(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:
Matéria: Ciência dos Materiais – estruturas e propriedades de aços inoxidáveis.
O que vamos usar:
- Conceito de aços duplex e superduplex (duas fases: ferrita+ austenita).
- Composição química típica (Cr, Ni, Mo, N).
- Teoria de corrosão (índice PREN).
- Noções de propriedades mecânicas (resistência, ductilidade) e de soldabilidade.
Passo 2
Parte (a): caracterização do superduplex
- Microestrutura: mistura (~50/50) de ferrita (α, BCC) e austenita (γ, FCC).
- Composição típica:
– Cr ≈ 24–26%
– Ni ≈ 6–8%
– Mo ≈ 3–5%
– N ≈ 0,2–0,3%
– outros traços: Cu, Mn. - Resistência à corrosão: superduplex tem um PREN maior, que dá ideia de resistência a pite (furinhos) e fretting:
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:
Vantagens do superduplex sobre o duplex:
- Maior resistência à corrosão localizada (PREN ≈ 40–45 vs. 30–35).
- Força mecânica maior (escoamento e tração).
- Melhor resistência a cloretos, pites e fretting.
Desvantagens do superduplex:
- Custo mais alto (mais Mo e N).
- Soldabilidade mais sensível: precisa controle estrito de temperatura e processos de pré e pós‐aquecimento pra não formar sigma ou nitridas duras.
- 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.
(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.