O aço inoxidável é utilizado em uma ampla gama de aplicações devido à sua versatilidade. Sua alta resistência à tração, corrosão e ferrugem o torna uma parte importante da prototipagem rápida. Para trabalhar com aço inoxidável, é fundamental compreender todas as suas propriedades. Portanto, é necessário um guia de seleção de materiais para aço inoxidável que descreva os diferentes tipos de aço inoxidável, suas classes, qualidades e aplicações.
Para facilitar, este artigo ajudará você a escolher o aço inoxidável certo. Ele detalha os diferentes graus de aço inoxidável, como ele funciona e os diferentes tipos de aço inoxidável que você pode usar em seu projeto. Também dará uma ideia de como escolher o grau certo de aço inoxidável para prototipagem rápida.
Índice
O que é aço inoxidável?
Propriedades dos materiais de aço inoxidável
Os elementos metálicos que compõem o aço inoxidável desempenham um papel importante em suas propriedades químicas e mecânicas. Por isso, é um material essencial em métodos de fabricação por prototipagem rápida, como usinagem CNC e fabricação de chapas metálicas. As qualidades do aço inoxidável dependem do tipo de aço inoxidável que você deseja usar. No entanto, a seguir, algumas propriedades gerais do aço inoxidável que se aplicam a todos os tipos de aço que você pode usar.
Resistência à corrosão
O aço inoxidável contém cromo, o que o torna altamente resistente à corrosão. Esta é uma das propriedades mais importantes do aço e o torna útil em muitos processos de prototipagem rápida, como a usinagem CNC. O aço inoxidável também pode suportar condições químicas e atmosféricas adversas devido à forma como os elementos são misturados.
Alta resistência à tração
Outra característica importante do aço inoxidável é sua alta resistência à tração. Por isso, o aço inoxidável é um excelente material para a fabricação de itens que suportam pressão e peso.
Força e Resistência
O aço inoxidável resiste ao atrito e ao impacto, mesmo em ambientes agressivos. Ele também suporta energia e não racha nem quebra quando submetido à pressão.
Ductilidade
O aço inoxidável é altamente dúctil e, portanto, pode suportar as tensões do processo de fabricação sem deformação. Além disso, o aço inoxidável é duro e perde calor rapidamente. Portanto, é difícil cortá-lo ou moldá-lo sem as ferramentas certas. Se for necessário retrabalho, isso pode levar a danos e desperdício de peças.
Vantagens do Aço Inoxidável
O aço inoxidável é utilizado em diversas aplicações devido às suas inúmeras propriedades úteis. Alguns dos motivos pelos quais o aço inoxidável é utilizado em diferentes indústrias estão listados abaixo.
- Resistência à corrosãoComo o aço inoxidável é uma liga, o cromo o torna resistente à ferrugem. Portanto, o aço inoxidável pode ser usado para fabricar itens resistentes a cloro, álcalis e ambientes ácidos sem enferrujar. Diferentes tipos de aço inoxidável, como 416, 316, 440, 2205, etc., apresentam excelente resistência à corrosão.
- Resistência à tracção. Aços inoxidáveis como os graus 416 e 431 apresentam maior resistência à tração do que outros metais, pois podem suportar maiores pesos e tensões, mesmo em temperaturas muito altas ou baixas.
- Facilidade de manutenção. O aço inoxidável é fácil de manter depois de fabricado, por isso seu valor a longo prazo é maior que seu custo inicial.
- Resistente ao calor. Aços inoxidáveis como 2205 e 416 são resistentes à formação de crostas causada por altas temperaturas. Portanto, são mais adequados para a fabricação de itens expostos a temperaturas extremas.
Desvantagens do Aço Inoxidável
No entanto, existem alguns problemas com o aço inoxidável, embora suas propriedades o tornem útil em muitas situações. Aqui estão algumas das desvantagens de usar aço inoxidável em seu próximo projeto.
- Caro. O aço inoxidável contém elementos de liga adicionais, como níquel e cromo. Isso o torna mais caro do que outros tipos de aço. Esses elementos são essenciais para a resistência do aço inoxidável à ferrugem. Devido à forma como o aço inoxidável é processado, seu tratamento de superfície e polimento também são caros.
