5 dos principais aços inoxidáveis ​​usináveis ​​para levar seu produto ao próximo nível

Os aços inoxidáveis ​​estão entre as opções de materiais mais populares para a fabricação de metais e são usados ​​em aplicações que vão desde panelas até componentes automotivos e equipamentos de processamento químico. Muitos itens de aço inoxidável são produzidos por meio de usinagem CNC, um método de fabricação versátil que aproveita a precisão de fresadoras, furadeiras, tornos e outras ferramentas de corte guiadas por computador para criar peças precisas e repetíveis de forma eficiente e econômica.

No entanto, o termo “aço inoxidável” na verdade se refere a mais do que apenas um único material. O aço inoxidável é uma categoria de metais, cada um com características diferentes. A seleção do aço inoxidável certo para uma aplicação específica pode melhorar ou prejudicar o desempenho da peça de maneira significativa. Veja o que as equipes de produto precisam saber.

O que são aços inoxidáveis?

O aço inoxidável é uma liga composta principalmente de ferro, carbono e cromo, embora muitos graus incluam uma porcentagem ligeiramente maior de carbono para maior resistência e dureza. A incorporação de outros metais – como níquel para estabilizar a microestrutura cristalina do ferro, ou molibdênio ou titânio para aumentar a resistência ao calor e à corrosão da liga – também é prática comum. Os aços inoxidáveis ​​podem ser relativamente maleáveis ​​e dúcteis, dependendo do tratamento térmico.

A resistência à corrosão e à ferrugem dos aços inoxidáveis ​​decorre do comportamento das ligas quando expostas ao oxigênio. Assim que o metal nu é exposto ao ar livre, o cromo na liga produz uma fina camada de óxido. Esta camada de óxido inibe ainda mais a oxidação do metal, prevenindo a corrosão e a ferrugem causadas por umidade e oxigênio. Essa resistência à corrosão e ferrugem torna muitos aços inoxidáveis ​​adequados para peças que ficarão expostas aos elementos por longos períodos.

Existem cinco categorias principais de aços inoxidáveis:

• Austenítico
• Ferrítico
• Martensítico
• Dúplex
• Precipitação endurecida

Embora os aços inoxidáveis ​​sejam geralmente difíceis de usinar, a usinabilidade de todas essas categorias pode ser melhorada seguindo uma série de práticas recomendadas, incluindo:Usar ferramentas afiadas com geometria de corte adequada e escolher as taxas de avanço e profundidade de corte apropriadas para cada liga específica.

Além disso, a inclusão de elementos como enxofre, cobre, chumbo e outras ligas podem alterar a usinabilidade do material. O enxofre, em particular, reduz a ductilidade dos cavacos, permitindo que eles se soltem com maior facilidade.

1. Aços inoxidáveis ​​austeníticos

Os aços inoxidáveis ​​austeníticos – nomeados pelas microestruturas cristalinas austeníticas do ferro – são a forma mais comum de aço inoxidável. Esses tipos de aço oferecem alta resistência e resistência à corrosão, impressionante capacidade de conformação pós-usinagem, boa soldabilidade e normalmente têm teor de níquel muito maior em comparação com outros tipos de liga. Aços austeníticos são indicados por números na faixa de 300.

Aços grau 304 - comumente conhecidos como aço inoxidável 18/8 padrão - têm um mínimo de 18% de cromo e 8% de níquel e um máximo de 0,07% de carbono. Eles são usados ​​para criar uma ampla gama de componentes domésticos e industriais, incluindo utensílios de cozinha, parafusos e máquinas.

Os aços grau 316 são bastante semelhantes, mas contêm níveis mais altos de níquel e molibdênio, que oferecem maior resistência a ácidos e cloretos. O grau 316 é, portanto, adequado para peças usadas em contextos de processamento marinho e químico. Os metais adicionais aumentam o custo do material, no entanto.

Ambos os aços 304 e 316 estão disponíveis em graus de baixo carbono (304L e 316L), que oferecem risco reduzido de precipitação de carboneto de cromo (um fenômeno que reduz drasticamente a resistência à corrosão ao longo das costuras de solda). Estes são preferidos para ambientes altamente corrosivos.

Os aços inoxidáveis ​​austeníticos podem ser os mais difíceis de usinar, em grande parte porque exibem gomosidade e endurecem rapidamente. Refrigerantes e lubrificantes são especialmente importantes durante a usinagem para evitar a concentração de calor.

2. Aços inoxidáveis ​​ferríticos

Os aços inoxidáveis ​​ferríticos são ligas magnéticas, com alto teor de cromo e baixo carbono, com alta resistência à corrosão sob tensão (um tipo comum de degradação do aço) e à oxidação em altas temperaturas.

Essas classes são frequentemente usadas para componentes automotivos, utensílios de cozinha, equipamentos petroquímicos e outras aplicações que precisarão interagir com materiais potencialmente corrosivos. Os aços inoxidáveis ​​ferríticos também apresentam excelentes propriedades de condutividade térmica, tornando-os ideais para aplicações como trocadores de calor de caldeiras e fornos.

Embora os ferríticos não possuam a mesma força e resistência à corrosão que os aços inoxidáveis ​​austeníticos, seu baixo teor de carbono proporciona ductilidade superior, permitindo que esses tipos sofram modelagem extensiva sem enfraquecer o material. Eles também não são endurecíveis por tratamento térmico. Devido à falta de níquel, os aços inoxidáveis ​​ferríticos costumam ser menos caros do que os austeníticos. Essas notas são designadas por números na faixa de 400.

