1. Compare a soldabilidade dos diferentes aços inoxidáveis.

Passo 1

O enunciado pede para comparar a soldabilidade dos diferentes aços inoxidáveis. O conteúdo envolve entender como a microestrutura (austenítica, ferrítica, martensítica, duplex) e a composição (teor de carbono, elementos estabilizadores ou de liga) afetam a facilidade de soldagem e os riscos de defeitos (trincas, diâmetro de zona afetada pelo calor, corrosão intergranular, etc.).

Passo 2

Soldabilidade é a capacidade de um material ser unido por solda sem apresentar defeitos como trincas a quente ou a frio, distorções excessivas, fragilização por precipitação de fases indesejadas ou corrosão intergranular. Os fatores que influenciam incluem:
  • Condutividade térmica e coeficiente de expansão (ditam distorção e espalhamento de calor).
  • Teor de carbono (quanto maior, maior dureza e risco de trinca).
  • Sensibilidade à formação de fases frágeis ( \sigma, carbonetos) na zona afetada pelo calor (ZAC).
  • Necessidade de pré-aquecimento e de tratamento térmico pós-soldagem (PWHT).

Passo 3

Aços inoxidáveis austeníticos (por ex. AISI 304 e AISI 316) têm alta soldabilidade porque:
  • São praticamente não magnéticos e não endurecem por têmpera (baixa sensibilidade a trincas a frio).
  • Têm boa ductilidade e alargamento da zona afetada pela solda, reduzindo tensões.
  • Risco principal: sensitização, ou seja, precipitação de carbonetos \text{Cr}_{23}\text{C}_6 nos contornos de grão a temperaturas entre 450\circC e 850\circC, causando corrosão intergranular. Para reduzir isso usa-se aço com baixo carbono (grades “L”) ou estabilizado (titânio/niobio).

Passo 4

Aços inoxidáveis ferríticos (por ex. AISI 430, AISI 409) apresentam:
  • Maior condutividade térmica e menor coeficiente de expansão que os austeníticos, resultando em menor distorção.
  • Porém têm tendência ao crescimento de grão e à formação de fase \sigma se a ZAC ficar muito quente, tornando o material quebradiço.
  • Não se fazem tratamentos térmicos pós-solda por correrem risco de fragilização; usa-se controle estrito de energia de soldagem (baixa entrada de calor) e técnicas de preenchimento adequadas.

Passo 5

Aços inoxidáveis martensíticos (por ex. AISI 410, AISI 420) têm soldabilidade mais limitada:
  • Teor de carbono relativamente alto gera formação de martensita dura e frágil na ZAC.
  • Exigem pré-aquecimento para reduzir o gradiente térmico e PWHT (revenimento) para diminuir dureza e tensões residuais.
  • Sem esses cuidados, risco elevado de trincas a quente e a frio.

Passo 6

Aços inoxidáveis duplex (por ex. UNS S32205/2205) combinam fases austenítica e ferrítica em proporção ~50/50:
  • Soldabilidade intermediária a boa: têm menor expansão térmica que austeníticos e maior tenacidade que ferríticos.
  • Requerem controle de aporte de calor e de técnica de pulso para evitar precipitação de fases intermetálicas ( \sigma, nitretos) que reduzem resistência e tenacidade.
  • Geralmente usa-se arame de solda com composição equilibrada para manter a proporção de fases.

Passo 7

Comparando as famílias em termos gerais de facilidade de soldagem e menor necessidade de tratamentos especiais, temos a seguinte ordem decrescente de soldabilidade:

Resposta

Austeníticos > Duplex > Ferríticos > Martensíticos.

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