Guia de material de aço inoxidável:como usar aço inoxidável na prototipagem rápida

O aço inoxidável é um material amplamente utilizado em muitas indústrias devido à sua versatilidade. É uma parte importante da prototipagem rápida devido a propriedades como resistência à tração, propriedades anticorrosivas e antiferrugem. O uso de aço inoxidável vem com a compreensão de suas muitas propriedades. Portanto, existe a necessidade de um guia de seleção de material de aço inoxidável que discuta os tipos de aço inoxidável, graus de aço inoxidável e propriedades e usos.

Em uma tentativa de simplificar, este artigo funcionará como um guia de seleção de material de aço inoxidável. Ele discutirá extensivamente os graus de aço inoxidável, as propriedades do material de aço inoxidável e vários tipos de aço inoxidável que você pode usar em seus projetos. Ele também irá sugerir como selecionar as classes de aço inoxidável corretas para uso em prototipagem rápida. Leia!!!

O que é aço inoxidável?

O aço inoxidável é uma liga ferrosa com reconhecidas propriedades mecânicas e características como propriedades anticorrosivas e antiferrugem. Possui constituintes primários de ferro, carbono e cromo responsáveis ​​pelas propriedades acima. Este último é responsável por sua propriedade anti-oxidante, que é evidente em seus atributos anticorrosivos e antiferrugem.

Propriedades do material de aço inoxidável

Os elementos que compõem o material de aço inoxidável contribuem significativamente para suas muitas propriedades mecânicas e químicas. Consequentemente, é um material importante em processos de prototipagem rápida, como fabricação de chapas metálicas, usinagem CNC, etc. As propriedades do material de aço inoxidável listadas abaixo dependem das classes de aço inoxidável que você deseja usar. No entanto, abaixo estão as propriedades gerais do material de aço inoxidável comuns a qualquer grau que você provavelmente usará.

• Propriedade anticorrosiva

Devido à presença de cromo, o aço inoxidável possui um alto nível de propriedades anticorrosivas. Esta é uma das propriedades mais importantes do material de aço que torna o aço inoxidável amplamente aplicável em muitos processos de prototipagem rápida. Além disso, devido à combinação dos elementos, pode suportar condições atmosféricas e químicas adversas.

• Alta resistência à tração

Outra das propriedades importantes do material de aço inoxidável é sua alta resistência à tração. Consequentemente, o aço inoxidável é altamente aplicável na fabricação de produtos que podem suportar estresse e carregar mais peso.

• Dureza e resistência

Sob condições extremas, o aço inoxidável pode suportar e resistir ao atrito e à fricção. O aço inoxidável também pode absorver energia sem sofrer rachaduras ou quebras sob estresse.

• Ductilidade

O aço inoxidável pode suportar a tensão envolvida em um processo de fabricação sem perder sua forma devido às suas altas propriedades dúcteis.

Cortar ou dimensionar aço inoxidável sem usar máquinas de alta tecnologia pode ser um problema porque o aço inoxidável é duro e dissipa o calor rapidamente. Isso levará a peças arruinadas e desperdícios caros quando um retrabalho for necessário.

Prós e contras de aço inoxidável

Com suas muitas propriedades, o aço inoxidável tem muitos usos benéficos em várias indústrias. Abaixo estão algumas vantagens de usar material de aço inoxidável em seu próximo projeto.

· Anticorrosão

O cromo é a liga subjacente responsável pela resistência à corrosão do aço inoxidável. Portanto, o aço inoxidável é aplicável na fabricação de produtos usados ​​em diferentes condições atmosféricas, cloro, ambientes alcalinos e ácidos para resistir à corrosão. Exemplos de graus de aço inoxidável que possuem propriedades anticorrosivas são o grau 416, 316, 440, 2205, etc.

· Resistência à tração

Comparado a outros tipos de metal, o aço inoxidável, como grau 416, 431, etc., permanece superior, pois pode suportar tensões e carregar mais peso mesmo em temperaturas extremas.

· Baixa manutenção

O valor a longo prazo do aço inoxidável supera o custo inicial de compra, pois mantê-lo após a fabricação é muito baixo.

· Resistente ao calor

As classes de aço inoxidável, como a classe 2205, 416, 15-5 PH, etc., podem resistir à incrustação de altas temperaturas; portanto, é mais adequado para fabricações susceptíveis de serem expostas a temperaturas extremas.

