O aço inoxidável, incluindo o aço inoxidável austenítico, é popular por sua força, durabilidade e resistência à corrosão. É esteticamente agradável, fácil de produzir, limpar e manter, e ecologicamente correto, o que o torna a melhor escolha para componentes para arquitetura, automóveis e muitos outros produtos.
No entanto, há mais de um tipo. O aço inoxidável é, na verdade, um termo amplo usado para se referir a ligas à base de ferro que contêm cromo; existem mais de 100 tipos de aço inoxidável. Eles são diferenciados pela porcentagem de cromo, níquel, molibdênio e outros elementos de liga. Cada grau é usado para fins específicos e tem suas próprias vantagens e desvantagens.
Os graus são agrupados em cinco categorias principais: austenítico, ferrítico, martensítico, duplex e endurecido por precipitação (PH). Vamos dar uma olhada mais de perto no aço inoxidável austenítico e como ele se compara a alguns dos outros.
Aço Inoxidável Austenítico
O termo austenita é usado para descrever um ferro cúbico de face centrada (FCC) ou ligas de aço que têm esse tipo de estrutura. Recebeu o nome de Sir William Chandler Roberts-Austen, um inglês conhecido por seus estudos das propriedades físicas dos metais.
Este é o tipo de aço inoxidável mais comumente usado, e por um bom motivo. Com sua excepcional resistência ao calor e à corrosão, é amplamente utilizado em muitas indústrias, incluindo aplicações médicas, automotivas, aeroespaciais e industriais. Esta categoria é conhecida por sua resistência e conformabilidade insuperáveis e que não pode ser endurecida por tratamento térmico.
Aplicações médicas
As aplicações médicas típicas do aço inoxidável austenítico que dão uma ideia geral de seu uso incluem bigornas cirúrgicas, agulhas hipodérmicas, tampas ou protetores de agulha e componentes de pistola de grampos.
Aplicações automotivas
Ao discutir as aplicações de fabricação automotiva do aço inoxidável austenítico, normalmente você descobrirá que ele é usado com frequência em trilhos de combustível, orifícios e peças automotivas de repuxo profundo. Os fabricantes automotivos costumam olhar para os graus austeníticos por sua conformabilidade e versatilidade.
Aplicações industriais e de consumo
As aplicações industriais e de consumo de material de tira de aço inoxidável austenítico, trabalhado a frio incluem componentes de lâminas de barbear, peças de geração de energia, molas e cortadores.
Aplicações aeroespaciais
Existem várias aplicações aeroespaciais para tiras de aço inoxidável austenítico que requerem processamento a frio, de precisão para aplicações militares e de helicópteros, componentes de motores a jato e trens de pouso.
Todos os aços contêm carbono, mas podem ser diferenciados pelo fato de serem de baixo ou alto teor de carbono. A diferença entre “aço carbono” e aço inoxidável está no teor de liga: os aços inoxidáveis têm pelo menos 10,5% de cromo, enquanto os aços carbono devem ter menos do que isso para receber a classificação de aço carbono.
Ainda assim, os níveis de carbono variam dentro das famílias de aço inoxidável e até mesmo dentro dos vários aços inoxidáveis austeníticos. Os graus retos de fio de aço inoxidável ou tiras e folhas de aço inoxidável, ou também o que seria considerado alto teor de carbono nesta categoria, devem ter no máximo 0,08% de carbono, enquanto os graus de baixo carbono não contêm mais do que 0,03% de carbono.
O que torna um aço inoxidável austenítico?
Quando o níquel ou nitrogênio é adicionado ao aço, ele se torna “austenita” por natureza. A composição química determina o grau específico do aço inoxidável, enquanto a estrutura cristalina da austenita no material é uma característica fundamental.
Na condição recozida, é importante notar que o aço inoxidável austenítico é frequentemente caracterizado como não magnético, porém a laminação a frio do aço austenítico, ou reduzindo sua espessura e aumentando sua dureza, introduz uma certa quantidade de magnetismo ao material. É conhecido por sua conformabilidade, o que o torna excelente para fabricação, e sua resistência à corrosão.
Composição Química: O aço inoxidável austenítico contém pelo menos 10,5 por cento e 8 a 12 por cento de níquel, bem como nitrogênio, carbono e muitos outros elementos em solução. O cromo é o que dá ao aço sua alta resistência à corrosão, enquanto o nitrogênio é um agente de endurecimento.
Estrutura Cristalina de Austenita: Um aço inoxidável que apresenta uma estrutura cristalina de austenita, além da estrutura de rede cúbica de face centrada, está presente em temperaturas quentes e frias. Níquel, magnésio e nitrogênio são elementos estabilizadores da estrutura da austenita.
Quais são as características de um aço inoxidável austenítico?
O aço inoxidável austenítico tem muitas características positivas que direcionam a demanda; esta categoria representa aproximadamente três quartos do mercado global de aço inoxidável, que foi avaliado em US $ 93,69 bilhões e deve mostrar um CAGR de 5,2 por cento até 2025.
Resistência à temperatura: o aço inoxidável austenítico pode suportar graus de temperaturas extremas, dependendo do grau até aproximadamente 1900 F. Algumas notas começam a apresentar alguma deformação, amolecimento ou perda de força a 800 graus Fahrenheit.
Trabalhabilidade a Frio: Os aços inoxidáveis austeníticos não podem ser endurecidos por tratamento térmico. Somente o trabalho a frio ou a redução podem aumentar a resistência dos austeníticos.
O trabalho a frio refere-se à modelagem de um metal sem aquecê-lo, o que pode ser feito com aço inoxidável austenítico. Os aços inoxidáveis austeníticos podem ser recozidos antes de resfriar rapidamente ou “resfriar” o metal para trazê-lo de volta ao seu estado original. O aço inoxidável laminado a frio apresenta várias vantagens: acabamento superficial aprimorado, o que é benéfico porque um aço com acabamento superficial aprimorado terá uma dureza maior que resiste à propagação de rachaduras e resistência aprimorada.
Baixa condutividade térmica: O calor é transferido lentamente através do aço inoxidável austenítico. Já o aço inoxidável ferrítico apresenta maior condutividade térmica.
Formabilidade: o aço inoxidável austenítico é altamente moldável, tornando-o especialmente versátil para uma ampla variedade de aplicações.
O aço inoxidável austenítico de trabalho a frio aumenta sua resistência e diminui sua ductilidade. Obviamente, diferentes aços inoxidáveis também apresentam vantagens em diferentes aplicações. O aço inoxidável austenítico é mais suscetível à corrosão sob tensão do que os ferríticos.
O aço inoxidável austenítico geralmente não é magnético, enquanto o aço inoxidável ferrítico geralmente é magnético. Você deve estar se perguntando por que alguns refrigeradores são magnéticos e outros não: é porque eles são feitos de diferentes aços inoxidáveis.
Dizemos que cada um é “normalmente” do jeito que é porque há exceções. Certos processos ou temperaturas podem fazer com que a estrutura do cristal se reorganize, dando ao material propriedades magnéticas.
