O aço inoxidável é definido como um grupo de ligas de ferro-crómio resistentes à corrosão (ligas Fe-Cr) com um mínimo de 10,5% Cr. O crómio forma uma camada passiva de óxido que protege o metal de base da corrosão.
Classificação abrangente de ligas de aço inoxidável fundido, detalhando tipos como austenítico, ferrítico, martensítico, duplex, endurecimento por precipitação e aços resistentes ao calor, juntamente com as respectivas designações de liga.
Este guia enumera os seis tipos principais e 43 graus comuns de aço inoxidável relevantes para a indústria de fundição, detalhando a sua composição típica, propriedades mecânicas e de corrosão, e aplicações primárias de fundição. Os tipos listados estão relacionados com as normas comuns da indústria para peças fundidas de aço, incluindo ASTM A743/A744/A890 (EUA), EN 10283 (Europa), e GB/T (China). Os tipos fundidos têm frequentemente composições modificadas em comparação com os seus equivalentes forjados para otimizar a fundição, a soldabilidade e a resistência à corrosão através do controlo de elementos como o carbono, o silício e a ferrite delta.
Aços inoxidáveis austeníticos (Série CF)
Os aços inoxidáveis austeníticos são o grupo mais utilizado, caracterizado por uma estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC). São não magnético, possuir excelentes soldabilidade, elevada ductilidade e excelente resistência geral à corrosão. Na fundição, o teor de ferrite $\delta$ deve ser cuidadosamente controlado (tipicamente 3%-30%) para evitar a rutura a quente e melhorar a soldabilidade.
| Grau | Composição típica | Propriedades | Aplicações típicas de fundição |
| 201 | Baixo teor de Ni (~4-5,5% Ni), alto teor de Mn (5,5-7,5% Mn), 16-18% Cr | Elevada taxa de endurecimento por trabalho; boa resistência à corrosão para ambientes amenos. | Equipamento de restauração, peças estruturais em ambientes amenos. |
| 202 | Baixo teor de Ni (~4-6% Ni), alto teor de Mn (7,5-10% Mn), 17-19% Cr | Semelhante ao 201, mas com ductilidade ligeiramente inferior; resistência moderada à corrosão. | Acabamentos arquitectónicos, componentes de processo não críticos. |
| 301 | ~17% Cr, 7% Ni, 0.15% C max | Elevada resistência quando trabalhado a frio; boa resistência à corrosão. | Componentes estruturais, aplicações de molas. |
| 302 | ~18% Cr, 8% Ni, 0.15% C max | Grau de utilização geral; boa ductilidade e resistência à corrosão. | Tampas, caixas, acessórios de uso geral. |
| 303 | ~18% Cr, 8% Ni, S/Se adicionado | Aumento da maquinabilidade devido ao enxofre/selénio; redução da corrosão e da soldabilidade. | Conectores roscados, peças que requerem maquinação extensiva. |
| 304 / CF8 | ~18-20% Cr, 8-11% Ni, 0.08% C max | Excelente resistência geral à corrosão; altamente dúctil e soldável; suscetível à precipitação de carbonetos a 425-870 graus Celsius. | Corpos de bombas, carcaças de válvulas, acessórios para tubos, flanges. |
| 304L / CF3 | ~18-20% Cr, 8-12% Ni, 0,03% C max | O carbono reduzido minimiza a sensibilização e a corrosão intergranular; excelente soldabilidade sem tratamento térmico pós-soldagem (PWHT). | Componentes soldados, equipamento de processamento químico, serviço criogénico. |
| 316 / CF8M | ~16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo, 0,08% C max | A adição de molibdénio proporciona uma resistência superior à corrosão por picadas e fendas, especialmente em cloretos. | Ferragens marítimas, válvulas e bombas para a indústria química/papelaria. |
| 316L / CF3M | ~16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo, 0,03% C max | O baixo teor de carbono com Mo aumenta a resistência à corrosão por pite e uma excelente resistência à corrosão pós-soldadura. | Equipamentos de processamento de alimentos, reactores farmacêuticos, ambientes químicos agressivos. |
| 316Ti | ~17% Cr, 12% Ni, 2,5% Mo, estabilizado com Ti | A adição de titânio estabiliza o carbono, melhorando a resistência a altas temperaturas e a resistência à sensibilização. | Componentes que funcionam a temperaturas elevadas (até 550 graus Celsius). |
| 321 | ~17% Cr, 10.5% Ni, Ti estabilizado | O titânio estabiliza o carbono, evitando a corrosão intergranular após exposição a 425-870 graus Celsius. | Peças de aeronaves, colectores de escape, componentes em ciclos térmicos. |
| 347 | ~18% Cr, 11% Ni, estabilizado com Nb/Ta | Estabilização de nióbio/tântalo para uma melhor resistência à corrosão intergranular na gama de sensibilização. | Peças para recipientes sob pressão a alta temperatura, permutadores de calor. |
| 904L (fundido eq.) | ~20% Cr, 25% Ni, 4.5% Mo, baixo C, 1.5% Cu | Resistência muito elevada ao ácido sulfúrico e à fissuração por corrosão sob tensão por cloretos; totalmente austenítico. | Equipamento para água do mar, depuradores de controlo da poluição. |
| CF8C | ~19% Cr, 10% Ni, estabilizado com Nb/Ta | Estabilização de nióbio/tântalo, semelhante ao 347, para componentes fundidos que requerem resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão pós-soldadura. | Válvulas de vapor de alta pressão, equipamento de produção de energia. |
Aços inoxidáveis ferríticos (Série CB / CC)
Os aços inoxidáveis ferríticos contêm elevado teor de crómio e baixo ou nulo teor de níquel, o que lhes confere uma magnético estrutura. Oferecem boa resistência à fissuração por corrosão sob tensão e à oxidação a temperaturas elevadas. São geralmente menos resistentes e menos soldáveis do que os austeníticos.
