O que é Aço Martensítico?

Resistência à corrosão, alta resistência, resistência ao calor e propriedades de higiene estão entre os muitos atributos bem conhecidos do aço inoxidável. As distinções entre as cinco principais categorias de aço inoxidável provêm da composição química diferente de cada uma.

Crédito Imagem: Aços Inoxidáveis Ulbrich & Metais Especiais.

O que é Aço Martensítico?

Aço inoxidável martensítico é uma boa escolha para uma variedade de aplicações, devido à sua durabilidade, resistência e resistência à corrosão. A composição e propriedades do aço martensítico dão-lhe vantagens sobre outros tipos de aço em várias funções industriais.

A sua composição química, tratamentos térmicos e de envelhecimento podem levar ao endurecimento e fortalecimento do aço martensítico. Estes tratamentos tornam o aço martensítico uma opção ideal na fabricação de válvulas e instrumentos mecânicos, peças de turbinas, instrumentos médicos e outras aplicações e produtos.

Composição do aço martensítico

Aço martensítico é geralmente responsável por 11,5-18% da composição do aço martensítico, juntamente com 1,2% de carbono e níquel. Enquanto o menor teor de níquel o torna menos resistente à corrosão em comparação com outros tipos de aço inoxidável, a alta porcentagem de carbono resulta no aço ter uma estrutura molecular particularmente robusta.

Manganês, níquel e molibdênio estão entre os outros elementos de liga no aço martensítico.

Processamento de Aço Inoxidável Martensitic

Aço Martensítico de Resfriamento Rápido

Aço inoxidável tipo 410, aço inoxidável 420 e aço inoxidável 440A estão entre os tipos mais comuns de aços martensíticos. Estes aços inoxidáveis martensíticos reagem ao tratamento térmico de forma muito semelhante às ligas de aço de alto carbono. O teor de carbono define a dureza máxima revenida do aço inoxidável.

Aquecimento do aço a altas temperaturas, seguido de um rápido processo de arrefecimento que resulta no endurecimento. A alta temperabilidade das ligas martensíticas significa que isto é frequentemente chamado de ‘temperamento ao ar’.

O material é normalmente reaquecido a baixas temperaturas para resistir ao stress – aliviar a microestrutura, ou é reaquecido a temperaturas ligeiramente mais altas para temperar (amolecer) o material para atingir níveis intermédios de dureza. Isto é devido à estrutura frágil do material martensítico endurecido.

Aquecer a liga até um pouco abaixo da sua temperatura crítica resulta em recozimento de processo. Em contraste, um resfriamento mais longo após aquecer a liga até um pouco acima da temperatura crítica resulta em recozimento total.

Tipos de Aço Martensítico

O teor de carbono do aço martensítico significa que ele pode, por sua vez, ser dividido em dois tipos diferentes.

Aço Martensítico com baixo teor de carbono

Com seu baixo teor de carbono entre 0.05% a 0,25%, as versões de baixo carbono do aço martensítico têm maior potencial de fabricação, oferecem maior resistência à corrosão e são geralmente mais fortes.

Aço martensítico de alto carbono

Aço martensítico de alto carbono geralmente tem um teor de carbono mais alto: entre 0,61% e 1,50%. Um maior teor de carbono torna o aço mais forte à medida que o carbono fortalece a estrutura molecular. É difícil soldar o aço ou facilmente formá-lo em outras formas devido a ser mais frágil.

Aço inoxidável tipo 410

Aço inoxidável tipo 410 é uma qualidade de aço inoxidável martensítico que é considerado como martensítico de uso geral. Pode ser usado na produção de pistões e válvulas, assim como fixadores, molas, pinos, talheres, ferragens, grampos de pistola, peças de micrômetros, lâminas de turbinas, hastes de bombas, telas de carvão, porcas e parafusos, conexões, rolamentos de esferas, impulsores e eixos.

Alterações nos tratamentos térmicos de endurecimento e têmpera darão diferentes níveis de dureza.

O tipo 410 é normalmente fornecido em forma recozida, no entanto, o tipo 410 também pode ser fornecido com uma dureza mínima de RC35 para bitolas inferiores a 0,040 “. Uma versão laminada a frio com uma resistência mínima à tração de 110000 psi é outra opção de fornecimento.

