(a) Caracterize um aço inoxidável superduplex. (b) Compare esse aço com um aço duplex, descrevendo as principais vantagens e desvantagens do aço super duplex em relação a aplicação.

Passo 1

Beleza, o exercício tem duas partes: (a) “Caracterizar um aço inoxidável superduplex” e (b) “Comparar esse aço com um aço duplex, apontando prós e contras na aplicação”.
Matéria: Ciência dos Materiais – estruturas e propriedades de aços inoxidáveis.
O que vamos usar:
  1. Conceito de aços duplex e superduplex (duas fases: ferrita+ austenita).
  2. Composição química típica (Cr, Ni, Mo, N).
  3. Teoria de corrosão (índice PREN).
  4. Noções de propriedades mecânicas (resistência, ductilidade) e de soldabilidade.

Passo 2

Parte (a): caracterização do superduplex
  1. Microestrutura: mistura (~50/50) de ferrita (α, BCC) e austenita (γ, FCC).
  2. Composição típica:
    – Cr ≈ 24–26%
    – Ni ≈ 6–8%
    – Mo ≈ 3–5%
    – N ≈ 0,2–0,3%
    – outros traços: Cu, Mn.
  3. Resistência à corrosão: superduplex tem um PREN maior, que dá ideia de resistência a pite (furinhos) e fretting: PREN = %Cr + 3,3,%Mo + 16,%N
    Como o superduplex tem Mo e N mais altos que o duplex “normal”, o PREN costuma ficar acima de 40.
    4. Propriedades mecânicas:
    – Limite de escoamento: ~550–650 MPa (bem alto).
    – Resistência à tração: ~700–900 MPa.
    – Boa tenacidade, mas ductilidade um pouco menor que aços austeníticos puros.

Passo 3

Parte (b): comparação com aço duplex “padrão”
Vantagens do superduplex sobre o duplex:
  1. Maior resistência à corrosão localizada (PREN ≈ 40–45 vs. 30–35).
  2. Força mecânica maior (escoamento e tração).
  3. Melhor resistência a cloretos, pites e fretting.
Desvantagens do superduplex:
  1. Custo mais alto (mais Mo e N).
  2. Soldabilidade mais sensível: precisa controle estrito de temperatura e processos de pré e pós‐aquecimento pra não formar sigma ou nitridas duras.
  3. Ductilidade e tenacidade ligeiramente menores que o duplex comum.

Resposta

(a) Um aço inoxidável superduplex é um duplex (50% ferrita + 50% austenita) com teores elevados de Cr (24–26 %), Ni (6–8 %), Mo (3–5 %) e N (0,2–0,3 %), chegando a PREN > 40. Tem altíssima resistência à corrosão localizada e excelente resistência mecânica (Limite de escoamento em torno de 600 MPa).
(b) Em relação ao duplex “normal” (PREN ≈ 30–35, Mo ~ 2–3 %), o superduplex oferece maior resistência a cloretos, pites e carga mecânica, porém é mais caro, exige soldagem mais cuidadosa e tem ductilidade/tenacidade um pouco menor.

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