O Aço Inoxidável Duplex (ADS) é um tipo de aço inoxidável que contém partes aproximadamente iguais de ferrita e austenita, com a fase menos espessa geralmente representando pelo menos 30%. O ADS normalmente apresenta um teor de cromo entre 18% e 28% e um teor de níquel entre 3% e 10%. Alguns aços inoxidáveis duplex também contêm elementos de liga como molibdênio (Mo), cobre (Cu), nióbio (Nb), titânio (Ti) e nitrogênio (N).
Esta categoria de aço combina as características dos aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos. Comparado aos aços inoxidáveis ferríticos, o aço inoxidável desnaturado (SSD) apresenta maior plasticidade e tenacidade, não apresenta fragilidade à temperatura ambiente e apresenta melhor resistência à corrosão intergranular e soldabilidade. Ao mesmo tempo, mantém a fragilidade a 475 °C e a alta condutividade térmica dos aços inoxidáveis ferríticos, além de apresentar superplasticidade. Comparado aos aços inoxidáveis austeníticos, o SSD apresenta maior resistência e resistência significativamente melhor à corrosão intergranular e à corrosão sob tensão por cloreto. O SSD também possui excelente resistência à corrosão por pites e é considerado um aço inoxidável com economia de níquel.
Estrutura e Tipos
Devido à sua estrutura bifásica de austenita e ferrita, com cada fase representando aproximadamente metade, o AASD apresenta as características dos aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos. O limite de escoamento do AASD varia de 400 MPa a 550 MPa, o dobro do dos aços inoxidáveis austeníticos comuns. O AASD apresenta maior tenacidade, menor temperatura de transição frágil e resistência à corrosão intergranular e soldabilidade significativamente melhoradas em comparação aos aços inoxidáveis ferríticos. Ele também retém algumas propriedades do aço inoxidável ferrítico, como fragilidade a 475 °C, alta condutividade térmica, baixo coeficiente de expansão térmica, superplasticidade e magnetismo. Comparado aos aços inoxidáveis austeníticos, o AASD apresenta maior resistência, especialmente o limite de escoamento, e melhor resistência à corrosão por pites, corrosão sob tensão e fadiga por corrosão.
Os aços inoxidáveis de dupla camada (SSD) podem ser classificados em quatro tipos com base em sua composição química: Cr18, Cr23 (isento de Mo), Cr22 e Cr25. O tipo Cr25 pode ser dividido em aços inoxidáveis padrão e super duplex. Entre estes, os tipos Cr22 e Cr25 são os mais comumente utilizados. Na China, a maioria dos aços inoxidáveis de dupla camada (SSD) adotados é produzida na Suécia, incluindo 3RE60 (tipo Cr18), SAF2304 (tipo Cr23), SAF2205 (tipo Cr22) e SAF2507 (tipo Cr25).
Tipos de aço inoxidável duplex
1. Tipo de baixa liga:Representado pelo aço UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N), este aço não contém molibdênio e possui um Número Equivalente de Resistência à Corrosão por Pite (PREN) de 24-25. Pode substituir o AISI 304 ou 316 em aplicações de resistência à corrosão sob tensão.
2. Tipo de liga média:Representado por UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), com PREN de 32-33. Sua resistência à corrosão está entre a do AISI 316L e a dos aços inoxidáveis austeníticos com 6% Mo+N.
3. Tipo de alta liga:Normalmente contém 25% de Cr, além de molibdênio e nitrogênio, às vezes cobre e tungstênio. Representado pelo UNS S32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), com um PREN de 38-39, este aço apresenta melhor resistência à corrosão do que o DSS com 22% de Cr.
4. Aço inoxidável super duplex:Contém altos níveis de molibdênio e nitrogênio, representados pelo UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), às vezes contendo também tungstênio e cobre, com um PREN acima de 40. É adequado para condições de meios agressivos, oferecendo excelentes propriedades mecânicas e de corrosão, comparáveis aos aços inoxidáveis superausteníticos.
