Elementos de liga do aço

Elementos de liga do aço
O aço é (ou pode ser) composto por vários elementos de liga em sua composição química. Cada elemento da liga vai ter um efeito diferente nas propriedades finais do aço.

A propriedade de um aço é determinada pela soma (ou combinatória) de todos os efeitos de cada elemento de liga e qualquer outro tratamento térmico ou mecânico efetuado. Até mesmo as impurezas podem influenciar nas propriedades finais de um aço.

Dito isso vou citar os efeitos de alguns elementos de liga típicos de aços inoxidáveis.

Cromo

É o principal elemento de liga do aço inoxidável. É o responsável por dar a resistência a corrosão destes aços.

É considerado como um aço inoxidável todo aço que possua um mínimo de 10,5% de cromo na liga. Maiores concentrações de cromo aumentam a resistência a corrosão.

Outro efeito do aumento do cromo é o aumento da resistência a oxidação em altas temperaturas.

O cromo encoraja a formação de uma microestrutura ferrítica.

Níquel

O níquel aumenta a ductilidade e tenacidade. Ele também reduz a taxa de corrosão e é adequado para ambientes ácidos.

Este elemento também pode ser utilizado para endurecimento da liga por precipitação.

No caso de aço inox martensíticos, adicionar o níquel pode aumentar a soldabilidade, quando combinada com a redução do teor de carbono.

Normalmente o principal motivo para adicionarmos o níquel é para promover uma microestrutura austenitica.

Molibdênio

O molibdênio aumenta significativamente a resistência à corrosão localizada ou uniforme.

Ele aumenta um pouco a resistência mecânica mas promove fortemente uma micro estrutura ferrítica.

No entanto, o molibidênio também aumenta o risco de formação de fases secundárias em aços ferríticos, duplex ou austeníticos.

No caso de aços martensíticos, ele aumenta a dureza quando utilizadas altas temperaturas de revenimento, graças ao seu efeito na precipitação de carbetos.

Cobre

O cobre aumenta a resistência de corrosão a certos ácidos e promove uma microestrutura austenítica.
Também pode ser acrescentado para reduzir o endurecimento mecânico em graus projetados para melhor usinabilidade.

Pode ser usado para melhorar a conformabilidade.

Manganês

O manganês é geralmente usado para melhorar a ductilidade a quente.

O seu efeito sobre o equilíbrio de ferrita/austenita varia conforme a temperatura: Em baixas temperaturas estabiliza a austenita, mas em altas temperaturas estabiliza a ferrita.

O manganês aumenta a solubilidade do nitrogênio e é usado para obter altos teores de nitrogênio no aço inoxidável dúplex e austenitic.

O manganês pode substituir um pouco do níquel no aço inoxidável com a finalidade de encorajar a formação da microestrutura austenítica.

Silício (Si)

O silício aumenta a resistência à oxidação, tanto em altas temperaturas como em ambientes fortemente oxidantes de temperaturas mais baixas.

Promove uma microestrutura ferrítica e aumenta a resistência mecânica.

Carbono (C)

O carbono é um formador de austenita que também aumenta a força mecânica.

Em graus ferriticos, ele reduz fortemente a tenacidade e resistência de corrosão.

Em graus martensiticos, o carbono aumenta a dureza e a resistência mecânica, mas reduz a tenacidade.

Nitrogênio

O nitrogênio é um poderoso formador de austenita que também aumenta significativamente a resistência mecânica.

Também aumenta a resistência à corrosão localizada ("pits"), especialmente quando combinado com o molibdênio.

No caso ferrítico, o nitrogênio reduz fortemente a resistência a corrosão e a tenacidade.

No aço martensitico, o nitrogênio aumenta tanto a resistência mecânica quanto a dureza mas reduz a tenacidade.

Titânio

O titânio é um forte estabilizador da ferrita e formador de carbonetos. Ele também abaixa o carbono equivalente.

O titânio é adicionado no grau austenitico com teor de carbono elevado para aumentar a resistência à corrosão intergranular, mas também para aumentar as propriedades mecânicas em altas temperaturas.

Em graus ferriticos o titânio é acrescentado para aumentar a tenacidade, conformabilidade, e a resistência de corrosão.

Nos martensiticos, o titânio abaixa a dureza da martensita combinando-se com o carbono e aumentando resistência ao revenimento.

No caso de aços endurecidos por precipitação, o titânio é usado para formar compostos intermetálicos que aumentam a resistência mecânica.

Nióbio

O nióbio é um forte estabilizador da ferrita e formador de carbonetos.

Assim como o titânio, promove uma estrutura ferritica.

Nos graus austeniticos é adicionado para melhorar a resistência à corrosão intergranular e também para aumentar as propriedades mecânicas em altas temperaturas.

Em graus ferriticos o titânio é acrescentado para melhorar a tenacidade e minimizar o risco da corrosão intergranular.

Em graus martensiticos o nióbio reduz a dureza e aumenta a resistência ao revenimento.

Alumínio

Se acrescentado em grandes quantidades o alumínio melhora a resistência a oxidação e, por isso, é usado em certos graus resistentes ao calor.

Nos aços com endurecimento por precipitação, o alumínio é usado para formar compostos intermetálicos que aumentam a resistência mecânica no estado envelhecido.

Cobalto

O cobalto é usado em aços martensiticos, onde aumenta a dureza e a resistência ao revenimento, especialmente em temperaturas mais altas.

Vanádio

O vanádio forma nitritos e carbetos em temperaturas mais baixas, estabilizando a ferrita e aumentando a tenacidade.

Aumenta a dureza em aços martensiticos devido ao seu efeito sobre o tipo de carboneto formado. Também aumenta a resistência ao revenimento.

Detalhe: Só é utilizado em aços inoxidáveis que pode ser endurecidos.

Tungstênio

O tungstênio está presente como impureza na maioria dos aços inoxidáveis. Mas em alguns graus especiais ele é intencionalmente adicionado.

Por exemplo, é adicionado ao grau 4501 superduplex, para melhorar a resistência a corrosão tipo pit.

Enxofre (S)

O enxofre é adicionado a certos aço para aumentar a sua usinabilidade.

No teor encontrado nestes graus de aços inox , o enxofre ligeiramente reduz a resistência a corrosão, a ductilidade, soldabilidade, e conformabilidade.

Níveis menores de enxofre podem ser usados para reduzir a necessidade de endurecimento mecânico e para termos maior conformabilidade.

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Nome

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