Visão geral do aço inoxidável duplex
O aço inoxidável super duplex se diferencia dos aços duplex padrão por suas propriedades de resistência à corrosão significativamente superiores. Trata-se de um material altamente ligado, com elevadas concentrações de elementos anticorrosivos como cromo (Cr) e molibdênio (Mo). O principal aço inoxidável super duplex, o S32750, contém até 28,0% de cromo, 3,5% de molibdênio e 8,0% de níquel (Ni). Esses componentes conferem excepcional resistência a agentes corrosivos, incluindo ácidos, cloretos e soluções cáusticas.
De modo geral, os aços inoxidáveis superduplex ampliam os benefícios já estabelecidos dos aços duplex, com a adição de maior estabilidade química. Isso os torna ideais para a fabricação de componentes críticos no setor petroquímico, como trocadores de calor, caldeiras e equipamentos para vasos de pressão.
Propriedades mecânicas do aço inoxidável duplex
| Notas | ASTM A789 Grau S32520 Tratado termicamente | ASTM A790 Grau S31803 Tratado termicamente | ASTM A790 Grau S32304 Tratado termicamente | ASTM A815 Grau S32550 Tratado termicamente | ASTM A815 Grau S32205 Tratado termicamente |
| Módulo de elasticidade | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
| Alongamento | 25% | 25% | 25% | 15% | 20% |
| Resistência à tracção | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
| dureza Brinell | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
| Resistência ao Escoamento | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
| Coeficiente de expansão térmica | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
| Capacidade térmica específica | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
| Condutividade térmica | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Classificação do aço inoxidável duplex
O primeiro tipo é o aço de baixa liga, com a classe representativa UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Este aço não contém molibdênio e possui um valor PREN de 24 a 25. Ele pode ser usado em substituição ao AISI 304 ou 316 em aplicações que exigem resistência à corrosão sob tensão.
O segundo tipo pertence à categoria de liga média, cuja marca representativa é UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), cujo valor PREN é de 32 a 33, e cuja resistência à corrosão situa-se entre a do AISI 316L e a do aço inoxidável austenítico com 6% de Mo+N.
O terceiro tipo é o de alta liga, que geralmente contém 25% de cromo, molibdênio e nitrogênio, e alguns também contêm cobre e tungstênio. O grau padrão UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N) tem um valor PREN de 38-39, e a resistência à corrosão desse tipo de aço é maior do que a do aço inoxidável duplex com 22% de cromo.
O quarto tipo é o aço inoxidável super duplex, que contém alto teor de molibdênio e nitrogênio. A especificação padrão é UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), e alguns também contêm tungstênio e cobre. O valor PREN é superior a 40, o que permite sua aplicação em condições de meios agressivos. Possui boa resistência à corrosão e propriedades mecânicas abrangentes, comparáveis às do aço inoxidável super austenítico.
Benefícios do aço inoxidável duplex
Conforme mencionado anteriormente, o aço duplex geralmente apresenta desempenho superior aos tipos individuais de aço encontrados em sua microestrutura. Em outras palavras, a combinação das características positivas provenientes dos elementos austeníticos e ferríticos proporciona uma solução geral mais adequada para uma ampla gama de situações de produção.
Propriedades anticorrosivas – O efeito do molibdênio, cromo e nitrogênio na resistência à corrosão das ligas duplex é imenso. Diversas ligas duplex podem igualar e superar o desempenho anticorrosivo de ligas austeníticas populares, como a 304 e a 316. Elas são especialmente eficazes contra corrosão por frestas e por pites.
A fissuração por corrosão sob tensão (SSC, na sigla em inglês) resulta de diversos fatores atmosféricos, sendo a temperatura e a umidade os mais evidentes. A tensão de tração apenas agrava o problema. Os aços inoxidáveis austeníticos normais são altamente suscetíveis à fissuração por corrosão sob tensão – o aço inoxidável duplex não.
l Resistência – O aço duplex é mais resistente que os aços ferríticos – mesmo em temperaturas mais baixas, embora não alcance o desempenho dos aços austeníticos nesse aspecto.
Resistência – As ligas duplex podem ser até duas vezes mais resistentes do que as estruturas austeníticas e ferríticas. Maior resistência significa que o metal permanece firme mesmo com espessura reduzida, o que é especialmente importante para a redução do peso.
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