| Grau | Composição típica | Propriedades | Aplicações típicas de fundição |
| 405 | 11.5-13.5% Cr, $0.2\% \text{Al}$, baixo C | O alumínio reduz o endurecimento; boa soldabilidade; resistência à corrosão modesta. | Peças para fornos, caixas de recozimento. |
| 409 / CB30 / CC50 | 11.5-13% Cr, Ti/Nb estabilizado, baixo C | Boa resistência à oxidação; adequado para altas temperaturas; resistência à corrosão ligeira. | Sistemas de escape para automóveis, permutadores de calor. |
| 410L | 11,5-13,5% Cr, baixo C | Resistência inferior à do 410; boa ductilidade e formabilidade; resiste à corrosão atmosférica ligeira. | Componentes estruturais em ambientes amenos. |
| 430 (equivalente fundido) | 16-18% Cr, baixo teor de Ni | Boa ductilidade e resistência ao ácido nítrico; resistência moderada à corrosão e ao calor. | Acabamentos decorativos, peças não críticas em processos químicos. |
| 434 (equivalente fundido) | 16-18% Cr, 1% Mo | O molibdénio melhora a resistência à corrosão; boa resistência ao calor. | Acabamento automóvel, electrodomésticos, reservatórios de água quente. |
| 436-444 (gama eq. fundida) | 16-26% Cr, Mo/Nb/Ti (Cr mais elevado, Mo para melhor corrosão) | Excelente resistência à corrosão por pite e em fendas; resistência a altas temperaturas e resistência à oxidação. | Peças de combustão a alta temperatura, ambientes aquosos mais agressivos. |
Aços inoxidáveis martensíticos (Série CA)
Os aços inoxidáveis martensíticos são endurecíveis por tratamento térmico (têmpera e revenimento) para obter uma elevada resistência, dureza e resistência ao desgaste. São magnéticos e têm geralmente um teor de crómio inferior ao dos tipos ferríticos, o que resulta numa menor resistência geral à corrosão.
| Grau | Composição típica | Propriedades | Aplicações típicas de fundição |
| CA15 (aprox. 410) | 11.5-14% Cr, max 1.0% Ni, 0.15% C max | Endurecível até à alta resistência; resistência moderada à corrosão; boa resistência à abrasão. | Guarnições de válvulas, impulsores de bombas, pás de turbinas a vapor. |
| CA6NM (13Cr-4Ni) | 11,5-14% Cr, 3,5-4,5% Ni, baixo C, 0,5-1,0% Mo | Excelente combinação de elevada resistência, tenacidade e boa soldabilidade; resistência à fissuração por corrosão sob tensão. | Tubos de turbinas hidroeléctricas, válvulas de alta pressão. |
| CA40 (cerca de 420) | 11,5-14% Cr, 0,20-0,40% C | O carbono mais elevado do que o CA15 permite uma maior dureza e resistência ao desgaste; requer têmpera após a fundição/soldadura. | Componentes de válvulas resistentes, lâminas de facas. |
| 410 | 11,5-13,5% Cr, 0,15% C max | Grau básico tratável termicamente; boa ductilidade; resistência moderada à corrosão. | Fixadores, peças mecânicas gerais. |
| 416 | 12-14% Cr, S/Se adicionado | Versão de maquinagem livre; resistência à corrosão e soldabilidade reduzidas. | Peças que exigem grandes volumes de maquinagem (por exemplo, veios). |
| 420 | 12-14% Cr, 0,15% C min | Carbono mais elevado para uma melhor dureza e resistência; requer um tratamento térmico adequado. | Instrumentos cirúrgicos, lâminas de corte, placas de desgaste. |
| 431 | 15-17% Cr, 1,25-2,5% Ni | Boa resistência à corrosão e elevada resistência; menos endurecível do que o 420. | Veios, parafusos, eixos de válvulas. |
| 440A | 16-18% Cr, 0,60-0,75% C | Elevado teor de carbono para uma dureza e resistência ao desgaste muito elevadas. | Talheres, rolamentos, peças de desgaste crítico. |
| 440B | 16-18% Cr, 0,75-0,95% C | Carbono ligeiramente superior ao 440A para uma maior dureza. | Rolamentos, bocais, moldes. |
| 440C | 16-18% Cr, 0,95-1,20% C | O mais alto teor de carbono para máxima dureza e retenção do gume; menor resistência ao impacto. | Rolamentos, rolos, assentos de válvulas. |
Aços inoxidáveis duplex (Série CD / ASTM A890)
Os aços inoxidáveis duplex têm uma microestrutura contendo partes aproximadamente iguais de austenite e ferrite (bifásico). Esta estrutura proporciona uma combinação excecional de elevada resistência, boa tenacidade e resistência superior à fissuração por corrosão sob tensão, corrosão por picadas e corrosão em fendas em comparação com os tipos austeníticos padrão. As peças fundidas requerem um controlo cuidadoso do equilíbrio de Cr, Ni e Mo para garantir a relação de fase correta.
