O que é aço inoxidável e o que o torna à prova de ferrugem

Quem nunca ouviu falar do nome aço? Tenho certeza de que todos conhecem. Como os equipamentos de aço não enferrujam, nós os procuramos com frequência no mercado. Como ele não enferruja, as pessoas podem usá-lo em uma ampla gama de aplicações. Como resultado, os aços inoxidáveis são uma mercadoria bem conhecida na maioria das áreas de produção.

Como resultado, forneceremos a solução para essa dúvida neste artigo. Por que o aço inoxidável não enferruja? Por outro lado, como é o processo de fabricação? Quais são os requisitos? Abordaremos todas essas questões no tópico de hoje. Começaremos com uma definição ampla, seguida de usos e propriedades. Depois, passaremos à composição e ao processo do material.

O que é aço inoxidável?

O aço inoxidável é uma categoria de ligas ferrosas com pelo menos 11% de cromo, uma composição que resiste à corrosão e oferece resistência ao calor. Carbono (de 0,03% a mais de 1%), nitrogênio, alumínio, silício, enxofre, titânio, níquel, cobre, selênio, nióbio e molibdênio são componentes encontrados no aço inoxidável em várias formas.

O aço inoxidável também é visualmente agradável, muito higiênico, simples de manter, altamente durável e oferece vários recursos além dessas vantagens ambientais. Como consequência, as pessoas encontram o aço inoxidável em uma ampla gama de itens comuns. Energia, transporte, construção, pesquisa, medicina, alimentos e logística são apenas alguns dos setores que desempenham um papel significativo.

Desvantagens do aço inoxidável  

• O custo de fabricação, acabamento e polimento é alto.
• Pode ser um metal complicado de gerenciar na fabricação de aço inoxidável sem o uso de equipamentos de alta tecnologia e métodos apropriados.
• Devido à sua rápida dissipação de calor, às peças danificadas e aos altos preços de sucata, você pode enfrentar complicações.

Usos do aço inoxidável

O fabricante geralmente utiliza aço inoxidável em aplicações que precisam das características exclusivas do aço e da resistência à corrosão. Bobinas, chapas, placas, barras, fios e tubos são todos usinados a partir dessa liga. Geralmente, ela é transformada na seguinte aplicação.

• Automóveis e transporte: Os fabricantes usam o aço inoxidável para fazer sistemas de escapamento, grades e guarnições. Os fabricantes estão usando cada vez mais o aço inoxidável para criar componentes estruturais à medida que a tecnologia avança.
• Instalações médicas: Essa seção favorece o aço inoxidável em ambientes limpos e estéreis porque ele é fácil de limpar e corroer. As empresas utilizam o aço inoxidável para fabricar uma variedade de dispositivos médicos, incluindo ferramentas cirúrgicas e odontológicas.
• Construções de edifícios: A aplicação do aço inoxidável se tornou uma parte vital da profissão de construção devido à sua força, resiliência e flexibilidade. As pessoas o utilizam com frequência na parte interna, em bancadas, backsplashes, grades e em estruturas externas de alto impacto como revestimento.
• Construção da aeronave: Os engenheiros usam o aço inoxidável no setor de aviação. Devido à sua força e capacidade de resistir a altas temperaturas, eles o utilizam em várias aplicações, inclusive nas estruturas dos aviões. Além disso, ele também é usado em motores a jato para ajudar a evitar que enferrujem.
• Negócio de alimentação e bufê: Os fabricantes usam o aço inoxidável para fabricar acessórios de cozinha, utensílios de cozinha e talheres para o setor de alimentos e serviços de bufê.

Propriedades do aço inoxidável

O aço inoxidável tem muitas características atraentes que levam ao seu uso extensivo na fabricação de peças e componentes em vários setores. Acima de tudo, devido à concentração de cromo, ele é muito resistente à corrosão. O aço com uma concentração mínima de cromo de 10,5% é 200 vezes mais resistente à corrosão do que o aço sem essa concentração.

