O que é o Aço Inox?

Aço Inox ou Stainless Steel significa "aço sem mancha". Os aços inoxidáveis apresentam características e propriedades que não são disponíveis em outros sistemas de ligas dos grupos ferrosos. A compreensão sobre o uso dessas ligas deve ser feita através do seu desenvolvimento histórico bem como sua relação com outros sistemas de ligas. A figura 1 é um diagrama que demonstra a posição das ligas de aços inoxidáveis em relação com outros sistemas de ligas ferrosas. Então, o aço inox pode ser definido como uma liga ferrosa com no mínimo 12% de cromo. Esta quantidade de cromo é responsável por uma substancial melhoria nas propriedades de reistência à corrosão e à oxidação. A expressão aço inoxidável, como é usualmente conhecido, nos dá uma idéia de um material que não se destrói mesmo quando submetido aos mais violentos abusos. Na verdade este tipo de aço não é eterno e sim apresenta uma maior resistência à corrosão, quando submetido a um determinado meio ou agente agressivo. Apresenta também uma maior resistência à oxidação a altas temperaturas em relação a outras classes de aços, quando, neste caso em particular, recebe a denominação de aço refratário. A resistência à oxidação e corrosão do aço inoxidável se deve principalmente a presença do cromo, que a partir de um determinado valor e em contato com o oxigênio, permite a formação de uma película finíssima de óxido de cromo sobre a superfície do aço, que é impermeável e insolúvel nos meios corrosivos usuais.

Como surgiu o Aço Inox?

Mais uma vez a necessidade fez com que o Homem buscasse soluções. Os primeiros trabalhos realizados no sentido de melhorar a resistência à oxidação das ligas de ferro datam meados do século XIX. Naquela época já se sabia que o ferro ligado a certos metais como: cobre, cromo, e níquel forneciam a resistência à oxidação aumentada. O verdadeiro descobrimento dos aços inoxidáveis e sobretudo a sua fabricação industrial se deu nos anos anteriores a Primeira Guerra Mundial, quase que simultaneamente na Inglaterra e na Alemanha. Em 1912 o inglês Harry Brearly, estudava uma liga Fe-Cr (13%) e justamente quando tentava fazer algumas observações metalográficas verificou que a liga fabricada resistia a maior parte dos reagentes. E foi Brearly mesmo que deu o nome a liga, chamando-a de "stainless steel" que traduzindo quer dizer "aço que não mancha". Na Alemanha, Eduard Maurer, que estudava uma liga Fe-Cr que continha além dos elementos da liga de Brearly cerca de 8% de Ni. Como resultado observou que a liga resistiu vários meses à vapores agressivos do laboratório no qual trabalhava.

Os Aços Inoxidáveis se dividem da seguinte forma: Ferríticos, martensíticos, austeníticos e de endurecimento por precipitação, tais denominações se dão por base nos fatores como composição, microestrutura e aspectos cristalográficos.

Ferríticos: Possuem de 14,5% à aproximadamente 27% de cromo. Na tabela 1 são demonstrados algumas composições típicas desses aços. Essa classe de aços não po ser endurecida por tratamento térmico mas podem ser encruados e recuzidos. Conforme o padrão AISI (American Iron and Steel Institute) pertencem a série 400. Possuem boa resistência à corrosão e à oxidação, podendo ser usado para aplicações a altas temperaturas. Os aços inoxidáveis ferríticos são mais resistentes à corrosão que os martensíticos mas menos que os austenísticos, em geral.

Martensíticos: Foram desenvolvidos de maneira a propiciar um grupo de ligas resistentes à corrosão e endurecíveis por tratamento térmico. Isto foi obtido graças a adição de carbono ao sistema binário ferro-cromo de maneira que a liga produzida pode ser temperada. A estrutura resultante deste tratamento térmico é a martensita que possui elevada resistência mecânica. Entretanto, essa liga resultante é menos resistente à corrosão que os grupos ferríticos e austeníticos.

Austeníticos: São formados pela adição de elementos como níquel ou manganês, nos sistema ferro-cromo, com o aumento da estabilidade da fase austenítica, por isso a denominação dessa classe de aços inoxidáveis. Devido as altas quantidades de cromo e níquel é que essa classe é a mais resistente à corrosão. Ao contrário dos aços ferríticos e martensíticos, os austeníticos são não-magnéticos. O padrão AISI (American Iron and Steel Institute) classifica esses aços como pertencentes a série 300. Na tabela abaixo temos as composições desses aços:

Essa classe de aço inoxidável não é tratável termicamente, mas pode endurecer significativamente por encruamento com trabalho a frio. Por exemplo: A tensão de escoamento do aço inoxidável do tipo 301 pode aumentar de 230 para 1380 MN/m2 por deformação a frio de 45%. Também podem estar sujeitos ao efeito transformação plástica induzida que é a transformação martensítica obtida pela deformação deformação mecânica o que também dá suave magnetismo a liga. São adicionados para conferir ao aço propriedades específicas como por exemplo: Molibdênio (nos tipo 316 e 316L) que melhora a resistência à corrosão por "pitting" em soluções clorídricas, cobre (tipo 304) para melhorar as propriedades de recalcamento , titânio (tipo 321) e nióbio (tipo 347) para melhorar a resistência à corrosão intergranular.

Parte do níquel desses aços pode ser substituído pelo manganês com vantagens econômicas e mínimo sacrifício na resistência à corrosão. Essa classe pertecem a série 200, como pode ser conferido na tabela abaixo:

Aço Inoxidáveis endureciveis por precipitação - pH: Os aços da série 400 contém maiores níveis de carbono, possuem melhor resistência mecânica, porém, a resistência a corrosão é afetada. Tratamos aqui do endurecimento por precipitação (precipitation hardenable - pH) que é a mesma técnica utilizada em ligas de alúminio, magnésio e níquel, entre outras que pode ser aplicada às ligas ferrosas resistentes a corrosão. Esse grupo de ligas pode ser subdividido em três famílias: austenítico, semi-austenítico e martensítico a tabela abaixo alguns exemplos dessas ligas:

A resistência a corrosão varia de um tipo de aço inoxidável para outro. Depende basicamente do agente corrosivo envolvido. A tabela abaixo mostra exemplos típicos:

*** É importante ressaltar que o processo corrosivo envolve muitas variáveis, assim, essa tabela deve ser utilizada apenas como uma aproximação entre os materiais e os meios corrosivos.

Tipo de aço inox e aplicações: