1. Por que os aços inoxidáveis dúplex apresentam melhores propriedades mecânicas e químicas?

Passo 1

O enunciado pergunta por que os aços inoxidáveis dúplex (isto é, com microestrutura formada por fases ferrítica e austenítica em proporções aproximadas) apresentam propriedades mecânicas e químicas superiores aos inoxidáveis convencionais. Para responder, vamos ver (1) como a microestrutura dúplex combina as características das duas fases e (2) como os elementos de liga reforçam resistência e resistência à corrosão.

Passo 2

Na microestrutura dúplex há aproximadamente 50\% de ferrita e 50\% de austenita. A fase ferrítica, rica em cromo, confere alta resistência mecânica e boa resistência à fluência e à corrosão sob tensão. A fase austenítica, rica em níquel, garante boa ductilidade e tenacidade, especialmente em baixas temperaturas.

Passo 3

Do ponto de vista mecânico, a sobreposição dessas duas fases leva a um aumento significativo do limite de escoamento \sigma_y. Tipicamente
\sigma_y^{\text{dúplex}}\approx 450\text{–}550\\ \text{MPa},ú
enquanto aços inoxidáveis austeníticos comuns (por ex. AISI 304) têm
\sigma_y^{\text{austenítico}}\approx 200\text{–}300\\ \text{MPa}.í
Esse ganho deve-se ao reforço mútuo: a ferrita endurece a matriz e a austenita impede a propagação de trincas.

Passo 4

Quimicamente, os dúplex contêm teores elevados de cromo \ge 22\%, molibdênio (até 5\%) e nitrogênio (até 0{,}3\%). O molibdênio aumenta a resistência à corrosão por pites e fendas, enquanto o nitrogênio atua como elemento de solução sólida endurecedora e ainda melhora a resistência à corrosão sob tensão.

Passo 5

A sinergia entre microestrutura bivalente e liga reforçada faz com que os inoxidáveis dúplex tenham simultaneamente:
  • resistência mecânica elevada (limite de escoamento e resistência à tração altos),
  • boa tenacidade e ductilidade,
  • excelente resistência à corrosão (pites, fendas e corrosão sob tensão).

Resposta

Os inoxidáveis dúplex combinam fases ferrítica e austenítica em proporções próximas, unindo a alta resistência mecânica e à fluência da ferrita com a boa tenacidade da austenita, e ainda contêm elevados teores de Cr, Mo e N que promovem resistência à corrosão por pites, fendas e sob tensão. Essas características em conjunto explicam o desempenho superior dos dúplex em relação aos inoxidáveis convencionais.

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