Quais as principais características, do ponto de vista de composição química e microestrutura, e aplicações das diferentes classes de aços inoxidáveis?

Passo 1

O enunciado pede para comparar as principais classes de aços inoxidáveis do ponto de vista de composição química, microestrutura e aplicações. Vamos estudar cinco famílias: austeníticos, ferríticos, martensíticos, duplex e endurecíveis por precipitação.

Passo 2

Aços inoxidáveis austeníticos
Esses aços contêm tipicamente \mathrm{Cr}\approx17 25\% e \mathrm{Ni}\approx8 20\%, podendo ter molibdênio ( \mathrm{Mo}) para melhorar resistência à pite. Na microestrutura eles são quase 100 % \gamma-austenita (rede cúbica de faces centradas), o que os torna não magnéticos e muito dúcteis. Graças à alta tenacidade e excelente resistência à corrosão geral e à corrosão sob tensão, são usados em:
\bullet Utensílios de cozinha e tanques alimentícios
\bullet Indústria química e petroquímica
\bullet Aplicações criogênicas e biomédicas (implantes)

Passo 3

Aços inoxidáveis ferríticos
Aqui a liga tem \mathrm{Cr}\approx10{,}5 30\%, baixo carbono (geralmente \le0,12\%) e quase nada de níquel. A microestrutura é 100 % \alpha-ferrita (rede cúbica de corpo centrado), que é magnética e menos dúctil que a austenita. Têm boa resistência à corrosão em atmosferas moderadas, mas menor soldabilidade. Aplicações típicas:
\bullet Componentes automotivos e de escapamento
\bullet Revestimentos e chapas arquitônicas
\bullet Equipamentos domésticos (fogões, fornos)

Passo 4

Aços inoxidáveis martensíticos
Composição típica de \mathrm{Cr}\approx11 13\% e carbono até \approx1\%. Após têmpera formam a microestrutura martensítica (rede tetragonal de corpo centrado), com alta dureza e resistência mecânica, mas resistência à corrosão moderada. Usos comuns:
\bullet Facas, lâminas e instrumentos cirúrgicos
\bullet Válvulas e eixos que exigem desgaste controlado
\bullet Componentes em turbinas e bombas

Passo 5

Aços inoxidáveis duplex
Combinação de \mathrm{Cr}\approx19 28\%, \mathrm{Ni}\approx4 8\%, \mathrm{Mo} e nitrogênio ( \mathrm{N}) para formar cerca de 50 % \alpha-ferrita e 50 % \gamma-austenita. Essa microestrutura bimodal confere alta resistência mecânica (até duas vezes a de aços austeníticos convencionais) e excelente resistência à corrosão por pite e trincas. São usados em:
\bullet Indústria de óleo e gás (tubulações, cascos de vasos)
\bullet Ambiente marinho (turbinas, trocadores de calor)
\bullet Manifolds e equipamentos químicos agressivos

Passo 6

Aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação
Contêm elementos como \mathrm{Ni}, \mathrm{Cr}, \mathrm{Al}, \mathrm{Cu} e às vezes \mathrm{Mo}. Após tratamento térmico formam precipitados (por exemplo \gamma' ou \mathrm{Ni}_3\mathrm{Al}) numa matriz martensítica ou austenítica, atingindo resistência muito alta e dureza superior às demais famílias, com boa corrosão em certas condições. Aplicações típicas:
\bullet Componentes aeroespaciais (peças de turbina)
\bullet Indústria nuclear (conexões e hastes)
\bullet Ferramentas de alta resistência

Resposta

Aços inoxidáveis austeníticos: \mathrm{Cr}17 25\%, \mathrm{Ni}8 20\%, fase \gamma, não magnéticos, ótima ductilidade e corrosão – utensílios, tanques químicos, criogênicos.
Ferríticos: \mathrm{Cr}10{,}5 30\%, baixo C, ferrita \alpha, magnéticos, boa corrosão moderada – escapamentos, chapas arquitetônicas.
Martensíticos: \mathrm{Cr}11 13\%, C até 1\%, martensita, magnéticos, alta dureza, corrosão média – facas, válvulas, eixos.
Duplex: \mathrm{Cr}19 28\%, \mathrm{Ni}4 8\%, mistura \alpha + \gamma, alta resistência e pite – óleo e gás, marinho, químico.
Endurecíveis por precipitação: \mathrm{Ni}, \mathrm{Cr}, \mathrm{Al}, \mathrm{Cu}, precipitados \gamma', altíssima resistência – aeroespacial, nuclear, ferramentas.

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