aço austenitico

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os austeníticos: A adição de níquel como elemento de liga, em determinadas quantidades, permite transformar a estrutura ferrítica em austenítica e isso tem como conseqüência uma grande mudança em muitas propriedades. Os aços inoxidáveis austeníticos (figura 7), dos quais o 304 (18%Cr-8%Ni) é o mais popular, têm excelente resistência à corrosão, 
excelente ductilidade (existe aqui uma grande mudança nas propriedades mecânicas se os comparamos com os ferríticos) e excelente soldabilidade.
. O aço 304 é um material com grandes possibilidades em suas aplicações, a tal ponto que podemos encontrá-lo em nossas casas (em um garfo ou em uma panela, por exemplo) e também na indústria, em aplicações de grande responsabilidade. Dependendo do meio ambiente, o 304 não é o austenítico mais utilizado. Um dos problemas enfrentado pelo 304 (e o mesmo ocorre com outros aços inoxidáveis) é o da ação corrosiva provocada pelo ânion cloreto, Cl(-). Dependendo da concentração de cloretos no meio, da temperatura e do pH, três formas de corrosão podem ocorrer: por pites (figura 8), por frestas (figura 9) e sob tensão (figura 10). Dessas três formas de corrosão, os ferríticos também são propensos às duas primeiras e podemos dizer que, em geral, os austeníticos possuem melhor resistência que os ferríticos às corrosões por pites e em frestas (devido à ação do níquel, que favorece a repassivação do material nas regiões onde o filme passivo foi quebrado por estas formas de corrosão). A adição de molibdênio (cerca de 2%) transforma o 304 no aço inoxidável 316, um material muito mais resistente à corrosão por pites e por frestas. Podemos mencionar, como exemplo, que o 304 é recomendado para trabalhar, em temperatura ambiente, com águas que contêm, no máximo, 200 ppm (partes por milhão) de cloreto. O 316, nas mesmas condições, é recomendado em águas que contenham até 800 ppm de cloreto. Se a quantidade de cloreto é mais alta (ou mesmo sendo mais baixa, se a temperatura é mais elevada ou se o meio possui características ácidas), adições maiores de molibdênio são necessárias, como é o caso do aço 317. A corrosão por pites e a corrosão por frestas, que mencionamos, são formas de corrosão extraordinariamente localizadas e são bastante parecidas, pelo menos em seus mecanismos de propagação. Como o próprio nome indica, na corrosão por frestas é necessário que exista um interstício. O interstício pode ter sido criado na construção do equipamento (um problema de projeto) ou pode ser conseqüência do próprio processo, como por exemplo uma incrustação ou um depósito nas paredes do mesmo. O 316 é um pouco melhor que o 304 na corrosão sob tensão (a corrosão que envolve normalmente três fatores: meio agressivo, em nosso caso, cloretos, temperatura e, como o nome indica, tensões, sejam estas aplicadas ou residuais do processo de fabricação). Mas as vantagens do 316 sobre o 304, nesta forma de corrosão, são muito limitadas. A corrosão sob tensão é conhecida como o calcanhar de Aquiles dos aços inoxidáveis austeníticos. Um grande aumento no teor de níquel diminui o risco de corrosão sob tensão. É muito importante observar que os aços inoxidáveis ferríticos são imunes a esta forma de corrosão (figura 11). A quantidade máxima de carbono nos aços 304, 316 e 317 é de 0,08%. Quando esses materiais são submetidos a temperaturas entre 425 e 850 C, o carbono e o cromo se combinam e se precipitam como carboneto de cromo (Cr23C6).
