considervel da temperatura de
oxidao.GASES REDUTORES EM GERALA presena de gases redutores em
temperaturas elevadas afetam os aos inoxidveis por diversos modos e
assim cada caso deve ser estudado separadamente.GASES
SULFURADOSOXIDANTES - Estes gases so geralmente menos nocivos que
os redutores. Entretanto, sua presena produz um abaixamento de 100
a 200 C, ou eventualmente mais, na temperatura de oxidao dos aos
inoxidveis isentos de nquel ou com baixo teor desse
elemento.REDUTORES- Estes gases, so altamente corrosivos, sobretudo
para os aos que contm nquel.Por este motivo os aos inoxidveis
austenticos no so recomendados para aplicaes que envolvem a presena
de gases sulfurados redutores.RESISTNCIA CORROSO DOS AOS
INOXIDVEIS
A resistncia a corroso dos aos inoxidveis depende basicamente,
da composio qumica e da microestrutura, e de um modo geral pode-se
afirmar que os aos inoxidveis martensticos so os menos resistentes
e os austenticos os mais resistentes corroso.Assim sendo deve-se
considerar cada tipo separadamente, contudo, antes disso convm
analisar genericamente o fenmeno da passivao e a influncia dos
elementos de liga na resistncia a corroso.A passivao nos aos
inoxidveis obtida pela presena de uma fina pelcula de xido
hidratado de metal na superfcie. A presena da pelcula depende da
natureza do meio ambiente e ela condiciona o comportamento mais ou
menos nobre do ao; quando est presente, o ao inoxidvel se aproxima
do comportamento dos metais nobres, caso contrrio se assemelha a
atividade do ao comum.A destruio da pelcula num determinado ponto
pode conduzir rpida corroso da pea por um dos seguintes tipos de
corroso: por pites, por frestas, intergranular e sob tenso.De um
modo geral, dependendo do tipo de ao inoxidvel e das condies de
meio ambiente a corroso evitada ou ento, se manifesta de forma
rpida e destrutiva.AUSTENTICOSSo considerados com sendo os de mais
resistentes corroso em meios ambientes de atmosfera industrial ou
de meios cidos, mantendo a superfcie brilhante e praticamente
isento de produtos de corroso generalizada.Em condies mais severas
como de temperaturas mais elevadas ou cidos mais fortes, os
elementos de liga devem ser acionados em maiores teores.A adio de
molibdnio em teores acima de 2% eleva a resistncia corroso
localizada; para meios mais agressivos (com teor de cloretos mais
elevado) os teores de nquel e molibdnio so maiores, contudo, muito
importante a manuteno no ao de baixos teores de incluses e de
precipitados durante a sua fase de fabricao.Na corroso
intergranular deve-se considerar a denominada temperatura de
sensibilizao (600 a 870 C) e procurar evit-la. A liga quando
recozida para solubilizao resfriada rapidamente para evitar a
sensibilizao tornando-se mais resistente a esse tipo de corroso.A
reduo do teor de carbono reduz o efeito da sensibilizaco (usar em
vez do 304 ou 316, os 304L ou 3l6L). A adio de nibio ou titnio
produz um ao "estabilizado" aumentando a resistncia a corroso
intergranular.Muitos aos so suscetveis a corroso sob tenso
(particularmente em solues contendo cloretos com pH 2 a 10, e
temperatura acima de 300oC), os aos com nquel acima de 30%, so
praticamente imunes a esta corroso.Os aos residentes a corroso
localizada so normalmente, tambm a corroso por frestas.A corroso
galvnica pode ocorrer dependendo da natureza outro metal em
contato, e da condio passivada ou ativada em que se encontra no
meio lquido; n condio passivada relativamente nobre, caso contrrio
comporta-se como ao comum.FERRTICOSApresentam maior resisncia a
corroso no estado recozido.A resistncia a corroso generalizada