Graus de aço inoxidável duplex na China
A nova norma chinesa GB/T 20878-2007 "Graus e Composição Química de Aços Inoxidáveis e Resistentes ao Calor" inclui muitos graus de aço inoxidável (SSD), como 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N e 12Cr21Ni5Ti. Além disso, o conhecido aço duplex 2205 corresponde ao grau chinês 022Cr23Ni5Mo3N.
Características do Aço Inoxidável Duplex
Devido à sua estrutura bifásica, ao controle adequado da composição química e do processo de tratamento térmico, o DSS combina as vantagens dos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos. Ele herda a excelente tenacidade e soldabilidade dos aços inoxidáveis austeníticos e a alta resistência à corrosão sob tensão por cloretos dos aços inoxidáveis ferríticos. Essas propriedades superiores fizeram com que o DSS se desenvolvesse rapidamente como um material estrutural soldável desde a década de 1980, tornando-se comparável aos aços inoxidáveis martensíticos, austeníticos e ferríticos. O DSS possui as seguintes características:
1. Resistência à corrosão sob tensão por cloreto:O DSS contendo molibdênio apresenta excelente resistência à corrosão sob tensão por cloreto em baixos níveis de tensão. Enquanto os aços inoxidáveis austeníticos 18-8 tendem a sofrer corrosão sob tensão em soluções neutras de cloreto acima de 60 °C, o DSS apresenta bom desempenho em ambientes com traços de cloretos e sulfeto de hidrogênio, tornando-o adequado para trocadores de calor e evaporadores.
2. Resistência à corrosão por pites:O DSS apresenta excelente resistência à corrosão por pites. Com o mesmo Equivalente de Resistência à Pites (PRE = Cr% + 3,3% Mo + 16N%), o DSS e os aços inoxidáveis austeníticos apresentam potenciais críticos de corrosão por pites semelhantes. A resistência à corrosão por pites e frestas do DSS, particularmente em tipos com alto teor de cromo e nitrogênio, supera a do AISI 316L.
3. Corrosão, fadiga e desgaste Resistência à corrosão:O DSS tem bom desempenho em certos ambientes corrosivos, tornando-o adequado para bombas, válvulas e outros equipamentos elétricos.
4. Propriedades mecânicas:O DSS possui alta resistência mecânica e resistência à fadiga, com um limite de escoamento duas vezes maior que o dos aços inoxidáveis austeníticos 18-8. No estado recozido em solução, seu alongamento atinge 25% e seu valor de tenacidade AK (entalhe em V) excede 100 J.
5. Soldabilidade:O DSS apresenta boa soldabilidade com baixa tendência a trincas a quente. Geralmente, não é necessário pré-aquecimento antes da soldagem, e o tratamento térmico pós-soldagem é desnecessário, permitindo a soldagem com aços inoxidáveis austeníticos 18-8 ou aços carbono.
6. Trabalho a quente:O aço inoxidável austenítico (SSD) com baixo teor de cromo (18%Cr) apresenta uma faixa de temperatura de trabalho a quente mais ampla e menor resistência do que os aços inoxidáveis austeníticos 18-8, permitindo a laminação direta em chapas sem forjamento. O aço inoxidável austenítico com alto teor de cromo (25%Cr) é um pouco mais desafiador para trabalho a quente, mas pode ser produzido em chapas, tubos e fios.
7. Trabalho a frio:O DSS apresenta maior endurecimento durante o trabalho a frio do que os aços inoxidáveis austeníticos 18-8, exigindo maior tensão inicial para deformação durante a conformação de tubos e placas.
8. Condutividade Térmica e Expansão:O DSS possui maior condutividade térmica e menores coeficientes de expansão térmica em comparação aos aços inoxidáveis austeníticos, tornando-o adequado para revestimento de equipamentos e produção de placas compostas. Também é ideal para núcleos de tubos de trocadores de calor, com maior eficiência de troca de calor do que os aços inoxidáveis austeníticos.
9. Fragilidade:O DSS retém as tendências de fragilidade dos aços inoxidáveis ferríticos com alto teor de cromo e não é adequado para uso em temperaturas acima de 300 °C. Quanto menor o teor de cromo no DSS, menos propenso ele é a fases frágeis, como a fase sigma.
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Horário da publicação: 29 de julho de 2024