Esta precipitação ocorre preferencialmente nos contornos de grão do material, o que provoca um empobrecimento de cromo nas regiões adjacentes dos mesmos. O fenômeno é conhecido como sensitização e um material sensitizado (dependendo da intensidade da precipitação de carbonetos de cromo) pode ficar com quantidades de cromo em solução sólida, nas adjacências dos contornos de grão, tão baixas que essas regiões já não terão a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis. Os materiais sensitizados, quando estão em contato com determinados meios, em particular meios ácidos, sofrerão corrosão. Como o empobrecimento do cromo ocorre nas adjacências dos contornos de grão, esse tipo de corrosão, que acaba destacando os grãos do material, é conhecida como corrosão intergranular. Os materiais sensitizados são também mais propensos às formas de corrosão anteriormente mencionadas. Como o cromo precipita como carboneto, uma solução óbvia é reduzir a quantidade de carbono nestes materiais. Os aços inoxidáveis 304L (ver figura 12), 316L e 317L, com carbono máximo de 0,03% são as versões extra baixo carbono para os aços 304, 316 e 317 e são utilizados na fabricação de equipamentos que trabalham com meios capazes de provocar corrosão em materiais sensitizados. Elementos estabilizadores, como titânio e nióbio, podem ser adicionados com o objetivo de evitar a sensitização, pois esses elementos têm, como já foi comentado, uma afinidade química com o carbono superior àquela que tem o cromo. Carbonetos desses metais são precipitados, impedindo desta maneira a precipitação de carbonetos de cromo. Exemplos destes tipos de aço são o 321 e o 347, basicamente aços 304 estabilizados. O 316Ti é a versão estabilizada do 316. A adição de elementos de liga ou o controle dos mesmos em determinados valores é sempre feita com objetivos previamente determinados. Um aço inoxidável como o 904L, com 20% de cromo, 25% de níquel, 4,5% de molibdênio, 1,5% de cobre e com carbono máximo 0,02%, que entra na categoria dos superausteníticos possui tal composição química por motivos definidos, para ser utilizada em aplicações específicas, em condições muito agressivas. Através da composição química deste material, podemos esperar: garantia de que o material não será sensitizado em um processo de soldagem (baixos valores de carbono), ótima resistência às corrosões por pites e em frestas (altos valores de cromo e principalmente de molibdênio), melhor resistência à corrosão sob tensão que o 304 e o 316 (alto conteúdo de níquel). Além disso, os valores elevados de níquel e molibdênio (e também a presença de cobre), melhoram a resistência à corrosão em meios ácidos. Para evitar problemas de corrosão associados a sensitização do material, como já foi visto, é reduzida a quantidade de carbono, mas, às vezes, quando a corrosão não é uma ameaça, teores mais altos de carbono podem desempenhar um papel benéfico. Os aços 304H e 316H são semelhantes aos tipos 304 e 316, com a diferença que, nos tipos “H”, o carbono mínimo é de 0,04%. São aços utilizados em altas temperaturas nas quais ocorre precipitação de carbonetos de cromo. Uma fina rede de carbonetos de cromo precipitados ajudará estes aços a conservarem melhor as propriedades mecânicas em altas temperaturas. Aumentos significativos de cromo e níquel, como no aço 310 (25%Cr-20%Ni), aumentam consideravelmente a resistência à oxidação em altas temperaturas porque a temperatura de descamação passa a ser maior. Trabalhando em contato com o ar, o 304 é recomendado em serviços contínuos até temperaturas de 925ºC porque, para temperaturas maiores, os óxidos formados começam a se desprender provocando novas oxidações do material ficando sem uma barreira de óxidos que o defenda. Eventos sucessivos de formação de uma camada de óxidos e descamação da mesma vão reduzindo a espessura do material. Nas mesmas condições, o 310 resiste a temperaturas de até 1.150ºC. É um dos aços inoxidáveis refratários, dos quais podemos mencionar também o 314 que, além de altos valores de cromo e níquel, possui também um elevado conteúdo de silício. O aço 304 é um material com excelente ductilidade. Em alguns casos de estampagem muito profunda, um aumento no níquel permite melhorar ainda mais esta característica. Com esta finalidade tem sido desenvolvido o aço 305 . Mesmo que os aços austeníticos não sejam magnéticos, depois de um processo de estampagem, ou em uma conformação a frio, como na laminação, nas partes que sofreram maior deformação, pode ser observado um certo caráter magnético. Isso é conseqüência da transformação parcial da austenita em martensita, que ocorrepor deformação a frio. Reduções nos valores de níquel (quando comparamos com o 304), diminuem a estabilidade da austenita, permitindo uma maior formação de martensita na laminação a frio. Isso é utilizado para a fabricação de aços inoxidáveis para aplicações estruturais, como é o caso do aço 301 (com valores aproximados de 17% de cromo e 7% de níquel), que é fabricado e vendido na condição de laminado (sem tratamento térmico posterior) com diversos graus de dureza e propriedades mecânicas. 
