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Aço inoxidável duplex: conheça suas propriedades

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O uso de aços inoxidáveis ​​duplex cresceu globalmente com base em sua resistência à corrosão e uma gama de propriedades que melhoram a vida útil do equipamento.

O nome duplex às vezes é usado para descrever a liga 2205, no entanto duplex é uma família de ligas que vão desde o duplex enxuto e duplex padrão até o aço inoxidável super duplex.

Um pouco da sua história

O aço inoxidável duplex foi desenvolvido pela primeira vez na França e na Suécia na década de 1930, com os primeiros graus se tornando um precursor do AISI 329, mas a falta de controle sobre a química e a falta de produtos e técnicas de soldagem adequados impediram o desenvolvimento do produto.

Versões fundidas eventualmente se tornaram disponíveis e foram posteriormente usadas com sucesso em muitas indústrias onde alguma corrosão, desgaste e resistência eram necessárias.  

Áreas como os componentes da bomba viram uma série de grades duplex desenvolvidas em standard e super duplex. Deve-se notar que nenhum trabalho adicional ou soldagem foi necessário com esses formulários particulares.

Na década de 1970, os fabricantes suecos produziam e comercializavam o que poderia ser descrito como um duplex enxuto denominado 3RE60 com cromo, níquel e nitrogênio mais baixos do que o grau 2205.

O 3RE60 teve sucesso com a tubulação e exibiu excelente resistência na substituição dos tubos 304 e 316 que haviam falhado devido a rachaduras por corrosão sob tensão induzida por cloreto. O uso de 3RE60 em vasos teve menos sucesso devido a problemas como corrosão intergranular (IGC) das primeiras técnicas de soldagem. O problema não era com o tipo, mas com a fabricação, bem como a técnica de fusão para permitir o controle dos elementos de liga para fornecer uma estrutura consistente e fornecer resistência previsível e controle de corrosão.

No final da década de 1970, a classe 2205 chegou ao mercado, inicialmente como tubo, depois em laminados planos e outros produtos. O ponto de diferença em relação às tentativas anteriores foi o controle da técnica de soldagem bem documentado, que levou ao aumento do uso de duplex.

Os graus exibiram maior resistência do que os graus austeníticos padrão, excelente resistência à corrosão sob tensão e resistência aprimorada por pite. O outro fator foi o aumento do preço do níquel, que acrescentou uma vantagem comercial sobre o uso de um produto duplex de níquel mais baixo.

Usos dos aços inoxidáveis duplex

A corrosão sob tensão é uma forma de corrosão que ocorre com uma combinação particular de fatores:

  • Tensão de tração;
  • Ambiente corrosivo; 

Temperaturas suficientemente altas: Normalmente acima de 60 °C, mas podem ocorrer em temperaturas mais baixas (cerca de 30 ° C em ambientes específicos, notavelmente exposições atmosféricas não lavadas acima de piscinas internas cloradas). 

Infelizmente, os aços austeníticos padrão como 304 e 316 são os mais suscetíveis a corrosão sob tensão. Os seguintes materiais são muito menos sujeitos a isso:

  • Aços inoxidáveis ​​ferríticos;
  • Aços inoxidáveis ​​duplex;
  • Aços inoxidáveis ​​austeníticos com alto teor de níquel;

Essa resistência torna os aços inoxidáveis ​​duplex, adequados para muitos processos operando em temperaturas mais altas. Exemplos de uso bem-sucedido do aço inoxidável duplex são tanques de água quente, tanques de cerveja e vasos de dessalinização térmica.

Onde é necessário ter cuidado com os aços inoxidáveis duplex

Os aços inoxidáveis ​​duplex também podem formar várias fases indesejadas, se o aço não receber o processamento correto, principalmente no tratamento térmico. Fases como a fase sigma levam à fragilização, o que significa perda de resistência ao impacto, mas a fase sigma também reduz a resistência à corrosão.

A formação da fase sigma é mais provável de ocorrer quando a taxa de resfriamento durante a fabricação ou soldagem não é rápida o suficiente. Quanto mais ligado for o aço, maior será a probabilidade de formação da fase sigma. 

Portanto, os aços inoxidáveis ​​super duplex são os mais propensos a esse problema. Outra forma de fragilização ocorre acima de 475 °C, e ainda pode se formar em temperaturas tão baixas quanto 300 °C. Isso leva às limitações do projeto na temperatura máxima de serviço para aços inoxidáveis ​​duplex.

Características do aço inoxidável duplex

Em comparação com os aços inoxidáveis ​​austeníticos e ferríticos, o duplex pode dar:

  • Até o dobro da resistência do projeto;
  • Boa resistência à corrosão dependendo do nível requerido;
  • Boa tenacidade até -50 ° C;
  • Excelente resistência à corrosão sob tensão;
  • Soldagem em seções finas e grossas com cuidado;
  • Esforço adicional necessário devido à alta resistência mecânica;
  • Até 300 ° C no máximo em serviço.

 

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