- Que dificuldades você veria ao se soldar um aço inoxidável ferrítico a um austenítico? Explique!
Passo 1
O enunciado pergunta sobre as principais dificuldades ao soldar um aço inoxidável ferrítico (estrutura
, cristalina cúbica de corpo centrado) a um inoxidável austenítico (estrutura
, cúbica de face centrada). O conteúdo envolve diferenças de propriedades metallúrgicas e térmicas entre esses dois tipos de inoxidáveis e como elas afetam a soldagem.
Passo 2
Caracterização do inox ferrítico:
- Estrutura cristalina
(bcc). - Coeficiente de dilatação térmica relativamente baixo.
- Alta condutividade térmica.
- Baixo teor de carbono e quase nenhum elemento estabilizador de austenita (Ni).
- Maior tendência à formação de fases frágil em zona termicamente afetada (ZTA), como fase sigma, se superaquecido.
Passo 3
Caracterização do inox austenítico:
- Estrutura cristalina
(fcc). - Coeficiente de dilatação térmica elevado.
- Baixa condutividade térmica.
- Alto teor de Ni e Cr, boa ductilidade e tenacidade mesmo a baixas temperaturas.
- Tendência à sensitização (precipitação de carbonetos de Cr na ZTA) se aquecido lentamente.
Passo 4
Diferença de coeficiente de dilatação térmica e condutividade:
- Ao resfriar a solda, o lado austenítico se contrai mais que o ferrítico, gerando tensões residuais elevadas na união.
- A alta condutividade do ferrítico afasta calor mais rápido, dificultando a obtenção de uma penetração de solda uniforme.
Passo 5
Formação de fases frágeis e risco de trincas:
- No metal de solda ou na ZTA, a composição resultante pode ter proporção inadequada de
-ferrita, favorecendo fissuração a quente (hot cracking). - O ferrítico superaquecido pode formar fase sigma, tornando a região frágil.
- O austenítico pode sofrer sensitização, reduzindo sua resistência à corrosão intergranular na ZTA.
Passo 6
Consequências práticas e mitigação:
- Choque térmico e tensões tendem a causar empenamento ou trincas.
- Necessidade de consumível de solda que introduza elemento estabilizador de ferrita/austenita na proporção correta (geralmente metal de enchimento austenoferrítico).
- Controle estrito de energia de soldagem (penetração e resfriamento rápido) e, às vezes, pré-aquecimento leve e pós-aquecimento para evitar picos de temperatura que formem sigma ou carbonetos.
Resposta
As principais dificuldades são o desajuste de coeficientes de dilatação térmica (gerando tensões residuais), a diferença de condutividade (penetração não uniforme), o risco de fissuração a quente devido a fração de
-ferrita inadequada e a formação de fases frágeis (sigma no ferrítico e carbonetos de Cr no austenítico). Tudo isso exige consumível adequado e controle rigoroso do ciclo térmico de soldagem.