No entanto, apesar de possuir uma ampla gama de aplicações devido às suas propriedades, o aço inoxidável também apresenta algumas desvantagens. Abaixo estão algumas desvantagens de usar material de aço inoxidável em seu próximo projeto.

· Custo alto

Uma desvantagem significativa do aço inoxidável é seu alto custo em relação a outros tipos de aço devido aos elementos de liga adicionais, como níquel, cromo e outros que ele contém. Estes elementos são o que lhe confere as suas propriedades anticorrosivas. O processo usado no acabamento e polimento do aço inoxidável também é caro.

· Manchas

Os produtos feitos de aço inoxidável não são à prova de manchas, reduzindo o apelo dos produtos feitos a partir dele.

· Desafio de fabricar

Dependendo das classes de aço inoxidável que você está usando, a fabricação pode ser um grande problema. Portanto, você deve entender os diferentes graus de aço inoxidável antes de escolher o certo.

Diferentes tipos de aço inoxidável

Antes de decidir o tipo de aço a ser usado em seu projeto, você deve conhecer os vários tipos de aço inoxidável disponíveis para uso. O grau de aço inoxidável diferente tem propriedades diferentes. Consequentemente, são escolhas adequadas em diferentes cenários. Abaixo estão os principais tipos de aço inoxidável e as classes de aço inoxidável abaixo deles.

Aço inoxidável ferrítico

O aço inoxidável ferrítico é usado em aplicações de engenharia devido à sua resistência superior. Eles contêm mais ferro e cromo e pequenas quantidades de outras ligas e possuem uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (BCC) semelhante ao ferro puro ou aço carbono.

Esta estrutura impossibilita o endurecimento do aço inoxidável ferrítico por meio de tratamento térmico. O aço inoxidável ferrítico também custa menos e é uma ótima opção em aplicações onde a estética não é prioridade.

Níquel, Manganês, Silício, Fósforo, Enxofre e Titânio são elementos de liga comuns encontrados em diferentes graus de aço ferrítico. A seguir estão os tipos de aço inoxidável comuns na família de aços ferríticos:

· Grau 409

Esta classe de aço inoxidável possui altas propriedades mecânicas e alta resistência à corrosão em temperaturas extremas. É usado para escapamentos de automóveis e fabricações expostas a altas temperaturas.

· Grau 416

Este aço ferrítico é o mais usinável entre os outros listados. Consequentemente, é aplicável na fabricação de componentes usinados a parafuso, porcas, eixos de bombas e motores, válvulas e engrenagens.

· Grau 430

O aço inoxidável ferrítico grau 430 tem uma propriedade de corrosão moderada. Também é resistente ao calor e à oxidação. Consequentemente, é um tipo de aço inoxidável comum na fabricação de produtos usados ​​nas indústrias alimentícias e domésticas.

Aços inoxidáveis ​​austeníticos

Aços inoxidáveis ​​austeníticos, como o aço inoxidável 316, são uma das classes de aço mais populares do mercado. Eles têm uma estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC) e um alto teor de cromo e níquel. Portanto, são excepcionalmente propriedades anticorrosivas e não magnéticas, especialmente após o recozimento.

O aço inoxidável austenítico também funciona bem em aplicações de baixa temperatura devido ao seu alto teor de níquel e endurece por trabalho a frio. Portanto, são aplicáveis ​​na fabricação de produtos utilizados na indústria alimentícia e de processamento. Abaixo estão três tipos comuns de aço inoxidável austenítico e suas aplicações.

· Grau 316

O grau 316 é composto pelas variantes 316 e 316L. As duas variantes são altamente usináveis. Consequentemente, são aplicáveis ​​nas indústrias alimentícias, indústrias de geração de energia através de produtos feitos por prototipagem rápida.

· Grau 304

Esta classe de aço inoxidável é a classe mais comum de aço inoxidável. Contém cromo e níquel como materiais não ferrosos. Consequentemente, é usado na fabricação de produtos usados ​​em ambientes de água salgada. É usado na fabricação de produtos usados ​​em indústrias alimentícias – por exemplo, fixadores, tubos e geladeiras.

· Grau 310

Esta classe de aço inoxidável tem uma alta resistência a altas temperaturas. Consequentemente, eles são empregados como criogênicos em câmaras de combustão devido à sua alta resistência ao calor e à incrustação. Eles também têm outros aplicativos baseados nesse recurso.

