Compare os aços inoxidáveis ferríticos, austeníticos, martensíticos e duplex, em relação aos seguintes fatores: composição, propriedades mecânicas e resistência à corrosão.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um exercício de Materiais (Metais) que pede pra comparar quatro famílias de aços inoxidáveis—ferríticos, austeníticos, martensíticos e duplex—quanto a três fatores:
- composição química
- propriedades mecânicas
- resistência à corrosão
O que vamos precisar pra resolver:
- Noções dos elementos de liga (Cr, Ni, C, Mo, N, etc.)
- Entender qualitativamente como a microestrutura (ferrita, austenita, martensita, mistura) influencia força, ductilidade e corrosão.
- Nenhum cálculo complexo, só tabelar e explicar em texto com percentuais aproximados (em LaTeX).
Passo 2
Composição química
- Aço inox ferrítico
- Cr alto:
a de Cr - Baixo C:
- Sem Ni (ou traços mínimos)
- Cr alto:
- Aço inox austenítico
- Cr
a - Ni
a (garante austenita estável) - C baixo, mas pode ter versão de alto C (0,03–0,08%)
- Cr
- Aço inox martensítico
- Cr moderado:
a - C maior: até
(permite formar martensita ao resfriar) - Pouco ou nenhum Ni
- Cr moderado:
- Aço inox duplex
- Cr
a - Ni
a - Nquel e nitrogênio (
) pra reforçar austenita e ferrita e aumentar resistência - Equilíbrio ferrita/austenita ~50/50
- Cr
Passo 3
Propriedades mecânicas
- Ferrítico
- Resistência média-baixa
- Boa ductilidade, porém não atinge altos limites de escoamento
- Endurecimento limitado (não responde bem a tratamento térmico)
- Austenítico
- Excelente ductilidade e tenacidade, mesmo a baixas temperaturas
- Resistência à tração moderada, mas se fortalece por trabalho a frio
- Não endurece termicamente, só por deformação plástica
- Martensítico
- Alta resistência e dureza (devido à martensita rica em C)
- Ductilidade baixa antes do revenimento; precisa têmpera e revenimento para ajustar
- Duplex
- Combina: resistência alta (próxima dos martensíticos) e ductilidade melhor que estes
- Excelente tenacidade
- Bom limite de escoamento (
) e resistência à tração ( )
Passo 4
Resistência à corrosão
- Ferrítico
- Boa resistência a corrosão geral, mas sensível a corrosão sob tensão e por pites em cloretos
- Austenítico
- Topo de linha em ambientes agressivos (principalmente com Ni e Mo)
- Excelente contra corrosão uniforme e localizada (pites e fendas)
- Martensítico
- Menor resistência, só serve pra ambientes moderados; sensível a corrosão localizada
- Duplex
- Melhor que austenítico em resistência a cloretos (graças à ferrita)
- Altíssima resistência a pites e corrosão sob tensão
Resposta
Em resumo,
- Ferríticos têm Cr alto, pouco Ni, usam-se onde não precisa de altíssimas resistências mecânicas nem ambientes muito agressivos.
- Austeníticos têm muito Ni+Cr, ótima ductilidade e resistência à corrosão geral e localizada.
- Martensíticos têm C alto, são duros e resistentes mecanicamente, mas correm risco de corrosão em meios agressivos.
- Duplex são mistos (ferrita+austenita), oferecendo alta resistência mecânica e excelente resistência a corrosão por cloretos, ocupando um “meio-termo premium” entre austenítico e martensítico.