Também utilizados em aplicações estruturais, os aços da série 200 são o resultado de uma substituição parcial de níquel por manganês. A resistência à corrosão destas ligas (Fe-Cr-Ni-Mn) é inferior a dos aços equivalentes da série 300. Algumas ligas da série 200, de mais recente fabricação, contendo cobre (Cu), permitem a utilização de alguns destes aços em outras aplicações (não apenas estruturais), como por exemplo, em estampagem profunda. Nos austeníticos, há também uma versão do 304 com alto enxofre, para melhorar a usinagem: o aço 303. É fabricado somente como produto não plano. Grandes aumentos de níquel nos levam às ligas Ni-Fe-Cr, onde o elemento em maior porcentagem já não é o ferro e sim o níquel. São conhecidas como ligas à base de níquel (não são classificadas como aços inoxidáveis) e possuem excelente resistência à corrosão em muitos meios em altas temperaturas.
APLICABILIDADE DO AÇO INOXIDÁVEL 3.1 - Aço Inoxidável Austenítico 
Tipo Aplicação 301 Fins estruturais; correias transportadoras; utensílios domésticos; ferragens; diafragmas; adornos de automóveis; equipamentos para transporte; aeronaves; ferragens para postes; fixadores (grampos, fechos, estojos); conjuntos estruturais onde alta resistência é exigida, em aeronaves, automóveis, caminhões e carrocerias, carros ferroviários. 304 Utensílios domésticos; fins estruturais; equipamentos para indústria química e naval; indústria farmacêutica; indústria têxtil; indústria de papel e celulose; refinaria de petróleo; permutadores de calor;válvulas e peças de tubulações; indústria frigorífica; instalações criogênicas; depósitos de cerveja; tanques de fermentação de cerveja; equipamentos para refino de produtos de milho; equipamentos para leiteria; cúpula para casa de reator de usina nuclear; tubos de vapor; condutores de águas pluviais; calhas. 304L Tanques de pulverização de fertilizantes líquidos; tanques para estoque de massa de tomate; carros ferroviários e aplicações quando se faz necessário um teor de carbono menor que o tipo 304 para restringir a precipitação de carbonetos resultantes de operações de soldagem. 316 Peças que exigem alta resistência à corrosão localizada; equipamentos de indústrias químicas, farmacêuticas, têxteis, de petóleo, de papel e celulose, de borracha; peças e componentes diversos usados na construção naval; equipamentos criogênicos; cubas de fermentação; instrumentos cirúrgicos. 316L Peças de válvulas; bombas; tanques; evaporadores e agitadores; equipamentos têxteis; condensadores; peças expostas à atmosfera marítima; adornos; tanques soldados para estocagem de produtos químicos e orgânicos; bandejas; revestimento para fornos de calcinação.
Inclusive, o aço inoxidável austenítico é aconselhável para operações de soldagem, e pela qualidade mecânica encontrada em sua composição. 
Além disso, o aço inoxidável austenítico se encontra em abundância na indústria alimentícia, farmacêutica, química, petroquímica, aeroespacial e de equipamentos hospitalares.
Os austeníticos mais empregados certamente são dos tipos de aço 304 e 304L, já que evitam qualquer tipo de ferrugem em sua composição. O aço inoxidável austenítico 304L conta com propriedade ainda mais aprimoradas, que evitam corrosões intercristalinas. Esse tipo é recomendado, sobretudo, para fabricação de conjunto de sodas.
Já os aços 316 e 316L contam com aplicações em sua composição que os tornam mais duráveis que os do tipo 304 e 304L. Também são amplamente utilizados na indústria, principalmente na fabricação de conjuntos soldados.
Além dos austeníticos mencionados, existem outros tipos de aços inoxidáveis como o 302, 303, 308, 310, 314, 321, o 347, entre outros. Mesmo com ligeiras alterações em suas propriedades, cada austenítico conta com atribuições que se diferem entre si.
