Aço inoxidável ferrítico refere-se ao aço inoxidável com ferrita cúbica centrada no corpo como estrutura de matriz em alta temperatura e temperatura normal. O aço inoxidável ferrítico tem ferro e cromo como elementos principais, geralmente não contém níquel e alguns contêm uma pequena quantidade de molibdênio, titânio ou nióbio e outros elementos. Possui boa resistência à oxidação, resistência à corrosão e resistência à fissuração por corrosão por cloreto. Além disso, o aço inoxidável ferrítico também possui características de grande condutividade térmica, pequeno coeficiente de expansão, boa resistência à oxidação e excelente resistência à corrosão sob tensão. É usado principalmente para fabricar peças resistentes à corrosão atmosférica, ao vapor de água, à água e à corrosão por ácidos oxidativos. As classes representativas de aço inoxidável ferrítico são: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) de acordo com ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, de acordo com a norma EN...etc.
O aço inoxidável ferrítico pode ser dividido em baixo cromo, médio cromo e alto cromo de acordo com o teor de cromo. De acordo com a pureza do aço, especialmente o teor de impurezas de carbono e nitrogênio, ele pode ser dividido em aço inoxidável ferrítico comum e aço inoxidável ferrítico ultrapuro. O aço inoxidável ferrítico comum tem as desvantagens de baixa temperatura e fragilidade à temperatura ambiente, sensibilidade ao entalhe, alta tendência à corrosão intergranular e baixa soldabilidade. Embora este tipo de aço tenha sido desenvolvido anteriormente, a sua aplicação industrial tem sido bastante restrita. Essas deficiências do aço inoxidável ferrítico comum estão relacionadas à pureza do aço, especialmente ao alto teor de elementos intersticiais como carbono e nitrogênio no aço. Contanto que o carbono e o nitrogênio no aço sejam suficientemente baixos, as deficiências acima podem basicamente ser superadas.
Comparado comaço inoxidável austenítico, o aço inoxidável ferrítico tem melhor resistência à corrosão, resistência ao calor e processabilidade. Como a fase ferrita dificilmente dissolve o carbono, a ferrita tem as características de ser macia e fácil de deformar. Assim como o aço inoxidável martensítico, como a estrutura treliçada é uma estrutura cúbica de corpo centrado, ela é paramagnética, portanto o aço inoxidável ferrítico é magnético. O aço inoxidável austenítico não é magnético devido à sua estrutura cúbica de face centrada.
O preço do aço inoxidável ferrítico não é apenas relativamente baixo e estável, mas também possui muitas características e vantagens exclusivas. Está provado que o aço inoxidável ferrítico é um excelente material alternativo.
Aço inoxidável ferrítico comum
Esses aços incluem baixo, médio e alto teor de cromo. O aço inoxidável ferrítico com baixo teor de cromo contém cerca de 11% a 14% de cromo, como 00Cr12 e 0Cr13Al na China. AISI americano 400, 405, 406MF-2. Este tipo de aço apresenta boa tenacidade, plasticidade, deformação a frio e soldabilidade. Como o aço contém uma certa quantidade de cromo e alumínio, ele apresenta boa resistência à oxidação e à ferrugem. 405 pode ser usado como torre de refino de petróleo, revestimento de tanque, lâmina de turbina a vapor, dispositivo resistente à corrosão de enxofre de alta temperatura, etc. 400 para eletrodomésticos e eletrodomésticos, etc. Aço inoxidável ferrítico de cromo médio, o teor de cromo é de 14% a 19%, como 1Cr17 e 1Cr17Mo na China. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 nos Estados Unidos. Este tipo de aço apresenta melhor resistência à ferrugem e corrosão. Seu coeficiente de endurecimento por trabalho é pequeno (n≈2) e tem bom desempenho de estampagem profunda, mas sua ductilidade é baixa. O aço inoxidável ferrítico AISI 430 é usado para decoração arquitetônica, decoração de automóveis, equipamentos de cozinha, queimadores de gás e peças de equipamentos industriais de ácido nítrico, etc. AISI 434 é usado para decoração externa de automóveis e edifícios. 439 é usado como mangueira para aquecedores de água a gás, gasodutos e gasodutos, etc. O aço inoxidável ferrítico com alto teor de cromo contém 19% a 30% de cromo, como Cr18Si2 e Cr25 na China, AISI 442, AISI 443 e AISI 446 nos Estados Unidos Estados. Esses aços apresentam boa resistência à oxidação. AISI 442 é usado continuamente na atmosfera, a temperatura limite superior é 1035°C e a temperatura máxima para uso contínuo é 980°C. O aço inoxidável ferrítico AISI 446 possui melhor resistência à oxidação.
Aço inoxidável ferrítico de alta purezal
Este tipo de aço contém carbono e nitrogênio extremamente baixos; alto cromo, molibdênio, titânio, nióbio e outros elementos. Como 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 da China. Este tipo de aço possui boas propriedades mecânicas (especialmente tenacidade), soldabilidade, resistência à corrosão intergranular, resistência à corrosão por pites, resistência à corrosão em frestas e excelente resistência à corrosão sob tensão. Por exemplo, o aço inoxidável ferrítico 18-2 tem boa resistência à corrosão em ácido nítrico, ácido acético, NaOH, resistência à corrosão por pite em 3% NaCl e FeCl3 é equivalente ou excede o aço inoxidável austenítico 18-8, aço 26CrMo em muitos meios Resistência à corrosão , especialmente em ácidos orgânicos, ácidos oxidantes e álcalis fortes. Possui boa resistência à corrosão por pite em meio de cloreto forte. Nenhuma corrosão sob tensão ocorre em cloreto, sulfeto de hidrogênio, ácido sulfúrico excessivo e álcalis fortes. 30Cr-2Mo tem maior resistência à corrosão por pites e corrosão em frestas, mantendo a resistência à corrosão sob tensão.