- Fácil de se sujar. Produtos de aço inoxidável sujam facilmente, o que reduz sua atratividade.
- Difícil de fabricar. A fabricação pode ser muito difícil dependendo do tipo de aço inoxidável utilizado. Portanto, você precisa conhecer os diferentes tipos de aço inoxidável antes de escolher o ideal.
Diferentes tipos de aço inoxidável
Antes de selecionar o tipo de aço inoxidável para o seu projeto, você precisa entender os diferentes tipos de aço inoxidável. Cada tipo de aço inoxidável possui propriedades diferentes. Portanto, são boas escolhas em alguns casos. Abaixo estão os principais tipos de aço inoxidável e as classes às quais pertencem.
Aço inoxidável ferrítico
Aços inoxidáveis ferríticos são comumente usados em projetos de construção por serem mais resistentes do que outros tipos de aço. Possuem a mesma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC) do ferro puro ou do aço carbono e contêm mais ferro e cromo, além de pequenas quantidades de outros metais.
Devido à sua estrutura, o aço inoxidável ferrítico não pode ser endurecido por aquecimento. O aço inoxidável ferrítico também é mais barato. Quando a aparência não é importante, o aço inoxidável ferrítico é uma boa escolha.
Nos diferentes tipos de aço ferrítico, você pode encontrar elementos metálicos como níquel, manganês, silício, fósforo, enxofre e titânio. Abaixo, uma lista de tipos comuns de aço inoxidável feitos de aços ferríticos:
- Grau 409. Este aço inoxidável não enferruja em temperaturas extremas e possui boas propriedades mecânicas. É usado principalmente em escapamentos de automóveis e em edifícios expostos a altas temperaturas, etc.
- Grau 416. Este tipo de aço ferrítico é mais adequado para usinagem. Por isso, é utilizado na fabricação de peças usinadas roscadas, porcas, eixos de bombas e motores, válvulas e engrenagens.
- Grau 430. O aço inoxidável ferrítico grau 430 é menos propenso à ferrugem. Também é resistente ao calor e à oxidação. Portanto, este tipo de aço inoxidável é comumente utilizado na fabricação de produtos alimentícios e domésticos.
Aços inoxidáveis austeníticos
Um dos tipos de aço mais conhecidos no mercado é o aço inoxidável austenítico, como o aço inoxidável 316. Eles possuem uma estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC) e contêm altos teores de níquel e cromo. Como resultado, apresentam excelente resistência à corrosão e são não magnéticos, especialmente após o recozimento.
Devido à alta quantidade de níquel e à resistência após o trabalho a frio, os aços inoxidáveis austeníticos funcionam bem em baixas temperaturas. Além disso, o aço inoxidável austenítico pode ser utilizado nas indústrias alimentícia e de manufatura. A seguir, três aços inoxidáveis austeníticos comumente utilizados e suas respectivas aplicações.
- Grau 316. O grau 316 está disponível em dois tipos: 316 e 316 L. Ambos os tipos são fáceis de trabalhar. Por isso, podem ser utilizados na indústria alimentícia e na geração de energia para a fabricação de produtos por meio de técnicas de prototipagem rápida.
- Grau 304. É provável que você encontre esse tipo de aço inoxidável. Seus materiais não ferrosos são níquel e cromo. Por isso, é usado na fabricação de itens que podem ser utilizados em ambientes de água salgada. É usado na fabricação de itens como fixadores, tubos e freezers utilizados na indústria alimentícia.
- Grau 310Este aço inoxidável pode ser muito resistente a altas temperaturas. São usados como materiais criogênicos em tanques de combustão por serem muito resistentes ao calor e à incrustação. Com base nessa característica, eles têm outros usos.
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Aços inoxidáveis martensíticos
Aços inoxidáveis martensíticos contêm altos teores de carbono (0,1% a 0,12%) e cromo (10,5% a 18%) e são magnéticos. Devido ao seu alto teor de carbono, esses aços inoxidáveis requerem aquecimento e resfriamento para endurecer.