aumenta com o teor de cromo e com o tratamento trmico de
recozimento para solubilizao.A corroso por pites e por frestas se
manifesta menos com a adio de cromo e molibdnio, a composio para
garantir uma boa resistncia no mnimo 23% Cr e 2% Mo.A temperatura
de sensibilizao a corroso intergranular permanece na faixa de 600 a
650oC.Para prevenir esse dano pode-se acionar estabilizadores como
o titnio e o nibio, ou reduzindo os teores de carbono e nitrognio
(um teor abaixo de 0,02% de carbono impede a presena deste tipo de
corroso) ou realizar um recozimento ao redor de 700oC.A resistncia
a corroso sob tenso obtida com um mnimo de. 20% Cr e 1% Mo, em
ambiente de ions de cloro, contudo a dureza do metal em geral
contribui muito para elevar a resistncia.A intensidade de corroso
por formao de par galvnico depende da condio de passividade o ao
ferrtico se apassiva com maior dificuldade do que o
austentico.MARTENSTICOSApresentam teor mximo de cromo de 14%, para
permitir a transformao martenstica, mas de qualquer forma, so
selecionados para condies ambientas no severas e para peas onde a
resistncia mecnica fundamental; alm do relativamente baixo teor de
cromo, esses aos possuem alto carbono que conduz a formao de
precipitados.SELEO DE UM AO INOXIDVEL PARA UM DADO MEIO
CORROSIVO
Para aos inoxidveis, diferente da galvanizao, facilmente
encontram-se tabelas complexas e detalhadas sobre a velocidade de
corroso do inoxidvel para os mais diversos meios, existindo
inclusive pequenos livros destas tabelas.O objetivo da tabela
abaixo apenas de exemplificar a resistncia corroso dstes aos e
fazer uma pr seleo dos mesmos.
ABNT TIPO (TP)
Atmosfera branda e gua fresca
Atmosfera industrial
Atmosfera Marinha
gua Salina
Qumica branda
Qumica oxidante
Qumica redutora
301
X
X
X
X
X
302
X
X
X
X
X
302B
X
X
X
X
X
303
X
X
X
X
304
X
X
X
X
X
304L
X
X
X
X
X
305
X
X
X
X
X
308
X
X
X
X
X
309
X
X
X
X
X
310
X
X
X
X
X
314
X
X
X
X
X
316
X
X
X
X
X
X
X
316L
X
X
X
X
X
X
X
317
X
X
X
X
X
X
X
321
X
X
X
X
X
347
X
X
X
X
X
403
X
X
405
X
X
409
X
X
410
X
X
416
X
420
X
430
X
X
X
X
440A
X
X
440B
X
440C
X
X
X
442
X
X
X
X
446
X
X
X
X
X
obs: o X indica resistnciaUSOS TPICOS DOS AOS INOXIDVEIS
Quatro fatores aumentam cada vez mais a tendncia do uso do ao
inoxidvel. So eles:Aparncia; Resistncia a corroso; Resistncia a
oxidao; Resistncia mecnica.A aparncia brilhante atraente dos aos
inoxidveis, que se mantm ao longo do tempo com simples limpeza,
associada a resistncia mecnica, torna esses materiais adequados aos
usos na construo arquitetnica, na fabricao de mveis e objetos de
uso domestico e a outros semelhantes.A resistncia a corroso dos aos
inoxidveis aos diversos meios qumicos permitem o seu emprego em,
recipientes, tubulaes e componentes de equipamentos de
processamento de produtos alimentares e farmacuticos, de celulose e
papel, de produtos de petrleo e de produtos qumicos em geral.A
resistncia a oxidao, em temperaturas mais elevadas, torna possvel o
seu uso em componentes de fornos, cmaras de combusto, trocadores de
calor e motores trmicos.A resistncia mecnica relativamente elevada,
tanto temperatura ambiente como as baixas temperaturas, faz com que
sejam, usados em componentes de mquinas e equipamentos nos quais se
exige alta confiabilidade de desempenho como, por exemplo, partes
de aeronaves e msseis, vasos de presso, e componentes estruturais
menores como parafusos e hastes.Abaixo temos as principais aplicaes
dos aos inoxidveis:Austenticos 301Fins estruturais; correias
transportadoras; utenslios domsticos; ferragens; diafragmas;
adornos de automveis; equipamentos para transporte; aeronaves;
ferragens para postes; fixadores (grampos, fechos, estojos);