Aço inoxidável martensítico

O aço inoxidável martensítico contém alto teor de carbono (0,1-0,12%), cromo em torno de 10,5-18% e propriedades magnéticas. Esta classe de aço inoxidável sofre endurecimento por meio de tratamento térmico devido ao seu alto teor de carbono.

Portanto, são aplicáveis ​​em cenários que exigem resistência do aço inoxidável, antirresistência e usinabilidade. Existem muitos tipos de aços inoxidáveis ​​martensíticos. Abaixo estão os comuns na prototipagem rápida.

· Grau 431

Dos graus de aço inoxidável martensítico discutidos aqui, o grau 431 é o mais anticorrosivo. Quando submetido a tratamento térmico, como têmpera, torna-se endurecido e muito anticorrosivo. Consequentemente, na fabricação de produtos usados ​​em água doce

· Grau 440

O aço grau 440 tem três variantes (440a, 440b e 440c). São aços duros de alto carbono com alta resistência à tração e resistência ao desgaste após tratamento térmico. Eles também são resistentes a ácidos, álcalis e água doce. Consequentemente, são aplicáveis ​​em situações que envolvem tais situações.

· Grau 416

O aço inoxidável grau 416 é um dos graus de aço inoxidável mais usináveis ​​no artigo (cerca de 85% de usinabilidade). Consequentemente, é um material importante para a fabricação de parafusos, porcas, parafusos, engrenagens, válvulas e eixos de motores.

Aços inoxidáveis ​​duplex

Os aços inoxidáveis ​​duplex são novos aços inoxidáveis ​​com uma estrutura feita principalmente de uma combinação igual de elementos de ferrita e austenita ou uma divisão 60/40. Esta combinação proporciona excelente resistência e alta resistência à corrosão, especialmente ao cloreto. Eles também têm qualidades anti-stress devido aos altos níveis de cromo e molibdênio e um baixo teor de níquel, o que os torna duas vezes mais fortes que outros tipos de aço. Eles são econômicos e frequentemente usados ​​em aplicações offshore, de construção e de construção. A seguir estão dois tipos de classes de aços Duplex:

• Grau 2304

O aço inoxidável grau 2304 é popular por sua resistência à corrosão e propriedades de alta resistência. Eles não têm molibdênio e são uma alternativa melhor ao aço inoxidável 316. Eles são um material comum aplicável na fabricação de produtos usados ​​nas indústrias de alimentos e bebidas.

• Grau 2205 :

O aço inoxidável grau 2205 combina as propriedades dos graus de aço inoxidável ferrítico e austenítico. Possui alto teor de molibdênio e cromo, o que mostra suas propriedades de resistência à corrosão.

Aço inoxidável endurecido por precipitação

O aço inoxidável endurecido por precipitação é martensítico ou austenítico. Eles também são tratáveis ​​termicamente, fáceis de fabricar, magnéticos e muito fortes. Os graus são identificáveis ​​pela composição percentual de níquel e cromo. Abaixo estão listados os tipos comuns de aços inoxidáveis ​​endurecidos por precipitação.

· 17-4PH (17% cromo, 4% níquel)

Este tipo de aço inoxidável contém 17% de cromo e 4% de níquel. Possui ampla aplicação na indústria alimentícia devido às suas propriedades anticorrosivas. Também é aplicável em configurações maiores, como fazer pás em turbinas de avião ou outras peças mecânicas.

· 15-5 PH (15% cromo, 5% níquel)

Este tipo de aço inoxidável contém 15% de cromo e 5% de níquel e apresenta propriedades de aço inoxidável que abrangem os dois materiais. É amplamente aplicável na fabricação de peças de aviões, válvulas, engrenagens, eixos, petróleo e peças de reatores nucleares.

Como escolher as classes certas de aço inoxidável

O aço inoxidável tem vários graus. Consequentemente, tem várias opções de aplicação. No entanto, escolher o grau adequado de aço inoxidável para seu projeto específico pode ser um desafio. Portanto, esta seção funcionará como um guia de seleção de material de aço inoxidável para destacar os vários fatores que ajudarão a escolher os tipos de aço inoxidável.