Como resultado, eles podem ser usados em aplicações que exigem a resistência, a resistência e a usinabilidade do aço inoxidável. Existem muitos tipos de aço inoxidável martensítico. A seguir, alguns dos mais comumente usados em prototipagem rápida.
- Grau 431. Dos aços inoxidáveis martensíticos que discutimos aqui, o Grau 431 é o menos suscetível à ferrugem. Após tratamento térmico, como revenimento, ele endurece e é muito resistente à corrosão. Por esse motivo, é frequentemente usado na fabricação de peças para uso em água doce.
- Grau 440. O aço grau 440 está disponível em três variantes: 440a, 440b e 440c. São feitos de aço duro de alto carbono, tratado termicamente para torná-lo forte e resistente ao desgaste. Além disso, não são danificados por ácidos, álcalis ou água. Portanto, podem ser usados em cenários que envolvam tais condições.
- Grau 416. Se você deseja usinar aço inoxidável, o grau 416 é um dos melhores tipos (cerca de 85% de usinabilidade). É, portanto, um material importante para a fabricação de eixos de motores, parafusos, porcas, parafusos, engrenagens e válvulas.
Aço inoxidável duplex
O aço inoxidável duplex é um novo tipo de aço inoxidável composto principalmente por quantidades iguais de elementos ferrita e austenita. Essa mistura apresenta altíssima resistência e resistência à corrosão, especialmente à corrosão por cloreto.
Eles também são resistentes ao estresse, pois contêm altos níveis de cromo e molibdênio e baixos níveis de níquel. Isso os torna duas vezes mais resistentes que outros tipos de aço. Os aços duplex são econômicos e comumente usados em aplicações offshore, construção civil e outros setores. Os aços duplex estão disponíveis em dois tipos diferentes:
- Grau 2304. As pessoas preferem o aço inoxidável 2304 porque ele não enferruja e é muito resistente. Ele é melhor do que o aço inoxidável 316 porque não contém molibdênio. É um material popular na fabricação de itens para a indústria de alimentos e bebidas.
- Grau 2205. O aço inoxidável grau 2205 possui as propriedades do aço inoxidável ferrítico e austenítico. É altamente resistente à ferrugem devido ao seu alto teor de molibdênio e cromo.
Aço inoxidável endurecido por precipitação
Aços inoxidáveis endurecidos por precipitação são aços inoxidáveis austeníticos ou martensíticos. Eles também podem ser tratados termicamente para facilitar o trabalho, magnetizar e se tornarem muito resistentes. Os tipos de aço inoxidável podem ser diferenciados com base no teor de níquel e cromo. A seguir, alguns tipos comuns de aço inoxidável endurecidos por precipitação.
- 17-4PH (17% cromo, 4% níquel)Este aço inoxidável contém cromo 17% e níquel 4%. Devido à sua alta resistência à corrosão, pode ser usado em muitas aplicações relacionadas a alimentos. Também é usado para usinagem CNC maior aplicações, como a fabricação de pás de motores de aeronaves ou outras peças mecânicas.
- 15-5 PH (15% cromo, 5% níquel). O cromo 15% e o níquel 5% compõem este tipo de aço inoxidável, que possui as mesmas propriedades desses dois materiais. Ele pode ser usado para fabricar diversos produtos, como peças de aeronaves, válvulas, engrenagens, eixos, peças de poços de petróleo e peças de reatores nucleares.
Como escolher o tipo certo de aço inoxidável
Existem diferentes tipos de aço inoxidável. Por isso, existem diversas opções para iniciantes. No entanto, pode ser difícil escolher o tipo correto de aço inoxidável para o seu projeto. Portanto, esta seção servirá como um guia para a seleção de materiais de aço inoxidável, destacando os diferentes fatores que ajudarão você a decidir qual tipo de aço inoxidável usar.
Considere o processo de soldagem
Aços inoxidáveis austeníticos são adequados para qualquer processo que exija a fabricação de aço inoxidável com boa soldabilidade. Isso ocorre porque eles têm baixo teor de carbono.