Type 420 Aço Inoxidável

Cobrindo uma gama bastante ampla de níveis de dureza tanto em suas formas temperadas e temperadas, o aço inoxidável Tipo 420 tem uma gama de carbono de 0,15% a 0,45% de conteúdo de carbono.

Tratamento térmico, incluindo laminação a frio com uma resistência mínima à tração de 120000 psi, significa que o aço inoxidável Tipo 420 pode ser fornecido em vários níveis de carbono para atender a dureza específica ou requisitos de propriedade mecânica

Diferentes durezas podem ser obtidas através de ciclos de tratamento térmico, o que torna o Tipo 420 desejável onde produtos temperados são necessários para aplicações específicas. Esta liga de aço é temperável entre RC40-50.

Aço inoxidável tipo 420 pode ser usada em uma variedade de aplicações, incluindo fixadores, cutelaria, ferramentas cirúrgicas, peças de máquinas, armas de fogo, buchas e guarnições de válvulas.

Aço inoxidável Tipo 440

Embora tenha uma formabilidade limitada na condição recozida, o aço inoxidável Tipo 440A tem uma maior capacidade de endurecimento do que o Tipo 410 ou Tipo 420.

Sendo temperável a mais de RC50, este grau de aço inoxidável é extremamente adequado para blanquear em aplicações de lâminas. As lâminas permanecerão mais afiadas e por mais tempo devido à alta dureza desta classe.

Os usos típicos incluem:

• Bearings
• Cutlery
• Instrumentos cirúrgicos

Em aplicações onde a resistência à corrosão e a alta dureza são importantes, o Tipo 440A também é usado.

Outros graus martensíticos

Menos graus martensíticos comuns com requisitos especiais de composição química e/ou propriedades mecânicas do que os listados acima também estão disponíveis no mercado. No entanto, os aços martensíticos mais comumente referidos são os tipos 410, 420 e 440,

Características do aço martensítico

Aço martensítico tem múltiplas propriedades (além de sua resistência) que o diferenciam de outros tipos de aço inoxidável. Cobrindo uma ampla gama de aplicações, as qualidades dos aços inoxidáveis martensíticos são utilizadas para combater condições corrosivas comparativamente suaves ou criar a máxima rigidez e resistência para peças conformadas a frio.

Como partilham muitas das mesmas características, as qualidades dos aços martensíticos são agrupadas quando os fabricantes especificam ligas de aço.

Soldabilidade

As principais formas de aço martensítico não reagem favoravelmente à soldadura, uma vez que são tipicamente frágeis. Quando revenido e temperado, é a fragilidade do aço martensítico que aumenta as suas aplicações.

O processo de têmpera e têmpera envolve o aquecimento do metal e depois o seu arrefecimento para o colocar no lugar rapidamente. Aços inoxidáveis martensíticos de alto carbono geralmente não são recomendados para aplicações soldadas, entretanto, o aço inoxidável tipo 410 pode ser soldado com relativa facilidade.

Magnetismo

A estrutura molecular tipo cristal pode ser magnética se houver ferro presente na liga de aço martensítico. Muitos tipos de aço martensítico são magnéticos. Isto pode tornar os metais mais fáceis de classificar, mas pode tornar os processos de fabricação e soldagem mais difíceis. Os aços martensíticos são magnéticos tanto na condição endurecida como recozida.

Formabilidade

A capacidade do metal de ser feito em diferentes formas sem quebrar ou rachar é chamada de sua formabilidade. À medida que seu teor de carbono aumenta, a formabilidade do aço martensítico diminui. Embora possível, formas com baixo teor de carbono não são ideais para dar forma.

Alta resistência

Aços inoxidáveis de alta resistência são frequentemente, embora nem sempre, utilizados quando são necessárias elevadas propriedades mecânicas. Seu grau de resistência à corrosão limita sua aplicação mais do que outras ligas da família do aço inoxidável.

As manchas de ferrugem superficial podem freqüentemente aparecer em suas superfícies. Elas podem ser usadas na condição recozida quando apenas é necessária resistência limitada à corrosão ou resistência à escalada de temperatura elevada. Sua maior resistência à corrosão é obtida na condição temperada ou endurecida.

Aço Inoxidável Martensítico recozido

Como eles fornecem as melhores características de formação, os graus martensíticos são geralmente fornecidos aos fabricantes na condição recozida. O tratamento térmico de endurecimento geralmente segue as operações de conformação.