O grau 434 é um dos aços inoxidáveis ​​ferríticos mais usados. O molibdênio aumenta a resistência à corrosão da liga, resultando em um material que apresenta boas propriedades mecânicas, bem como forte resistência ao calor e à oxidação.

O grau 444, por outro lado, inclui baixos níveis de carbono e nitrogênio, oferecendo resistência superior a pites, corrosão em frestas e rachaduras por corrosão sob tensão de cloretos - tornando-o ideal para aplicações como tanques de água quente e equipamentos de cervejaria ou vinha.

Os ferríticos estão entre os aços inoxidáveis ​​mais fáceis de usinar, embora as ligas com maior teor de cromo – como a classe 446 – muitas vezes apresentem dificuldades de usinagem.

3. Aços inoxidáveis ​​martensíticos

Os aços inoxidáveis ​​martensíticos são estruturalmente semelhantes aos aços ferríticos, mas incluem porcentagens mais altas de carbono (o teor de carbono dos aços ferríticos é normalmente inferior a 0,10%, enquanto os aços martensíticos podem conter até 1% ou mais). Isso cria microestruturas de martensita dentro do material, que conferem a essas ligas resistência superior e resistência ao desgaste após a usinagem em comparação com outros aços inoxidáveis, mas também podem aumentar a fragilidade do material.

Além disso, seu maior teor de carbono permite que os aços martensíticos sejam tratados com calor e envelhecimento para endurecer e fortalecer ainda mais o metal. No entanto, também aumenta a suscetibilidade dos materiais à ferrugem e corrosão. Esta família é, portanto, ideal para aplicações que exigem alta resistência e durabilidade, mas apenas resistência média à corrosão, como componentes de turbinas, talheres de alta qualidade e válvulas e bombas mecânicas.

Os aços inoxidáveis ​​martensíticos também são indicados por um número 400 e, como os ferríticos, são relativamente fáceis de usinar, embora o aumento do teor de carbono reduza a usinabilidade. O grau 440C é notável por fornecer algumas das maiores resistência, dureza e resistência ao desgaste possíveis para ligas de aço inoxidável - mas requer primeiro tratamento térmico para atingir totalmente essas características. Quando na condição recozida, aços 440C no estado que é mais facilmente usinado, embora ferramentas robustas sejam recomendadas.

4. Aços inoxidáveis ​​duplex

Os aços inoxidáveis ​​duplex são ligas extremamente resistentes à corrosão que contêm microestruturas austeníticas e ferríticas. O resultado é um conjunto de aços bastante maleável e soldável com uma mistura de características de ambas as categorias.

As ligas duplex podem fornecer o dobro da resistência dos aços inoxidáveis ​​austeníticos ou ferríticos e demonstram uma resistência à corrosão sob tensão muito maior do que as ligas austeníticas comuns, como os graus 304 e 316, se inferior aos aços ferríticos padrão. No entanto, esta combinação de alta resistência e resistência à corrosão torna as ligas duplex ideais para aplicações subaquáticas onde as peças devem resistir à água salgada corrosiva por longos períodos.

A resistência à corrosão por pites de cloreto e por frestas são determinadas pelo teor de cromo, molibdênio e nitrogênio de uma liga específica, mas os aços duplex contêm menos níquel e molibdênio do que as ligas austeníticas e, portanto, são geralmente mais baratos. Além disso, sua alta resistência também permite que os projetistas reduzam a espessura da seção de alguns componentes, contribuindo ainda mais para a redução de custo e peso total da peça.

Talvez a forma mais comum de aço inoxidável duplex seja o 2205 (nomeado por sua composição de 22% de cromo e 5% de níquel), que é comumente usado em equipamentos de processamento e armazenamento químico e tanques de carga. Os aços duplex tendem a ser mais difíceis de usinar devido à sua alta resistência ao recozimento.

5. Aços inoxidáveis ​​endurecidos por precipitação

Os aços inoxidáveis ​​endurecidos por precipitação combinam os benefícios das ligas austeníticas e martensíticas, tornando-os capazes de alcançar alta resistência e propriedades mecânicas por meio de tratamentos térmicos, mantendo boa resistência à corrosão.

Além de fornecer boa oxidação, esses aços inoxidáveis ​​endurecidos por precipitação têm desempenho comparável ao grau austenítico 304 na maioria das condições. A forma mais comum de aço inoxidável endurecido por precipitação é 17-4 PH, ou grau 630, que recebe o nome de sua composição de 17% de cromo e 4% de níquel.

Embora a usinabilidade do aço inoxidável endurecido por precipitação varie de acordo com a liga específica, uma vantagem significativa desses metais é que eles podem ser facilmente usinados quando em condição de tratamento com solução - o que pode ser seguido por um processo de endurecimento por envelhecimento para melhorar a qualidade do aço. força.

Encontre a liga de aço inoxidável ideal para cada projeto

Os aços inoxidáveis ​​vêm em várias formas diferentes. Se as equipes de produto estiverem procurando por super resistência com resistência média à corrosão, as ligas martensíticas seriam uma boa opção. Da mesma forma, as equipes que exigem um aço que oferece alta resistência, corrosão e corrosão podem encontrar uma liga duplex ideal.

Determinar o material apropriado para um componente específico é uma parte crucial do projeto do produto e dos processos de produção, e cabe às equipes de produto serem minuciosas na verificação das opções de material. Dito isso, encontrar o material certo para atender aos requisitos exclusivos de um projeto pode ser simplificado com a ajuda de um parceiro de fabricação experiente como o Fast Radius.

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