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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