Quando comparado com a série 300, as qualidades de aço inoxidável austenítico 410 e 420 também podem ser alcançadas na condição trabalhada a frio com níveis relativamente baixos de resistência à tração.

Como o aço martensítico é diferente de outros tipos de aço inoxidável?

Os vários tipos de aço inoxidável diferem em sua estrutura química e componentes. Estes fatores determinam o comportamento do aço e suas possíveis aplicações.

Aço inoxidável austenítico

Este tipo de aço inoxidável é altamente resistente à corrosão e é um dos tipos de aço inoxidável mais utilizados, pois possui um alto teor de cromo quando comparado a outros tipos de aço inoxidável. Estes aços também são compostos de nitrogênio, manganês e níquel.

Austenítico é soldável (ao contrário do aço martensítico), formável, e tipicamente não magnético. Não é tratável pelo calor – só pode ser endurecido através de trabalho a frio.

Aço inoxidável ferrítico

Aço ferrítico tem alto teor de crómio e baixo teor de carbono. Isto significa que o aço ferrítico não é tão forte como o aço martensítico (como resultado do baixo teor de carbono), mas é muito resistente à corrosão e é magnético.

Aço ferrítico não é tão forte como o aço martensítico (como resultado do baixo teor de carbono), mas é muito resistente à corrosão e é magnético.

Aço ferrítico é mais usado em utensílios de cozinha, para a construção de maquinaria industrial, e na indústria automóvel, os aços ferríticos também não são tratáveis por calor. São processados quase exclusivamente em têmpera recozida.

Precipitações Aço inoxidável endurecido (PH)

Aço inoxidável PH é feito pela adição de cobre, molibdénio, alumínio e titânio, quer por si só, quer em qualquer combinação. Estes metais podem ser três ou quatro vezes mais fortes que o aço austenítico e têm uma tenacidade relativamente baixa.

Devido à sua mistura única de resistência e boa formabilidade, o aço PH é tipicamente utilizado nas indústrias petrolífera e de gás, aeroespacial e nuclear.

Aço inoxidável martensítico endurecido

Aço martensítico torna-se mais forte e duro após tratamento térmico, o que está entre os seus principais benefícios. Quando aquecidos e resfriados rapidamente, os átomos tornam-se o que é conhecido como tetragonal centrado no corpo, uma posição distorcida que torna o aço mais duro e mais forte. Numerosos processos podem ser utilizados para endurecer o aço martensítico.

Têmpera por envelhecimento

Ao aquecê-lo para formar precipitados que impedem o movimento de defeitos na estrutura molecular do aço, o aço é endurecido. A contenção destes defeitos torna o metal mais duro e mais forte. Após o aquecimento, ele é então armazenado por horas a uma temperatura elevada até que o processo, que é frequentemente utilizado para aumentar a resistência do aço martensítico, esteja completo.

Recozimento

Recozimento envolve o aquecimento do aço para tornar a estrutura molecular do aço mais homogênea e remover a tensão. Isto resulta em aço mais macio e mais fácil de manipular.

Têmpera e Revenimento

Têmpera e Revenimento é um processo que endurece o aço através do aquecimento, resfriamento rápido e, em seguida, aquecimento do metal novamente. O metal é duro, mas muito frágil após o aquecimento e resfriamento iniciais, mas o segundo aquecimento destina-se a trazer o aço de volta a uma temperatura na qual ele é dúctil.

Sumário

Existem vários tipos e graus de aço inoxidável que se encaixam em cinco categorias principais. As muitas características distintas do aço inoxidável o tornam ideal para uma ampla gama de diferentes aplicações. O aço inoxidável martensítico é um aço versátil que tem muitos usos práticos em várias indústrias.

Aço inoxidável martensítico é muito responsivo a múltiplas formas de tratamento térmico que podem aumentar a dureza, resistência e resistência à corrosão. A resistência e a resistência à corrosão do aço inoxidável martensítico são ideais para aplicações marítimas, industriais e médicas, enquanto sua versatilidade pode torná-lo a solução para vários problemas.

Esta informação foi obtida, revisada e adaptada de materiais fornecidos pela Ulbrich Stainless Steels & Special Metals, Inc.

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Citações