Aço 10Ni14 (DIN 17174) – Têmpera e Revenimento: Propriedades Mecânicas Aprimoradas
Visão Geral do 10Ni14 (DIN 17174)
O 10Ni14 (número de material 1.6368) é um aço de níquel de baixa liga (≈3,5% Ni) para serviço em baixa temperatura, conforme DIN 17174 (substituída por EN 10222-3 / EN 10216-4). A designação indica: 10 = ~0,10% C, Ni14 = ~3,5% Ni (expresso como 14×0,25%).
Este aço é fornecido na condição QT (Quenched & Tempered - Têmpera e Revenimento), proporcionando excelente combinação de resistência mecânica e tenacidade a temperaturas criogênicas até -100°C (e até -196°C com controles adicionais).
Composição Química (% em peso)
| Elemento |
Teor |
| Carbono (C) | 0,15% |
| Manganês (Mn) | 0,30 - 0,80% |
| Níquel (Ni) | 3,25 - 3,75% |
| Fósforo (P) | ≤ 0,03% |
| Silício (Si) | 0,35% |
| Enxofre (S) | ≤ 0,02% |
| Vanádio (V) | 0,05% |
Tratamento Térmico QT
- Têmpera (Austenitização): 880-920°C, resfriamento em água ou óleo
- Revenimento: 580-650°C, resfriamento ao ar
- Resultado: Microestrutura de martensita revenida fina e homogênea
Propriedades Mecânicas a 20°C
| Propriedade |
Valor |
Direção |
| Resistência à Tração (Rm) | 470 - 640 MPa | Longitudinal / Transversal |
| Limite de Escoamento (Rp0,2 / ReH) | 335 - 345 MPa | Longitudinal / Transversal |
| Alongamento (A) | 20% | Longitudinal |
| Alongamento Transversal | 18% | Transversal |
| Densidade | 7,85 g/cm³ | 20°C |
| Coeficiente de Poisson | 0,29 | 23°C, típico aço Ni |
| Módulo de Cisalhamento | 76 GPa | 23°C, típico aço Ni |
Módulo de Elasticidade vs. Temperatura
| Temperatura (°C) |
Módulo E (GPa) |
| -100 | 214 |
| 20 | 207 |
| 100 | 202 |
| 200 | 196 |
| 300 | 189 |
| 400 | 181 |
Propriedades Térmicas
| Propriedade |
-100°C |
20°C |
100°C |
200°C |
300°C |
400°C |
| Coef. Expansão Térmica (10⁻⁶ 1/K) | 10,2 | 11,3 | 11,8 | 12,3 | 12,7 | 13,1 |
| Calor Específico (J/kg·K) | 441 | 464 | 479 | 496 | 513 | 532 |
| Condutividade Térmica (W/m·K) | 28,9 | 35,8 | 38,1 | 38,9 | 38,0 | 36,8 |
| Difusividade Térmica (mm²/s) | - | 9,8 | 9,9 | 9,5 | 8,7 | 7,8 |
Resistividade Elétrica vs. Temperatura
| Temperatura (°C) |
Resistividade (Ω·m) |
| -100 | 2,00 × 10⁻⁷ |
| 20 | 2,65 × 10⁻⁷ |
| 100 | 3,14 × 10⁻⁷ |
| 200 | 3,79 × 10⁻⁷ |
| 300 | 4,61 × 10⁻⁷ |
| 400 | 5,51 × 10⁻⁷ |
Ponto de Fusão
1316 - 1595 °C (típico para aços de níquel)
Aplicações Principais
- Vasos de pressão criogênicos para GNL (-162°C), GN (-196°C), etileno (-104°C)
- Tubulações de processo em plantas petroquímicas de baixa temperatura
- Equipamentos de separação de ar (produção de O₂, N₂, Ar líquidos)
- Indústria aeroespacial: Componentes estruturais criogênicos
- Transporte de gases liquefeitos: Navios tanque, contêineres ISO
Normas e Equivalências
| Norma |
Designação |
Observação |
| DIN 17174 | 10Ni14 (1.6368) | Norma original (retirada) |
| EN 10222-3 | 10Ni14 (1.6368) | Forjados para baixa temperatura |
| EN 10216-4 | 10Ni14 (1.6368) | Tubos sem costura |
| ASTM A350 | LF3 / LF9 | Similar, mas não idêntico |
| ASME SA-350 | LF3 | Para forjados |
| UNS | K31718 | Designação unificada |
Vantagens do 10Ni14 QT
- Tenacidade ao impacto (Charpy V) > 27 J a -100°C (tipicamente 60-100 J)
- Boa soldabilidade (pré-aquecimento 100-150°C, interpasso ≤ 250°C)
- Resistência mecânica adequada para projeto por tensão admissível
- Disponível em forjados, tubos, chapas e barras
- Custo inferior a aços inoxidáveis austeníticos para serviço criogênico