| Grau | Composição típica | Propriedades | Aplicações típicas de fundição |
| CD3MN (2205) | ~22% Cr, 5.5% Ni, 3% Mo, baixo C, 0.15% N | Elevada resistência e excelente resistência à corrosão por cloretos; boa soldabilidade com enchimento adequado. | Bombas para processos químicos, tubagens para petróleo e gás, recipientes sob pressão. |
| CD4MCu | ~25,5% Cr, 5,5% Ni, 2,7% Mo, 3,0% Cu, baixo C, 0,15% N | Cr e Cu mais elevados melhoram a resistência ao ácido sulfúrico e aos ácidos não oxidantes; elevada resistência. | Bombas de polpa, componentes para manuseamento de ácidos. |
| CD7MCuN / CE3MN (classe 2507) | ~25% Cr, 7% Ni, 4% Mo, 0,25% N, 0,8% Cu | Super duplex com uma força muito elevada e resistência a ambientes corrosivos severos (PREN elevado). | Produção de petróleo e gás offshore, instalações de dessalinização. |
| 2304 (equivalente fundido) | ~23% Cr, 4% Ni, baixo Mo/N | Duplex magro boa resistência geral à corrosão; elevada relação resistência/peso; boa soldabilidade. | Infra-estruturas gerais, tratamento de águas. |
| S32101 (LDX 2101) | ~21% Cr, 1.5% Ni, baixo Mo/N, 5% Mn | Duplex magroalternativa económica ao 304(L); boa resistência e resistência moderada à corrosão. | Sistemas de água, aplicações estruturais em ambientes amenos. |
| S32760 | ~25% Cr, 7% Ni, 3.6% Mo, 0,25% N, 0,8% Cu, 0,7% W | Hiper duplex classe; excecional resistência à corrosão por picadas e fendas; resistência muito elevada. | Sistemas de água do mar, poços profundos de petróleo e gás. |
Aços inoxidáveis de endurecimento por precipitação (Série PH / CB)
Os aços inoxidáveis de endurecimento por precipitação (PH) atingem uma resistência e dureza muito elevadas através de uma tratamento de envelhecimento a baixa temperatura após o recozimento em solução. Isto permite que as peças sejam fundidas, maquinadas num estado mais macio e depois endurecidas com o mínimo de distorção.
| Grau | Composição típica | Propriedades | Aplicações típicas de fundição |
| CB7Cu-1 (17-4PH) | 15-17% Cr, 3-5% Ni, 3-5% Cu | Elevada resistência e dureza (várias condições H); boa tenacidade e resistência à corrosão. | Acessórios para aviões, válvulas de alta pressão, peças para campos petrolíferos. |
| CB7Cu-2 (15-5PH) | 14-16% Cr, 3.5-5.5% Ni, 2.5-4.5% Cu | Modificado para melhorar a tenacidade e reduzir a ferrite $\delta$; elevada resistência e boas propriedades laterais. | Componentes de rotores, peças estruturais para a indústria aeroespacial. |
| 13-8Mo | 12.5% Cr, 8% Ni, 2.2% Mo, 1% Al | Excelente tenacidade e resistência à fissuração por corrosão sob tensão; resistência superior a temperaturas elevadas. | Componentes críticos em aplicações aeroespaciais e nucleares. |
| PH 14-8Mo | 13.5% Cr, 7.5% Ni, 2.5% Mo, 1.1% Al | Resistência muito elevada, ductilidade e resistência à fissuração por corrosão sob tensão. | Molas e diafragmas de elevado desempenho. |
| PH 15-7Mo | 14-16% Cr, 6.5-7.7% Ni, 2.2% Mo, 1.1% Al | Alta resistência, boa resistência à fluência e resistência à corrosão. | Peças que exigem elevada rigidez e resistência ao calor. |
Aços inoxidáveis fundidos resistentes ao calor (séries HK / HT / HP)
Estes graus são concebidos para conservam a resistência e resistem à oxidação, à carburação e à sulfidação a temperaturas de serviço elevadas, normalmente entre 650-1150 graus Celsius. São utilizados principalmente em aplicações de fornos e de tratamento térmico.