conjuntos estruturais onde alta resistncia exigida; em aeronaves;
automveis, caminhes I e carrocerias, carros ferrovirios.302Gaiola
de animais; guarnies arquitetnicas, exteriores arquitetnicos;
garrafas trmicas e esterelizadores; equipamentos para recozimentos;
pias; lavadores de pratos; utenslios domsticos; equipamentos
hospitalares; tanques de gasolina; equipamentos para fabricao de
sorvetes; congeladores; guarnies para portas; equipamentos para
lacticnios; maquinaria para engarrafamento; tanques de fermentao;
equipamentos para armazenagem e processamento de produtos
alimentcios; dobradias, refinarias de acar; carros ferrovirios.302
BPeas resistentes ao calor; elementos de aquecimento de tubos
radiantes; caixas de recozimento; suportes de tubos; aplicaes onde
exija resistncia oxidao a temperaturas at 926oC e para servio
intermitente envolvendo resfriamento rpido a temperatuars at 870oC
(ex.: partes de fornos, sees de queimadores, abafadores de
recozimento) .303Parafusos; porcas; pregos; eixos; cabos;
fechaduras; componentes de aeronaves; buchas; peas produzidas em
mquinas automticas de parafusos e outros equipamento de mquina
ferramenta.304Utenslios domsticos; fins estruturais; equipamentos
para industria qumica e naval; indstria farmacutica; industria
textil; indstria de papel e celulose; refinaria de petrleo;
permutadores de calor; vlvulas e peas de tubulaes; indstria
frigorifica, instalaes criognicas; depsitos de cerveja; tanques de
fermentao de cerveja ; tanques de estocarem de cerveja;
equipamentos para refino de produtos de milho; equipamentos para
leiteria; cpula para casa de reator de usina atmica; tubos de
vapor; equipamentos e recipientes para usinas nucleares; peas para
depsito de algumas bebidas carbonatadas; condutores descendentes de
guas pluviais; carros ferrovirios; calhas.304 Lrevestimento para
trajas de carvo, tanques de pulverizao de fertilizantes lquidos;
tanques para estoque de massa de tomate; quando se faz necessrio um
teor de carbono menor que o tipo 304 para restringir a precipitao
de carbonetos resultantes da solda, particularmente quando as peas
no podem ser tratadas termicamente aps a solda; carros
ferrovirios.305Peas fabricados por meio de severas deformaes a
frio.308Fornos industriais; vlvulas; vergalhes para a solda; solues
de sulfeto a alta temperatura.309Aplicaes a altas temperaturas;
suportes de tubos; abafadores; caixas de sementao; depsitos de
bebidas; partes de queimadores a leo; refinarias; equipamentos para
fbrica de produtos qumicos; partes de bombas; revestimento de
fornos; componentes de caldeiras; componentes para fornalha de
mquinas a vapor; aquecedores, trocadores de calor; peas para
motores a jato;310Aquecedores de ar; caixas de recozimento; estufa
de secagem; anteparos de caldeira de vapor; caixa de decantao;
equipamentos para fbrica de tinta; suportes para abbada de forno;
fornos de fundio; transportadores e suportes de fornos;
revestimento de fornos; componentes de turbinas a gs; trocadores de
calor; incineradores; componentes de queimadores a leo;
equipamentos de refinaria de petrleo; recuperadores; cilindros para
fornos de rolos transportadores; tubulao de soprador de fuligem;
chapas para fornalha; chamins e comportas de chamins de fornos ;
conjuntos de diafragma dos bocais para motores turbojatos; panelas
de cristalizao de nitratos; equipamentos para usina de
papel.314Caixas de recozimento; caixas de cementao; acessrios para
tratamentos trmicos; tubos de radiao.316Peas que exigem alta
resistncia corroso localizada; equipamentos de industrias qumicas,