Os aços austeníticos são o grupo principal de aços inoxidáveis; a composição mais comum é 18% Cr e 8% Ni (ex. aços 18/8, tipo 304). Um aço com melhor resistência à corrosão é criado pela adição de 2-3% de molibdénio, geralmente chamado de “aços à prova de ácido”: (tipo 316). O grupo MC também inclui aços inoxidáveis superausteníticos com um teor de Ni acima de 20%. Os aços austeníticos endurecidos por precipitação (PH) possuem uma estrutura austenítica na condição tratada por calor e um teor de Cr superior a 16% e um teor de Ni superior a 7%, com aproximadamente 1% de alumínio (Al). Um aço endurecido por precipitação típico é o aço 17/7 PH.
Aços Inoxidáveis Austeníticas
. Em geral o teor de níquel nesses aços varia entre 8 e 30 %, o que os torna mais caros, e ao contrário dos aços inox ferríticos e martensíticos, não são magnéticos, devido à estrutura cristalina CFC, que também favorece a dutilidade e a tenacidade. Como desvantagem, apresentam sensibilidade à corrosão intergranular (sensitização), quando expostos por longo tempos a temperaturas relativamente altas, principalmente quando os teores de carbono e cromo são mais altos, o que a formação de carbonetos nos contornos de grãos, como os do tipo Cr23C6, que empobrecem de cromo a matriz nos contornos, reduzindo localmente a resistência á corrosão. Ao serem adicionados, o titânio e o nióbio competem com o cromo para formar carbonetos (TiC e NbC), minimizando a sensitização. A adição de molibdênio (2 a 4 %) aumenta a resistência à corrosão causada por ácido sulfúrico, ácidos orgânicos e cloretos em geral. A adição de cobre (em torno de 1,5 %) também ajuda nesse sentido. 
O teor de carbono também deve ser baixo (0,08 % ou menos) para evitar a formação excessiva de carbonetos de cromo que provoca sensitização. Entretanto, o teor de carbono muito baixo compromete a dureza/resistência mecânica do material. O teor de nitrogênio apresenta efeito semelhante sobre as propriedades mecânicas, porém, se for muito alto provoca formação excessiva de nitretos (Cr2N e outros) que reduzem a tenacidade, fragilizando o material. São designados pelo sistema AISI-SAE como aços inox da série 3XX. Exemplos: 304 e 316.
A precipitação de carbonetos ocorre em temperaturas dentro da faixa de 500 a 800 ºC, preferencialmente em contornos de grãos. Principalmente carbetos do tipo: M23C6.
http://www.infomet.com.br/site/acos-e-ligas-conteudo-ler.php?codConteudo=205
1.1 – Aço Inoxidável Austenítico 
Os aço s inoxidáveis austeníticos são os m aiores, em termos d e número 
de ligas e d e utilização. Como os fe rríticos, o s austeníticos não p odem ser 
endurecidos por tratamento térm ico, tendo o nível d e teor de carbono restrito, 
mas as adiçõe s principalmente de níquel muda a estrutura em temperatura 
ambiente pa ra arranjo a tômico cúb ico de fa ce ce ntrado que é também não 
magnético (ou seja, tem uma baixa permeabilidade magnética). 
Esses a ços são ligas à base de ferro, cromo (16-30%) e níquel (8-35 %) 
predominantemente austeníticas após tratamento térmico adequado. 
e. A restauração dessa película inerte prote tora, caso tenha 
sido retirad a, ocorre muito mais rápida em um aço inoxidável ao Cr -Ni que em 
um aço inoxidável somente ao cromo. 
O molibdênio é adicionado em alguns dos aços austeníticos para 
aumentar sua resistência aos mecanismos de corrosão localizados tais como 
corrosão galvânica e por pite ou alveolar.
1.2 – Encruamento nos aços inox austeníticos 
 
As p ropriedades mecânicas desses aços dependem essencialmente da 
condição do material (recozido ou encruado), da fo rma do produto acabado ou 
semiacabado (barras, f ios, tiras, chapasetc.) e da composição química. Como 
esses aços não são endurecíveis por tratam ento térmico de tê mpera, o 
aumento da dureza e da resistência mecânica só pode ser obtido p or 
encruamento. 
