Aço Inox Duplex

CEFET-MG

André Augusto S. de Morais

Arthur Anderson Q. A. da Silva

Mike Dornas Oliveira

Vitor Augusto F. C. Matos

Wemerson Ferreira de Souza Santos

Aço inoxidável duplex

TRABALHO APRESENTADO AO CEFET-MG,

SOB A ORIENTAÇÃO DO PROFESSOR FRANK,

DA DISCIPLINA TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

NO 1º ANO DO CURSO TÉCNICO DE NÍVEL

MÉDIO EM MECATRÔNICA

Belo Horizonte

2014

Sumário

Introdução 3

Classificação 4

Qualidades 5

Obtenção 6

- Fase Sigma 6

Resistência a Corrosão dos Aços Inoxidáveis Duplex 7

Aplicações 8

Referências 10

 

Introdução

Uma liga duplex pode ser definida como uma liga que apresenta duas fases em quantidades significativas, normalmente estas são apresentadas em quantidades iguais, são a austenita (CFC) e ferrita (CCC), também apresentam quantidades significativas de Cromo, níquel e molibdênio, alguns outros elementos que são adicionados para aumentar a resistência à corrosão são: nitrogênio, cobre, silício e tungstênio.

Atualmente esses aços são muito utilizados em indústrias químicas, petroquímicas, nuclear e de óleo e gás.

A primeira referência sobre o aço inoxidável duplex surgiu em 1927, quando Bain e Griffith relataram seus resultados em um sistema Fe-Cr-Ni e mencionaram a existência de um campo compreendendo duas fases: austenita e ferrita.

Anos mais tarde, as primeiras quantidades desse aço foram produzidas e começaram a ser estudadas. Em 1930, foram desenvolvidas duas ligas de aço duplex: a 453E e a 453S. Os resultados de resistência a corrosão Inter granular em testes com águas salinas se mostraram excelentes, e incluíram esses aços na lista de produção da empresa.

Em 1947, foi criada mais uma liga, a UR50 (contendo 21% de Cr, 7% de Ni, 2,5% de Mo, 1,5% de Cu e 0,07% de N) que se tornou padrão nos navios franceses. Nessa época o controle de O, S e C não era satisfatória e frequentemente os produtos feitos com a liga apresentavam trincas e eram frágeis.

Em 1960, um novo tipo de duplex começou a ser usado, o AISI 329. Nesta época, não havia muitas adições de nitrogênio ainda não era feitas, e o material era predominantemente ferrítico (Não é o desejado, pois se procura ter quantidades iguais de ferrita e austenita). Só em 1972 foi possível melhorar esse aço, fazendo com que ele tivesse cerca de 40% em volume de Austenita.

Algum tempo depois foi desenvolvido o aço DIN W. Nr. 1.4462 (2205). Ele possuí alta resistência a corrosão, o que era proposto, por isso ele é frequentemente usado hoje em dia.

Porém o inox duplex mais conhecido hoje em dia é o SAF 2205 (UNS S31803), que possui ampla utilização nas indústrias químicas, de óleo, gás, papel e celulose, aplicado principalmente em evaporadores, dutos e tanques de condução e armazenamento de material corrosivo.

A Fig. 1 mostra uma micrografia típica do aço inoxidável duplex na condição comercial mostrando a fase ferrita (cinza escuro) e a fase austenita (cinza claro).

Fig. 1. Microestrutura típica na condição comercial do aço duplex

Classificação

A classificação dos aços inoxidáveis duplex (AID) pode ser feita de acordo com a sua composição química:

1) Aços inoxidáveis dúplex de baixa liga: é a classe mais econômica dos duplex por não possuir molibdênio e menores teores de liga. Exemplo: SAF 2304.

2) Aços inoxidáveis dúplex de média liga: apresentam resistência à corrosão superior aos aços inoxidáveis austeníticos comuns. É a classe mais utilizada dentre os duplex estando entre eles o SAF 2205.

3) Aços inoxidáveis dúplex de alta liga: também são conhecidos como aços inoxidáveis superduplex, dentre eles o mais comum é o SAF 2507. Apresentam resistência à corrosão similar aos superausteníticos que possuem entre 5 e 6% de molibdênio.

Tabela 1- Composições típicas (%) dos aços inoxidáveis duplex mais comuns

Qualidades

Os aços duplex, por serem uma "junção" entre os aços ferríticos e austeníticos, apresentam a maioria das suas propriedades favoráveis, com um maior grau, principalmente no que diz respeito à resistência a corrosão.

A estrutura duplex é resultado de um aprimoramento na resistência á corrosão sob tensão e corrosão Inter granular, comparada aos aços inoxidáveis austeníticos, além de também possuírem um limite de escoamento duas vezes maior do que eles, e em uma melhora na ductilidade e tenacidade, comparada aos aços inoxidáveis ferritícos.

Os aços inox duplex, apresentam boas propriedades mecânicas, como elevada resistência mecânica, boa ductilidade, boa tenacidade e boa soldabilidade. Esses aços possuem a habilidade de se apassivar e permanecer em estado passivo em vários meios à qual são expostos.

Esse tipo de aço tem um comportamento superplástico, indicado pelas grandes e uniformes deformações às quais podem ser sujeitos sem a formação de estricção em temperaturas mais altas.

Obtenção