Você também pode soldar aços inoxidáveis ferríticos, como 409 e 430. O aço martensítico, por outro lado, não é adequado para soldagem porque é fraco, quebra facilmente e racha com frequência.
Considere a formabilidade
Aços austeníticos, como 316 e 304, e aços ferríticos, como 430 e 409, são boas opções para processos que exigem aços inoxidáveis fáceis de conformar. Aços inoxidáveis martensíticos são menos quebradiços e difíceis de conformar.
Resistência à corrosão
Entre os diferentes tipos de aço inoxidável, o aço inoxidável austenítico é altamente resistente à corrosão. Isso ocorre porque contém altos teores de cromo e molibdênio. Pode ser usado em ambientes externos, pois não é afetado por intempéries e outros fatores. Os aços ferrítico e martensítico são mais baratos que os austeníticos em termos de resistência à corrosão.
Tratabilidade Térmica
O tratamento térmico é um fator importante a ser considerado ao escolher o tipo certo de aço inoxidável para um projeto. A martensita 17-4 PH pode ser tratada termicamente. No entanto, os aços austeníticos e ferríticos não suportam as altas temperaturas associadas ao tratamento térmico.
Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas do aço inoxidável são, obviamente, muito importantes na escolha do aço certo. Considere fatores como temperatura, resistência, tenacidade, ductilidade e extensibilidade antes de fazer sua escolha.
Custo-efetividade e disponibilidade
A qualidade é muito importante na escolha do tipo certo. Você pode escolher um tipo que seja fácil de encontrar, menos sujeito à corrosão, mais barato e de boa qualidade. O aço austenítico é uma boa escolha em termos de qualidade, mas é mais difícil de encontrar por ser mais caro do que outros tipos de aço.
Usos e aplicações comuns do aço inoxidável
Muitos tipos diferentes de indústrias utilizam o aço inoxidável de diferentes maneiras. Aqui estão algumas das maneiras pelas quais o aço inoxidável é usado em produtos de prototipagem rápida.
Indústria alimentícia
Utensílios de cozinha como pias, talheres, pratos e travessas são feitos de aço inoxidável. Ele pode ser usado nessa área porque não enferruja nem corrói e não permite o crescimento de microrganismos.
Área Médica
A área médica é uma área importante onde o aço inoxidável é utilizado. Nesse caso, o aço inoxidável pode ser usado para fabricar instrumentos cirúrgicos. Por exemplo, pode ser usado em implantes cirúrgicos para consertar ossos quebrados e em instrumentos de implante.
Indústrias aeroespacial e automotiva
Peças de aviões e automóveis são feitas de aço inoxidável, um material importante. O aço inoxidável pode ser usado nessas áreas, desde que seja fabricado de forma correta e precisa.
Outras indústrias
O aço inoxidável também pode ser usado de outras maneiras, como na fabricação de utensílios de cozinha e produtos de iluminação. Como você pode ver, o aço inoxidável é muito versátil, o que é importante para a fabricação de prototipagem rápida, como a usinagem CNC.
Conclusão
Os materiais de aço inoxidável são muito importantes na fabricação. A escolha do aço inoxidável depende de muitos fatores, como a qualidade e as propriedades do aço inoxidável. Este artigo ajudará você a entender completamente isso, explicando como escolher o aço inoxidável certo. Ele aborda os diferentes tipos de aço inoxidável, suas qualidades e características. Também fornece orientações sobre como escolher o aço certo para você.
Perguntas frequentes
Por que o aço inoxidável não enferruja?
As propriedades de resistência à ferrugem do aço inoxidável advêm das propriedades dos metais constituintes. Devido à presença de elementos como o cromo, o aço inoxidável apresenta excelente resistência à corrosão.
Qual é o melhor aço inoxidável?
Dependendo de suas necessidades e localização, o aço inoxidável grau 316 é altamente resistente à corrosão e é a melhor escolha para exposição ao cloro, produtos químicos e ao meio ambiente.
Quanto tempo dura o aço inoxidável?
A vida útil do aço inoxidável é relativa, pois depende de como e onde é usado e dos elementos que o compõem. Normalmente, a vida útil do aço inoxidável varia de 20 a mais de 1.000 anos.