Dependendo do teor de níquel os aços austeníticos respondem a 
trabalho a f rio com aumento da resistência m ecânica, po dendo ser utilizado em 
operações severas de conformação, evitando ruptura prematura e trinca. 
Quando encruados, sua dureza aumenta bem ma is do que aumentaria 
em outros aços submetidos à mesma deformação. Nota -se nesses aço s que, à 
medida que o teor de níquel aumenta, o efeito do en cruam ento torna-se menos 
acentuado. 
 
1.3 – Exemplos de aços inox austeníticos 
 a) 301 e 302 – são os aços ino xidáveis austeníticos ma is p opulares; sã o 
facilmente trabalha dos e são empregados em ornamentação, utensílios 
domésticos, fins estruturais, equipamento para as indústrias química, 
naval, de fabricação de alimentos, de transporte etc.; 
b) 302 B – devido à presença de silício, po ssui melhor resistê ncia à 
formação de casca de óxido a temperaturas mais e levadas, sendo 
normalmente empregado em peças de fornos; 
c) 303 – geralmente é empregado na fa bricação de e ixos, parafusos, 
porcas, peças de carburador, buchas, válvulas etc.; 
d) 304 – este tipo é menos suscetível à corrosão intercristalina, por 
apresentar b aixo teor de carbono; é utilizado em equipamentos para 
processamento de alimentos e recipientes criogênicos; 
e) 308 – maior resistência à co rrosão que o 18-8 (Cr-Ni); é aplicado em 
fornos industriais e em eletrodos de solda. 
f) 309 – ap resenta boa resistência mecânica e à oxidação a alta s 
temperaturas. É aplicado a equipamentos da indústria química, peças de 
fornos, estufas, peças de bombas etc.; 
g) 309 S – de vido ao baixo teor de ca rbono permite a soldagem com m enor 
risco de corrosão intercristalina; 
h) 310 – possui boa estabilidade à temperatura de so ldagem, sendo, 
portanto, aplicado a eletrodos de solda, equipamentos para indústria 
química, peças de fornos e e stufas. Resiste à oxidação a té temperaturas 
de 1050ºC ou 1100ºC; 
i) 316 – é bastante resistente à corrosão química, então é utilizado em 
equipamentos para indústria química; 
j) 317 – possui resistência à corrosão aind a m elhor que o 316; esse tipo 
de aço também se aplica a equipamentos para indústria química; 
k) 321 e 347 – tipos 18-8 estabilizados contra corrosão intercristalina a 
temperaturas elevadas, de ssa forma, a plicam -se quando se exige 
soldagem, como vasos de pressão, juntas de expansão etc.; 
l) 201 e 202 – apresentam resistência à corrosão inferior à dos tipos ao 
Cr-Ni, porém , geralmente apresentam melhor resistência mecânica a 
temperaturas elevadas; 
m) 3 04 N e 316 N – d evido à presença de n itrogênio, po ssuem m elhores 
limites de escoamento e ainda são bastante resistentes à corrosão, 
resultando em suas aplicações a estrutu ras com o aparelhos de pressão 
na indústria química.
 (KOCH et al., 2002). Esses aços possuem diversas aplicações como em meios criogênicos, em motores a jato, fornos em temperaturas elevadas e como biomateriais. Os aços inoxidáveis austeníticos são ligas à base de Fe-Cr-Ni e adições,. 
Essas ligas têm como microestrutura principal a austenita (γ) com reticulado cúbico de faces centrada (CFC), não magnética e não endurecível por tratamento térmico. Os 19 elementos estabilizadores da austenita (gamagênico) são o carbono, manganês, níquel e o nitrogênio (PICKERING, 1983). Nesses aços, o teor de cromo está entre 15 a 26%, que confere boa resistência à corrosão. A fim de estabilizar a austenita são adicionados entrem 7 a 37% níquel e os elementos molibdênio, titânio e manganês são adicionados a fim de melhorar as propriedades mecânicas e de corrosão desses aços (PADILHA; RIOS, 2002; TOO, 2002; McGUIRE, 2008).