| Grau | Composição típica | Propriedades | Aplicações típicas de fundição |
| 309 / HK30 | 23-27% Cr, 11-14% Ni, 0.20-0.60% C | Excelente resistência à oxidação até 1050 graus Celsius; boa resistência à fluência. | Peças para fornos, grelhas, cestos de tratamento térmico. |
| 310 / 310S / HT40 | 24-28% Cr, 18-22% Ni, 0,35-0,75% C | Elevado teor de níquel/crómio para uma resistência superior à oxidação e força até 1150 graus Celsius. | Tubos radiantes, bocais de queimadores, componentes de fornos. |
| HP40 / HP45 / HP50 | 24-28% Cr, 33-37% Ni, 0,35-0,55% C (Nb ou microligado) | O elevado teor de níquel proporciona uma excelente resistência à carburação e uma elevada resistência à rutura por fluência. | Tubos de fornos de etileno, tubos de reformer, colectores de alta temperatura. |
| 347H | ~18% Cr, 11% Ni, estabilizado com Nb/Ta, 0,04-0,10% C | Estabilização com nióbio para uma boa resistência a altas temperaturas e resistência ao ataque intergranular. | Válvulas de vapor de alta pressão, componentes de centrais eléctricas. |
| HK40 | 23-27% Cr, 18-22% Ni, 0,35-0,45% C | Elevada resistência à fluência e à fadiga térmica; excelente resistência à oxidação. | Rolos de forno, dispositivos de tratamento térmico, bobinas de pirólise. |
Normas e designações
Os tipos de aço inoxidável partilham composições, mas diferem em termos de sistemas de designação entre regiões. Na prática, o mesmo material pode aparecer sob diferentes códigos.
| Sistema | Exemplo | Notas |
| AISI / UNS (US, forjado) | 304, 316, 410, 17-4PH | Designações norte-americanas comuns para chapa/barra/tubo. |
| ASTM (fundido) | CF8, CF3, CA15, CD3MN | Utilizado na norma ASTM A743/A744/A890 para aços inoxidáveis fundidos. |
| EN / DIN (UE) | 1.4301, 1.4404, 1.4462 | Códigos numéricos baseados na composição (família EN 10088). |
| JIS (JP) | SUS304, SUS316, SUS410 | Série JIS G para equivalentes forjados/fundidos. |
| GB (CN) | 06Cr19Ni10, 022Cr17Ni12Mo2 | Estilo de anotação química, orientado para a composição. |
Normas fundamentais
- ASTM A743 / A744 - Peças fundidas em aço resistentes à corrosão (serviço geral e sob pressão).
- ASTM A890 / A995 - Peças fundidas em aço inoxidável duplex.
- EN 10283 - Peças fundidas em aço resistentes à corrosão (Europa).
- GB/T 20878 / GB/T 15056 - Aços inoxidáveis e peças fundidas (China).
Referência cruzada rápida
| Nome comum | EN / DIN | JIS | UNS / AISI |
| 304 | 1.4301 | SUS304 | S30400 |
| 316 | 1.4401 | SUS316 | S31600 |
| 316L | 1.4404 | SUS316L | S31603 |
| 410 | 1.4006 | SUS410 | S41000 |
| 2205 Duplex | 1.4462 | SUS329J3L | S32205 / S31803 |
Conclusão
A seleção do aço inoxidável adequado para uma aplicação de fundição requer a correspondência entre os requisitos do ambiente e as propriedades do material:
- Escolher Austenítico (CF) para corrosão geral, excelente soldabilidade e serviço criogénico.
- Selecionar Martensítico (CA) para uma elevada resistência, dureza e resistência ao desgaste através de tratamento térmico.
- Utilização Duplex (CD) para ambientes que exijam uma força muito elevada e resistência à fissuração por corrosão por pite/esforço.
- Optar por Resistente ao calor (HK, HT, HP) quando os componentes necessitam de manter a integridade estrutural e a resistência à oxidação acima dos 650 graus Celsius.
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