farmacutica, textil ,petrleo, papel, celulose, borracha, nylon e
tintas; peas e componentes diversos usados na construo naval;
equipamentos criognicos; equipamentos para processamento de filme
fotogrfico; cubas de fermentao; instrumentos cirrgicos;316 LPeas de
vlvulas; bombas; tanques; evaporadores e agitadores; equipamentos
texteis condensadores; peas expostas atmosfera martima; adornos;
tanques soldados para estocagem de produtos qumicos e orgnicos;
bandejas; revestimento para fornos de calcinao.317equipamentos de
secagem; equipamentos para fbricas de tintas.321Para estruturao
soldadas e peas sujeitas a aquecimento na faixa de precipitao de
carbonetos; anis coletores de aeronaves; revestimentos de
caldeiras; aquecedores de cabines; parede corta-fogo; vasos
pressurizados; sistema de exausto de leo sob alta presso;
revestimento de chamins; componentes de aeronaves; superaquecedor
radiante; foles; equipamentos de refinaria de petrleo; aplicaes
decorativas.347Tubos para superaquecedores radiantes; tubo de
exausto de motor de combusto interna; tubulao de vapor a alta
presso; tubos de caldeiras; tubos de destilao de refinaria de
petrleo; ventilador; revestimento de chamin; para estruturas
soldadas e peas sujeitas, a aquecimento na faixa de precipitaro de
carbonetos; tanques soldados para transporte de produtos qumicos;
anis coletores; juntas de expanso; resistores
trmicos.Martensticos410Vlvulas; bombas; parafusos e fechaduras;
tubo de controle de aquecimento; chapa para molas; cutelaria (
facas, canivetes etc.); mesa de prancha; instrumentos de medida;
peneiras; eixos acionadores; maquinaria de minerao; ferramentas
manuais; chaves; para aplicaes que exigem boa resistncia oxidao
elevada temperatura tais como as partes de fornos, queimadores
etc.; equipamentos rodovirios; sedes de vlvulas de segurana para
locomotivas; plaquetas tipogrficas; apetrechos de pesca; peas de
calibradores; fixadores.416Parafusos usinados; porcas; engrenagens;
tubos; eixos; fechaduras;420Cutelaria; instrumentos hospitalares,
cirrgicos e dentrios; rguas; medidores; engrenagens; eixos; pinos;
rolamentos de esferas; bolas de milho; disco de freio.440 A B
CEixos; pinos; instrumentos cirrgicos e dentrios; cutelaria;
anis.442Componentes de fornos; cmara de combusto.446Caixas de
recozimento; chapas grossas para abafadores; queimadores;
aquecedores; tubos para pirmetros; recuperadores; vlvulas e
conexes; aplicaes a altas temperaturas quando necessria resistncia
a oxidao.Ferrticos403Lminas de turbina sujeitas corroso e desgaste
por abrasivo e corroso mida; anis de jatos; sees altamente
tensionadas em turbina gs.405Caixas de recozimento409Sistemas de
exausto de veculos automotores; tanques de combustvel; banco de
capacitares.430Adornos de automveis; calhas; mquinas de lavar
roupa; revestimento da cmara de combusto para motores diesel;
equipamentos para fabricao de cido ntrico; fixadores; aquecedores;
portas para cofres; moedas; pias e cubas; baixelas; utenslios
domsticos; revestimentos de elevadores.
NORMAS MAIS COMUNS DE TUBOS DE AO INOXIDVEL AUSTENTICOS
As normas utilizadas de tubos de ao inoxidvel so:ASTM A-249Tubos
de ao inoxidvel austentico soldados para aplicao em caldeiras,
superaquecedores, trocadores de calor e condensadoresASTM
A-269Tubos de ao inoxidvel austentico soldados para servios
geraisASTM A-270Tubos de ao inoxidvel austentico soldados para
aplicao em industrias alimentcias e de bebidas, nas quais, alm da
resistncia corroso sejam minimizadas as possibilidades de
contaminao e deteriorao dos produtos e haja facilidade de
limpeza.ASTM A-312Tubos de ao inoxidvel austentico soldados para
conduo