Em que situações você recomendaria o usos desses aços?
4. Compare a soldabilidade dos diferentes aços inoxidáveis.
4. Compare a soldabilidade dos diferentes aços inoxidáveis.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (i) recomendar em que situações usar cada família de aços inoxidáveis (austeníticos, ferríticos, martensíticos, dúplex e endurecidos por precipitação) e (ii) comparar a soldabilidade dessas famílias. Para isso vamos usar conceitos de resistência à corrosão, tenacidade, dureza, e comportamento térmico na zona afetada pelo calor (ZAC).
Passo 2
Recomendações de uso para cada família
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Austeníticos (ex.: séries 300): têm excelente resistência à corrosão, boa ductilidade e mantêm tenacidade a baixas temperaturas. Recomendo para:
Indústria química e petroquímica (tubulações, vasos)
Equipamentos alimentícios e farmacêuticos (tanques, baterias)
Utensílios domésticos e arquitetônicos (pias, bancadas, fachadas) -
Ferríticos (ex.: séries 400, 430): têm resistência moderada à corrosão, são magnéticos e têm boa resistência ao estresse sob certos meios. Uso ideal em:
Escapamentos automotivos e componentes de exaustão (tubos, mufflers)
Revestimentos decorativos internos e externos (eletrodomésticos) -
Martensíticos (ex.: séries 410, 420): têm alta dureza e resistência mecânica, porém resistência à corrosão inferior. Usados em:
Lâminas e cutelaria (facas, bisturis)
Eixos, válvulas e engrenagens que exigem alta resistência ao desgaste -
Dúplex (50 % austenita
% ferrita, ex.: 2205, 2507): combinam alta resistência mecânica e ótima resistência à corrosão sob tensão. Indicados para:
Oleodutos offshore e plataformas (ambientes agressivos)
Trocadores de calor e tanques em indústrias químicas mais severas -
Endurecidos por precipitação (PH, ex.: 17-4PH, 15-5PH): oferecem extrema resistência mecânica com razoável resistência à corrosão. Usados em:
Componentes aeroespaciais (eixos de turbina, estruturas)
Petróleo e gás quando se exige combinação de alta carga e corrosão
Passo 3
Princípios de soldabilidade e comparação
Para avaliar a soldabilidade consideramos fatores como: coeficiente de dilatação, condutividade térmica, sensibilidade a trincas por solidificação, formação de martensita ou precipitados na ZAC, e necessidade de pré-/pós-tratamento térmico.
Para avaliar a soldabilidade consideramos fatores como: coeficiente de dilatação, condutividade térmica, sensibilidade a trincas por solidificação, formação de martensita ou precipitados na ZAC, e necessidade de pré-/pós-tratamento térmico.
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Austeníticos:
Muito boa soldabilidade à TIG e MIG, pois não formam martensita e têm alta ductilidade.
Risco de trinca a quente (hot cracking) em ligas ricas em enxofre/fósforo, mas controlável com baixa velocidade e filler apropriado.
Em geral não exigem pré-aquecimento nem têm endurecimento na ZAC. -
Ferríticos:
Boa soldabilidade, mas baixa ductilidade de grão grosso na ZAC pode levar a fissuras.
Deve-se usar baixa entrada de calor para evitar crescimento de grão e perda de tenacidade.
Normalmente não requer pré-aquecimento, mas controles térmicos são críticos. -
Martensíticos:
Pior soldabilidade devido à tendência de formar martensita não temperada na ZAC, levando a trincas frias.
Exigem pré-aquecimento ( – C) e têm obrigatoriedade de têmpera/ revenimento pós-solda para aliviar tensões e amolecer a martensita. -
Dúplex:
Soldabilidade moderada: sensível ao equilíbrio austenita/ferrita.
É preciso controlar entrada de calor e velocidade de resfriamento para não desequilibrar fases nem precipitar fases intermetálicas (sigma).
Geralmente usa‐se filler de alta liga (com Ni) e às vezes pré-aquecimento leve. -
Endurecidos por precipitação (PH):
Soldam com relativa facilidade, mas perdem dureza na ZAC.
Exigem SOP (Sequence of Operations) incluindo envelhecimento (aging) pós-solda para recuperar a resistência mecânica.
Pré-aquecimento pouco usual, porém controle térmico para evitar precipitados grossos é importante.
Passo 4
Resumo comparativo de soldabilidade
A tabela abaixo dá um ranking qualitativo (● muito bom; ○ adequado; ▲ difícil):
A tabela abaixo dá um ranking qualitativo (● muito bom; ○ adequado; ▲ difícil):
Resposta
Em termos de aplicações, escolhe-se cada família conforme combinação de resistência mecânica, tenacidade e ambiente corrosivo (como descrito no Passo 2).
Quanto à soldabilidade, os austeníticos são os mais fáceis de soldar, seguidos pelos ferríticos e dúplex (com cuidados térmicos), enquanto martensíticos apresentam as maiores dificuldades e os PH exigem envelhecimento pós-solda para recuperar dureza.
Quanto à soldabilidade, os austeníticos são os mais fáceis de soldar, seguidos pelos ferríticos e dúplex (com cuidados térmicos), enquanto martensíticos apresentam as maiores dificuldades e os PH exigem envelhecimento pós-solda para recuperar dureza.