Aço 11MnNi5-3 (DIN 17174) – Normalizado / Normalizado-Conformado: Especificação Completa

Visão Geral do 11MnNi5-3 (DIN 17174)

O 11MnNi5-3 (número de material 1.6212) é um aço de baixa liga Mn-Ni para serviço em baixa temperatura, conforme DIN 17174 (atual: EN 10222-3 para forjados, EN 10216-4 para tubos). A designação: 11 = ~0,11% C, Mn = ~1,0% Mn, Ni5-3 = 0,3-0,8% Ni + 0,05% Nb.

Fornecido nas condições N (Normalizado) ou NF (Normalizado-Conformado / Normalized-Formed), oferece excelente tenacidade a baixas temperaturas com custo inferior aos aços QT.

Composição Química (% em peso)

Elemento	Teor	Função
Carbono (C)	0,14%	Baixo C para tenacidade/soldabilidade
Manganês (Mn)	0,70 - 1,50%	Fortalecimento, têmpera, desoxidante
Níquel (Ni)	0,30 - 0,80%	Tenacidade baixa temperatura
Nióbio (Nb)	0,05%	Refino de grão, anti-sensibilização
Alumínio (Al)	0,02%	Desoxidante, refino de grão
Fósforo (P)	≤ 0,03%	Impureza controlada
Silício (Si)	0,50%	Desoxidante
Enxofre (S)	≤ 0,025%	Impureza controlada
Vanádio (V)	0,05%	Refino de grão, precipitados

Condições de Fornecimento: N vs. NF

Condição	Processo	Vantagens	Aplicação
N (Normalizado)	Austenitização ~900-950°C + resfriamento ar	Estrutura homogênea, boas propriedades isotrópicas	Forjados, chapas grossas
NF (Normalizado-Conformado)	Normalização + conformação a quente controlada	Grão mais fino, maior tenacidade, melhor relação Rm/Re	Tubos, perfis, chapas finas

Propriedades Mecânicas a 20°C

Propriedade	Valor	Direção
Resistência à Tração (Rm)	410 - 530 MPa	Longitudinal / Transversal
Limite de Escoamento (ReH/Rp0,2)	265 - 285 MPa	Longitudinal / Transversal
Alongamento (A)	24%	Longitudinal
Alongamento Transversal	22%	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

Temp. (°C)	E (GPa)
-100	217
20	212
100	207
200	199
300	192
400	184
500	175
600	164

Propriedades Térmicas Detalhadas

Temp. (°C)	α (10⁻⁶ 1/K)	Cp (J/kg·K)	λ (W/m·K)	a (mm²/s)
-100	10,5	423	-	-
20	11,5	461	42,5	11,7
100	12,1	479	43,5	11,2
200	12,7	499	42,8	10,3
300	13,2	517	40,9	9,3
400	13,6	536	39,0	8,3
500	14,0	558	36,4	7,0
600	14,4	587	34,1	5,7

Resistividade Elétrica vs. Temperatura

Temp. (°C)	ρ (Ω·m)
20	2,45 × 10⁻⁷
100	2,94 × 10⁻⁷
200	3,69 × 10⁻⁷
300	4,59 × 10⁻⁷
400	5,58 × 10⁻⁷
500	6,79 × 10⁻⁷
600	8,13 × 10⁻⁷

Ponto de Fusão

1316 - 1595 °C (típico para aços de níquel)

Aplicações Principais

• Vasos de pressão para serviço até -60°C (N) ou -80°C (NF)
• Tubulações de processo em plantas petroquímicas/refinarias
• Estruturas offshore em águas frias (Mar do Norte, etc.)
• Pontes e estruturas em climas árticos/sub-árticos
• Equipamentos de GNL (componentes não-críticos, temperatura > -80°C)

Soldabilidade

• Excelente soldabilidade devido ao baixo carbono (C ≤ 0,14%) e baixo equivalente de carbono (CEV ≈ 0,35-0,40)
• Pré-aquecimento: Geralmente não requerido para espessuras < 25mm; 50-100°C para espessuras maiores
• Metal de adição: E7018 / ER70S-6 / E8018-G (baixo H₂)
• Tratamento pós-soldagem: Alívio de tensão 550-600°C se requerido por código
• Tenacidade ZAAC: Mantém boa tenacidade na zona afetada pelo calor

Normas e Equivalências

Norma	Designação	Observação
DIN 17174	11MnNi5-3 (1.6212)	Norma original
EN 10222-3	11MnNi5-3 (1.6212)	Forjados baixa temperatura
EN 10216-4	11MnNi5-3 (1.6212)	Tubos sem costura
ASTM A350	LF2 / LF6	Similar, verificar requisitos
API 5L	X52 / X60 (mod.)	Para tubos de linha
UNS	K12037	Designação unificada

Vantagens vs. 10Ni14 (QT)

• Custo menor: Normalização é mais barata que têmpera + revenimento
• Melhor soldabilidade: Menor teor de liga, menor risco de fissuração
• Disponibilidade: Ampla gama de produtos (tubos, chapas, forjados)
• Limitação: Menor resistência mecânica e tenacidade em temperaturas muito baixas (< -80°C)