• O teor de cromo no aço inoxidável é o principal responsável por sua resistência à corrosão. Na superfície do aço, forma-se uma camada estável de óxido de cromo, evitando interações químicas com a maior parte do material. Essa camada de óxido é muito fina, medindo de 2 nm a 3 nm de espessura, e é passiva (resistente à corrosão), tenaz (adere bem à massa) e autorregenerativa (reforma-se quando rachada ou danificada).
• Os aços inoxidáveis ferríticos, martensíticos ou duplex são magnéticos, enquanto os austeníticos não são.
• O aço inoxidável é 100% reciclável. A reciclagem de sucata de aço inoxidável é altamente econômica, pois contém muitos componentes preciosos, como cromo e níquel.

Categorias de aço inoxidável

Os aços inoxidáveis têm quatro categorias principais de acordo com sua estrutura cristalina.

Ferrítico

Os aços inoxidáveis ferríticos são menos flexíveis do que outros aços inoxidáveis, resultando em menor maleabilidade. Eles também são magnéticos, têm dureza limitada e baixa resistência à corrosão. A falta de níquel, por outro lado, reduz seu preço.

Austenítico

O tipo mais predominante de aço inoxidável é o aço inoxidável austenítico. Sua estrutura cristalina cúbica é centrada na face. Esses aços incluem níquel, manganês e nitrogênio, além dos componentes de liga usuais de ferro e cromo.

Martensítico

Os aços inoxidáveis magnéticos com alta ductilidade e resistência são conhecidos como aços inoxidáveis martensíticos. Você pode usar o trabalho a frio para endurecê-los um pouco. Nesse caso, eles geralmente têm resistência ao escoamento de cerca de 275 MPa após o recozimento.

Duplex

A resistência do aço inoxidável duplex é aproximadamente o dobro da do aço inoxidável austenítico. Ele é mais resistente à rachadura por corrosão sob tensão por cloreto do que o aço inoxidável austenítico nessa situação. Eles têm uma tenacidade que está entre o ferrítico e o austenítico.

O aço inoxidável enferruja?

Uma liga de aço com uma concentração mínima de cromo de 10,5% é conhecida como aço inoxidável. O cromo interage com o oxigênio do ar para criar uma camada protetora, tornando o aço inoxidável muito resistente à corrosão e à ferrugem. Atualmente, há aproximadamente 150 tipos diferentes de aço inoxidável no mercado.

Tipos de aço inoxidável

Embora existam centenas de diferentes ligas de aço inoxidável disponíveis, a maioria se enquadra em um dos três grupos abaixo.

• Aço inoxidável austenítico: Esse tipo de aço inoxidável tem duas características importantes. O aço inoxidável austenítico contém uma quantidade considerável de cromo para começar. A resistência à corrosão é aprimorada quando os produtores usam esse material. Em segundo lugar, esses objetos normalmente não são magnéticos, mas um procedimento de conformação a frio pode torná-los magnéticos. A seguir estão as ligas de aço inoxidável mais comuns.
• Aço inoxidável ferrítico: Essa é a segunda liga de aço inoxidável mais prevalente e também é magnética. Devido à concentração reduzida de níquel, os itens fabricados com essa liga podem ser endurecidos por meio de conformação a frio e são mais baratos do que outros tipos.
• Aço inoxidável martensítico: Esse é o tipo menos frequente de liga de aço inoxidável. A produção utiliza o aço inoxidável martensítico em aplicações que precisam de resistência ao impacto ou alta resistência à tração. O fabricante geralmente combina esse material para aumentar a resistência à corrosão com uma cobertura protetora de polímero.

Como o aço inoxidável é fabricado?

Ao produzir aço inoxidável, o produtor deve primeiro decidir o tipo de aço inoxidável que deseja criar. Essa instância é importante porque o grau de aço inoxidável que se pretende produzir afetará a proporção de componentes de aço inoxidável presentes na combinação, como ferro, carbono, níquel etc.

O restante do processo de produção de aço inoxidável pode começar depois que você tiver coletado as matérias-primas. As seções a seguir abordarão o processo de produção de aço inoxidável do setor.

Primeiro, os fabricantes aquecem vários materiais de aço inoxidável até seus pontos de fusão em um forno. Eles colocam o material fundido em uma descarbonetação de oxigênio a vácuo (VOD) ou descarbonetação de argônio-oxigênio (AOD) para remover o excesso de carbono. Terceiro, o aço fundido pode ser agitado para ajudar a dispersar e remover componentes específicos do aço inoxidável da mistura, o que pode ajudar no ajuste fino da qualidade do produto final.