Resistência à corrosão do aço inoxidável ferrítico
(1) Corrosão uniforme.
O cromo é o elemento mais fácil de passivar. No ambiente atmosférico, a liga de ferro-cromo com teor de cromo superior a 12% pode ser autopassivada. No meio oxidante, o teor de cromo pode ser passivado se for superior a 17%. Em alguns meios corrosivos, podem ser adicionados alto cromo e molibdênio, níquel, cobre e outros elementos para obter boa resistência à corrosão.
(2) Corrosão intergranular.
Os aços inoxidáveis ferríticos, assim como os aços inoxidáveis austeníticos, sofrem corrosão intergranular, mas o tratamento de sensibilização e o tratamento térmico para evitar essa corrosão são exatamente o oposto. O aço inoxidável ferrítico é propenso à corrosão intergranular devido ao resfriamento rápido acima de 925°C, e o estado (estado sensibilizado) que é suscetível à corrosão intergranular pode ser eliminado após um curto período de revenido a 650-815°C. A corrosão intergranular do aço ferrítico também é resultado do esgotamento do cromo causado pela precipitação do carboneto. Portanto, reduzir o teor de carbono e nitrogênio no aço e adicionar elementos como titânio e nióbio pode reduzir a suscetibilidade à corrosão intergranular.
(3) Corrosão por picadas e frestas.
O cromo e o molibdênio são os elementos mais eficazes para melhorar a resistência à corrosão por pites e frestas do aço inoxidável. À medida que o teor de cromo aumenta, o teor de cromo no filme de óxido também aumenta e a estabilidade química do filme aumenta. O molibdênio é adsorvido na superfície do metal ativo na forma de MoO4, o que inibe a dissolução do metal, promove a repassivação e evita danos ao filme. Portanto, o aço inoxidável ferrítico com alto teor de cromo e molibdênio tem excelente resistência à corrosão por pites e frestas.
(4) Resistência à corrosão sob tensão.
Devido às características da estrutura organizacional, o aço inoxidável ferrítico é resistente à corrosão no meio onde o aço inoxidável austenítico produz fissuração por corrosão sob tensão.
Propriedades mecânicas do aço inoxidável ferrítico
O aço inoxidável ferrítico não pode ser reforçado por tratamento térmico porque não há mudança de fase. Geralmente, é usado após recozimento a 700-800°C. Devido ao tamanho atômico semelhante do ferro e do cromo, o efeito de fortalecimento da solução sólida é pequeno, a resistência ao escoamento e a resistência à tração do aço inoxidável ferrítico são ligeiramente superiores às do aço de baixo carbono e a ductilidade é inferior à do aço de baixo carbono. .
1) Fragilidade à temperatura ambiente do aço inoxidável ferrítico comum.
O aço inoxidável ferrítico comum é sensível a entalhes e a temperatura de transição frágil está acima da temperatura ambiente, exceto para o aço inoxidável ferrítico com baixo teor de cromo. Quanto maior o teor de cromo, maior será a fragilidade ao frio. Essa fragilidade a frio está relacionada aos elementos intersticiais como carbono e nitrogênio no aço, e o aço ferrítico ultrapuro possui baixíssimo teor de carbono em elementos intersticiais como carbono e nitrogênio, podendo obter boa tenacidade, e a transição frágil a temperatura pode ser reduzida abaixo da temperatura ambiente.
2) Fragilização por alta temperatura do aço inoxidável ferrítico comum.
O aço inoxidável ferrítico comum é aquecido acima de 927°C e depois resfriado rapidamente até a temperatura ambiente, a plasticidade e a tenacidade são significativamente reduzidas. Esta fragilização em alta temperatura está relacionada à rápida precipitação de compostos de carbono (nitreto) nos limites dos grãos ou discordâncias a uma temperatura de 427-927 °C. A redução do teor de carbono e nitrogênio do aço (usando tecnologia ultrapura) pode melhorar significativamente essa fragilidade. Além disso, quando o aço ferrítico é aquecido acima de 927°C, a capacidade do grão ficará grosseira e o grão grosso deteriorará a plasticidade e a tenacidade do aço.
3) Formação da fase σ.
De acordo com o diagrama de fases ferro-cromo, quando mantida a 500-800°C, a liga contendo 40%-50% de cromo formará uma fase única σ, e a liga contendo menos de 20% ou mais de 70% de cromo formará uma estrutura bifásica α+σ. A formação da fase σ reduzirá significativamente a ductilidade e a tenacidade do aço. Portanto, o aço inoxidável ferrítico não deve ser usado por muito tempo entre 500 e 800 °C.
4) Fragilidade a 475°C.
O aço ferrítico com alto teor de cromo (>15%) ficará fortemente fragilizado quando mantido a 400-500 °C. Este tipo de fragilização leva menos tempo que a precipitação da fase σ. Por exemplo, quando o aço inoxidável ferrítico 0,080C-0,4Si-16,9Cr é mantido a 450°C por 4 horas, a resistência ao impacto à temperatura ambiente quase cai para zero. O grau de fragilização aumenta com o aumento do teor de cromo, mas a tenacidade pode ser recuperada após tratamento acima de 600 °C. A fragilização a 475°C é o resultado da precipitação da fase alfa rica em cromo. Esse aço deve evitar aquecimento próximo a 475°C.
Horário da postagem: 02 de maio de 2023