· Considere o processo de soldagem

Para qualquer processo que exija materiais de aço inoxidável com boa capacidade de soldagem, as classes de aço inoxidável austenítico são uma boa escolha. Isto é devido ao seu baixo teor de carbono.

Aços ferríticos como 409 e 430 são igualmente adequados para soldagem. No entanto, o aço martensítico é uma escolha inferior para soldagem porque é fraco, frágil e tende a rachar.

· Considere a Formabilidade

Para processos que requerem aço inoxidável com boa conformabilidade, classes austeníticas como 316, 304 e ferríticas como 430, 409 são boas escolhas. O martensítico tem baixa conformabilidade porque é fraco e quebradiço.

· Resistência à corrosão

Entre outros aços inoxidáveis, o aço inoxidável austenítico possui alta resistência à corrosão, pois contém cromo e molibdênio em grandes quantidades. É adequado para uso externo de aço inoxidável exposto ao clima e outros elementos. Ferrítico e martensítico são opções mais baratas em comparação ao austenítico em anticorrosivo.

· Tratamento Térmico

O tratamento térmico é um fator essencial ao tentar selecionar uma boa nota para um projeto específico. 17-4 PH, martensítico pode sofrer tratamento térmico. No entanto, austeníticos e ferríticos não podem suportar o calor associado ao tratamento térmico.

· Dê importância às propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço inoxidável são um fator essencial na seleção do aço adequado para uso específico. Antes de escolher, priorize propriedades como resistência, tenacidade, temperatura, ductilidade, maleabilidade.

· Custo-benefício e Disponibilidade

Ao escolher um grau adequado, a qualidade é essencial. Você pode optar por uma classe que tenha boa resistência à corrosão, esteja prontamente disponível, seja de baixo custo e tenha boa qualidade. O austenítico é uma escolha adequada em termos de qualidade, mas é mais caro do que outras variantes, tornando-o pouco disponível.

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Usos comuns e aplicação de aço inoxidável

O aço inoxidável tem uma ampla gama de aplicações em muitas indústrias. Abaixo estão alguns usos de produtos de aço inoxidável feitos de prototipagem rápida.

· Indústria de Alimentos

O aço inoxidável é usado para produzir produtos culinários como pias, talheres, pratos e panelas. É adequado para esta finalidade devido à sua propriedade antiferrugem/corrosiva e aversão ao crescimento microbiano.

· Setor Médico

Outro uso importante do aço inoxidável é na área médica. Aqui é aplicável na fabricação de equipamentos usados ​​em cirurgia. Por exemplo, é usado em implantes cirúrgicos aplicáveis ​​na substituição de um osso quebrado e também em equipamentos de implante.

· Setor Aeroespacial e Automotivo

O aço inoxidável é um material importante usado na fabricação de peças de aeronaves e veículos. Quando fabricado adequadamente com precisão, o aço inoxidável é facilmente aplicável em tais cenários.

· Outros

O aço inoxidável também é aplicável em outros cenários, como na fabricação de panelas, iluminação e outros produtos. Isso mostra ainda mais a versatilidade dos materiais e quão importante é na prototipagem rápida.

Perguntas frequentes

Por que o aço inoxidável não enferruja?
As propriedades do material do aço inoxidável são responsáveis ​​por suas propriedades antiferrugem. Elementos como o cromo podem inibir a capacidade do aço inoxidável de interagir com o meio ambiente.
Qual ​​é o grau mais alto de aço inoxidável?
Depende da sua necessidade e onde você quer aplicá-lo. O aço inoxidável grau 316 é conhecido por suas propriedades de alta resistência à corrosão, por isso é a melhor escolha para aplicações expostas a cloro, produtos químicos e condições ambientais.
Quanto tempo dura o aço inoxidável?
A vida útil do aço inoxidável é relativa porque depende de alguns fatores, como como e onde é usado e o elemento que o compõe. O aço inoxidável pode durar de 20 anos a mais de mil anos.

Conclusão

Os materiais de aço inoxidável desempenham um papel essencial na indústria manufatureira. O tipo de aço inoxidável usado depende de vários fatores, como as propriedades do material do aço inoxidável e os tipos de aço inoxidável. Para entender isso completamente, este artigo funciona como um guia de seleção de material de aço inoxidável. Ele destaca os diferentes tipos de aço inoxidável, seus graus e suas propriedades. Ele também apresenta um guia sobre como escolher o tipo de aço certo para você.