Quarto, quando o aço inoxidável esfria, ele passa por uma série de operações de modelagem, começando com a laminação a quente enquanto o aço ainda está acima da temperatura de cristalização. Em quinto lugar, ele pode ser recozido para aliviar as tensões internas e alterar as características mecânicas do aço inoxidável.

Após o processo de recozimento, a linha de produção submete o aço inoxidável a vários procedimentos de corte e modelagem para fornecer um produto final apropriado para a aplicação. Finalmente, antes de exportar tarugos, blocos ou arames de aço inoxidável para outros fabricantes, o fabricante de aço inoxidável pode adicionar vários tratamentos de superfície a eles.

Aditivos e componentes da composição do aço

Os componentes de aço inoxidável são o material preferido atualmente para fabricar produtos e atender às necessidades dos consumidores. Então, quantos tipos diferentes de aço existem? Depende de seus aditivos. Então, vamos dar uma olhada neles.

• Carbono: As empresas produzem aço de carbono e ferro ligados entre si. O ferro ganha resistência e dureza como resultado desse processo.
• Manganês: A adição de manganês ao aço aumenta a dureza, a resistência e a temperabilidade, além de melhorar as características de trabalho a quente.
• Cromo: Eles usam o cromo para aumentar a resistência à oxidação do aço.
• Níquel: Os produtores adicionam grandes quantidades de níquel aos aços inoxidáveis com alto teor de cromo para criar os aços mais resistentes ao calor e à corrosão.
• Molibdênio: Quando combinado com aços austeníticos de cromo-níquel, o molibdênio melhora a resistência à corrosão por pite e em frestas, especialmente em ambientes contendo enxofre e cloreto.
• Nitrogênio: O nitrogênio, assim como o níquel, é um elemento formador de austenita que melhora a estabilidade da austenita do aço inoxidável.
• Cobre: O cobre é um elemento residual comum no aço inoxidável. A produção adiciona esse elemento a várias ligas para proporcionar propriedades de endurecimento por precipitação ou aumentar a resistência à corrosão em ácido sulfúrico e água salgada.
• Titânio: A produção geralmente usa titânio para estabilizar o carboneto, especialmente quando é necessário soldar. O titânio se combina com o carbono para produzir carbonetos de titânio, que são muito estáveis e difíceis de dissolver no aço, reduzindo o risco de corrosão intergranular.
• Fósforo: Eles combinam frequentemente fósforo com enxofre para melhorar a usinabilidade. Embora o fósforo aumente a resistência dos aços inoxidáveis austeníticos, ele também reduz a resistência à corrosão e aumenta a propensão do material a se quebrar durante a soldagem.
• Enxofre: Quando adicionado em pequenas quantidades, o enxofre melhora a usinabilidade, mas, assim como o fósforo, tem um impacto prejudicial na resistência à corrosão e, consequentemente, na soldabilidade.

Outros aditivos

• Selênio: O selênio era usado antigamente como suplemento para melhorar a usinabilidade.
• Nióbio/Colômbio: Os fabricantes usam nióbio/colômbio para estabilizar o carbono do aço e funcionam de forma semelhante ao titânio. O nióbio também fortalece as ligas e os aços, permitindo que eles suportem temperaturas mais altas.
• Silício: Eles utilizam o silício como um agente desoxidante (matador) no processo de fusão do aço, e a maioria dos aços inclui uma pequena quantidade dele.
• Cobalto: Quando exposto à radiação sólida dos reatores nucleares, o cobalto se torna altamente radioativo. Portanto, todo aço inoxidável usado em usinas nucleares terá limites de cobalto, geralmente de 0,2% no máximo.
• Cálcio: Os produtores adicionam cálcio em pequenas quantidades para melhorar a usinabilidade sem comprometer outras características causadas pelo selênio, fósforo e outros elementos.

Conclusão

Os aços inoxidáveis incluem pelo menos 10,5% de cromo, menos de 1,2% de carbono e outros componentes de liga. Há uma variedade de locais onde as pessoas usam o aço inoxidável para diversas finalidades.

O aço inoxidável é apresentado em uma variedade de formas, dependendo da combinação de outras adições. Os fabricantes misturam esses aditivos na composição do aço inoxidável, dependendo do uso pretendido.