Em termos de composição química, qual a diferença entre os aços para vasos de pressão de parede grossa para aqueles destinados a operação em temperatura elevada?
Passo 1
O enunciado pergunta, em termos de química, como diferem dois tipos de aços usados em vasos de pressão:
- Aços para vasos de parede grossa que operam em temperaturas “normais” (até, digamos,
C). - Aços destinados a operação em temperatura elevada (acima de
C, até 600– C ou mais).
Conteúdo: metalurgia dos aços de baixa liga (carbono-manganês) versus aços de liga alta para resistência ao fluência e à corrosão/oxidação em altas temperaturas.
Passo 2
Descrevendo os aços para vasos de pressão de parede grossa em temperatura moderada:
– São, em geral, aços carbono-manganês de baixa liga.
– Teor de carbono típico: (para manter boa soldabilidade e tenacidade).
– Manganês: cerca de a
(para resistência mecânica e desoxidação).
– Silício: a
(para desoxidação).
– Vestígios de enxofre e fósforo (< 0,035 %) para evitar fragilização.
– Poucos ou nenhum elemento de liga forte como Cr, Mo ou Ni (normalmente < 0,50 % cada).
– São, em geral, aços carbono-manganês de baixa liga.
– Teor de carbono típico:
– Manganês: cerca de
– Silício:
– Vestígios de enxofre e fósforo (< 0,035 %) para evitar fragilização.
– Poucos ou nenhum elemento de liga forte como Cr, Mo ou Ni (normalmente < 0,50 % cada).
Passo 3
Descrevendo os aços para operação em temperatura elevada:
– São aços de baixa liga porém com adições significativas de elementos para resistência à fluência (creep) e à oxidação.
– Carbono mais baixo ainda a
para reduzir a fragilização por precipitados de carbonetos grossos.
– Cromo a
, dependendo da família) para formar uma película de óxido protetor e aumentar a resistência mecânica em T elevada.
– Molibdênio ( a
para retardar o crescimento de grão em altas temperaturas e reforçar a matriz ferrítica.
– Outros elementos de liga menores (vanádio, nióbio, tungstênio) em teores de a
para precipitação de nitretos/carbonetos finos, elevando a resistência à fluência.
– Silício e manganês em teores controlados a
para desoxidação e estabilidade da matriz.
– São aços de baixa liga porém com adições significativas de elementos para resistência à fluência (creep) e à oxidação.
– Carbono mais baixo ainda
– Cromo
– Molibdênio (
– Outros elementos de liga menores (vanádio, nióbio, tungstênio) em teores de
– Silício e manganês em teores controlados
Passo 4
Comparando os dois grupos:
– Aços de parede grossa “comuns” usam apenas carbono, manganês e silício em teores baixos, focando tenacidade e soldabilidade.
– Aços para altas temperaturas aumentam significativamente Cr e Mo e incluem elementos de precipitação (V, Nb, W) para garantir resistência ao fluência e formar filmes protetores de óxido.
– Aços de parede grossa “comuns” usam apenas carbono, manganês e silício em teores baixos, focando tenacidade e soldabilidade.
– Aços para altas temperaturas aumentam significativamente Cr e Mo e incluem elementos de precipitação (V, Nb, W) para garantir resistência ao fluência e formar filmes protetores de óxido.
Resposta
A principal diferença química é que, enquanto os aços de parede grossa para serviço convencional são basicamente carbono–manganês com pouco ou nenhum Cr e Mo, os aços para operação em temperatura elevada têm carbono mais baixo e adições expressivas de crômio e molibdênio (além de pequenas quantidades de vanádio, nióbio etc.) para garantir resistência ao creep, estabilidade microestrutural e proteção contra oxidação em altas temperaturas.