Aço inoxidável ferrítico

O que é o aço inoxidável ferrítico?

Em termos simples, o aço inoxidável ferrítico é uma liga com elevado teor de crómio, baixo teor de carbono e sem níquel. Ao contrário dos aços inoxidáveis austeníticos comuns (como o 304), o aço inoxidável ferrítico é distintamente magnético devido à sua estrutura cristalina específica e pode ser atraído por um íman. Esta composição e estrutura únicas conferem-lhe uma excelente resistência à corrosão e à oxidação, evitando o elevado custo do níquel.

Por esta razão, o aço inoxidável ferrítico tornou-se o material preferido para várias aplicações, incluindo sistemas de escape de automóveis, aparelhos domésticos e utensílios de cozinha.

Componentes principais

O desempenho do aço inoxidável ferrítico assenta na proporção exacta dos seus elementos-chave:

• Crómio (Cr): Este é o elemento de liga mais importante nos aços inoxidáveis ferríticos, com um teor que varia tipicamente entre 10,5% a 27%. O crómio é crucial para formar a camada de passivação de óxido de crómio densa e auto-regenerativa (a razão pela qual é "inoxidável"). Um teor mais elevado de crómio conduz a uma melhor resistência à corrosão.
• Carbono (C): O teor de carbono do aço inoxidável ferrítico é muito baixo, normalmente inferior a 0.1%. Este baixo teor de carbono assegura uma Cúbico centrado no corpo (BCC) estrutura cristalina, proporcionando boa ductilidade e soldabilidade e reduzindo a fragilidade durante o processamento.
• Níquel (Ni): Esta é a maior diferença entre os aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos. O aço inoxidável ferrítico é essencialmente isento de níquelo que não só lhe confere propriedades magnéticas, mas também reduz significativamente os custos de material e evita eficazmente fissuração por corrosão sob tensão.
• Outros elementos de liga: Alguns graus avançados podem incluir Molibdénio (Mo) para aumentar a resistência à corrosão por picadas e em fendas, ou Titânio (Ti) e Nióbio (Nb) para estabilizar o carbono e o azoto, melhorando ainda mais a soldabilidade.

Microestrutura e história

• Microestrutura: O núcleo do aço inoxidável ferrítico é a sua Cúbico centrado no corpo (BCC) estrutura cristalina, o que lhe confere boa condutividade térmica e propriedades magnéticas. No entanto, também o torna menos dúctil e resistente em comparação com o aço inoxidável austenítico.

 

• História: A origem do aço inoxidável ferrítico remonta ao início do século XX, onde foi inicialmente utilizado em cutelaria. Com os avanços na metalurgia, especialmente o desenvolvimento de aço inoxidável ferrítico de carbono extra-baixoCom o passar do tempo, a sua resistência à corrosão e soldabilidade melhoraram significativamente e o seu âmbito de aplicação expandiu-se rapidamente para incluir o sector automóvel, os electrodomésticos e outros domínios mais vastos.

Propriedades físicas do núcleo

As propriedades físicas do aço inoxidável ferrítico conferem-lhe vantagens significativas na gestão térmica e no controlo de custos. A tabela abaixo lista dados típicos de propriedades físicas para alguns tipos comuns, medidos a temperatura ambiente (aprox. 20°C):

Grau	Condutividade térmica (W/m-K)	Coeficiente de expansão térmica (10-⁶/°C)	Módulo de elasticidade (GPa)	Capacidade térmica específica (J/kg-K)
409	25	11.0	200	460
430	26	10.4	220	460
439	26.8	11.2	220	427
441	24	10.9	220	430
444	26.8	11.0	220	427
446	27.5	11.5	220	450
Austenítico 304	16.2	17.2	193	500

Nota: Os dados relativos ao aço inoxidável austenítico 304 são incluídos para comparação, realçando a elevada condutividade térmica e baixa expansão térmica de aço inoxidável ferrítico.

Classes e aplicações de aço inoxidável ferrítico

Existem numerosas qualidades de aço inoxidável ferrítico, tipicamente classificadas pela sua composição e diferenças de desempenho. A tabela abaixo lista alguns tipos comuns e as suas aplicações típicas:

ASTM/AISI	Norma GB	Elementos principais	Caraterísticas principais	Aplicações típicas
409	00Cr11Ti	Cr, Ti	Boa resistência a altas temperaturas, boa soldabilidade	Sistemas de escape para automóveis, conversores catalíticos
430	1Cr17	Cr	O tipo mais comum, de uso geral, com boa resistência à corrosão e rentável	Electrodomésticos, utensílios de cozinha, acabamentos arquitectónicos
434	01Cr17Mo	Cr, Mo	Molibdénio modificado, forte resistência à corrosão por picadas e fendas	Depósitos interiores de aquecedores de água, telhados, arquitetura exterior
436	00Cr18MoTi	Cr, Mo, Ti	Excelente resistência à corrosão e maleabilidade	Tambores de máquinas de lavar roupa, guarnições para automóveis
439	00Cr18Ti	Cr, Ti	Estabilizado em titânio, melhor capacidade de soldadura e expansão térmica	Tubos de escape de automóveis, permutadores de calor de fornos
441	00Cr18NbMo	Cr, Nb, Mo	Estabilização dupla, excelente soldabilidade, maior resistência ao calor	Equipamento de cozinha, tubos de escape de automóveis, permutadores de calor
444	00Cr18Mo2	Cr, Mo, Ti/Nb	Molibdénio modificado de alta qualidade, muito mais resistente à corrosão do que o 430	Colectores solares, reservatórios de água, permutadores de calor
446	1Cr25	Cr	Elevado teor de crómio, excelente resistência à oxidação	Peças para fornos industriais, permutadores de calor de alta temperatura

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Perguntas mais frequentes

Quais são os desafios de processamento do aço inoxidável ferrítico?

A principal desvantagem do aço inoxidável ferrítico é a sua fragilidade. Devido ao seu baixo teor de carbono, pode tornar-se mais frágil durante a soldadura a alta temperatura e é propenso a fissuras ao formar formas complexas. A nossa tecnologia profissional permite um controlo preciso dos parâmetros de processamento, evitando eficazmente estes problemas.

Qual é a diferença entre o aço inoxidável ferrítico e o aço inoxidável austenítico?

As principais diferenças entre estes dois tipos de aço inoxidável são a sua composição, magnetismo e aplicações. O aço inoxidável ferrítico não contém níquel e é magnético, sendo frequentemente utilizado em aplicações onde o custo e a resistência a altas temperaturas são fundamentais. O aço inoxidável austenítico contém níquel e não é magnético, sendo utilizado numa gama mais vasta de aplicações.

O aço inoxidável ferrítico enferruja?

Sim, qualquer aço inoxidável pode enferrujar se for utilizado num ambiente inadequado. O aço inoxidável ferrítico resiste à corrosão através da sua camada de óxido de crómio na superfície. Em condições normais de utilização, a sua resistência à corrosão é suficiente para a maioria das aplicações.