Slides - Aços Resistentes a Corrosão

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AÇOS RESISTENTES À CORROSÃO 
 
1. Introdução 
A perda de peças metálicas por ação da corrosão tem preocupado engenheiros e metalurgistas 
que procuram constantemente n só aperfeiçoar ou desenvolver novos métodos de proteção, como 
também aperfeiçoar ou criar novas ligas que apresentem o característico de resistência à corrosão. 
A corrosão pode ser considerada como um ataque gradual e contínuo de metal por parte do 
meio circunvizinho, que pode ser a atmosfera mais ou menos contaminada das cidades, ou em meio 
químico, líquido ou gasoso. Como resultado de reações químicas entre os metais e elementos não-
metálicos contidos nesses meios, tem-se mudança gradual num composto ou em vários compostos 
químicos, que são geralmente óxidos ou sais. 
Admite-se que a corrosão não passa de uma forma de atividade química ou, mais 
precisamente, eletroquímica. A velocidade do ataque e sua extensão dependem não só da natureza 
do meio circunvizinho, como igualmente do tipo do metal ou liga sofrendo a ação corrosiva. 
Quando um metal não corrói, admite-se que se produz alguma reação química entre ele e o 
meio que o circunda, com a formação de uma camada fina, a qual adere à superfície metálica e é aí 
mantida por forças atômicas. Se, por qualquer motivo, essa camada protetora for destruída 
momentaneamente, ela será instantaneamente restabelecida e a lesão o metal é, por assim dizer, 
automaticamente sanada. 
Em resumo, a maioria dos metais nos meios comuns é instável, tendendo a reverter a formas 
mais estáveis (das quais os minérios encontrados na natureza são exemplos comuns). 
O tipo de corrosão mais comum é a atmosférica. Por outro lado, como a corrosão do ferro é a 
mais importante, será feito a seguir um apanhado sucinto dos fenômenos que levam à destruição, 
por corrosão, desse metal. 
A teoria mais simples e aceita para explicar a corrosão do ferro é a eletrolítica: 
- o ferro está colocado acima do hidrogênio na tabela dos potenciais eletroquímicos; 
- portanto, pode deslocar os átomos de hidrogênio da água; 
- tal se dá pelo envio de íons de ferro (Fe++) em solução na água, deslocando os íons 
de hidrogênio (H+) da água; 
- logo, a camada de água circundando o objeto de ferro contém íons Fe++ e íons 20H- 
ou seja, Fe(OH)2 dissociado em considerável concentração; 
- se o oxigênio do ar for admitido nesta camada — por difusão através da água — 
forma-se Fe(OH)3; 
- este é menos solúvel que o Fe(OH)2 e precipita de acordo com a reação 2Fe(OH)3 
- FeO3 + 3H2O como um depósito marrom; 
- em resumo, o Fe(OH)3 passa gradualmente a Fe2O3 conhecido comumente com o 
nome de ferrugem. 
 
Os meios corrosivos são inúmeros e a respeito dos mais comuns cabem os seguintes 
comentários: 
 
1.1. Corrosão atmosférica 
Admite-se que, nas áreas urbanas, os principais agentes corrosivos existentes na atmosfera 
são os óxidos sulfurosos gasosos que se originam de combustíveis fósseis de veículos, indústrias e, 
eventualmente, usinas termoelétricas a carvão mineral. Nas áreas costeiras, atuam como meio 
corrosivo as partículas de água salgada transportadas pelo ar. 
A intensidade da corrosão depende, por outro lado, das condições climáticas, em face do fato 
de que os climas que prevalecem no mundo, nas suas diversas regiões, incluem condições de clima 
seco, clima tropical chuvoso, clima úmido, clima polar, etc., que atuam de modo diferente no 
comportamento do material perante a ação corrosiva. 
Na ausência de dados brasileiros, serão apresentados, por intermédio da Tabela 69(176) 
alguns dados americanos, que demonstram a influência das condições ambientais sobre a 
velocidade de corrosão de aço-carbono. 
 
 
 
 
Em ambiente tropical, a Tabela que se segue apresenta dados adicionais, que permitem 
avaliar o efeito positivo do abrigo no sentido de diminuir a velocidade de corrosão. 
 
 
Corrosão de aço carbono em ambiente tropical 
Velocidade de Corrosão, µm / ano 
Tipo de ambiente Exposto, depois de 6 
meses. 
Exposto, depois de 24 
meses. 
Abrigado, depois de 20 
meses 
82,0 42,0 4,6 
121,0 119,0 4,1 
Urbano, industrial. 
Marítimo 
Floresta 12,0 4,3 3,3 
 
 
Outros dados obtidos em ensaios realizados por especialistas americanos comprovam que a 
corrosão atmosférica é função mais da composição do material do que da espessura dos corpos de 
prova utilizados. Assim, à medida que o teor de ligas introduzidas no aço é aumentado, a velocidade 
de corrosão em ambientes industriais e rurais decresce mais rapidamente; por exemplo, aço-carbono 
exige cerca de cinco anos para que a velocidade de corrosão se estabilize, ao passo que essa 
estabilização em aços com cobre ocorre em três anos e nos aços de baixo teor em liga e alta 
resistência, ela ocorre em cerca de dois anos. 
Um pequeno acréscimo de cobre — de 0,01 para 0,04% — já provoca uma grande mudança 
do comportamento do material em relação à resistência à corrosão; do mesmo modo atua o níquel, 
ria ausência do cobre; cromo só é eficiente, na presença do cobre. 
Para combater a corrosão atmosférica, os processos mais econômicos incluem não só a 
adição, acima citada, de pequenos teores de alguns elementos de liga, como a pintura, aplicada em 
peças bem limpas e protegidas com uma primeira camada de recobrimento. A galvanização é 
igualmente empregada como meio protetor relativamente econômico. 
 
1.2. Corrosão no solo 
Admite-se que, em estruturas enterradas, a corrosão é devida ao baixo pH, a correntes 
parasitas, à baixa resistividade e à ação de bactérias (177). Contudo, também no caso do solo, a 
água e o oxigênio são considerados fatores fundamentais. Alguns pesquisadores admitem que 
quando o pH estiver na faixa de 5 a 9. Este fator não é importante no sentido de afetar a velocidade 
de corrosão. Nesse caso, somente a resistividade do solo e a concentração de oxigênio seriam 
críticas. 
Do mesmo modo, a corrosão por aeração diferencial pode acelerar a corrosão. Esse tipo de 
diferenciação pode ocorrer, por exemplo, quando uma canalização atravessa dois solos que se 
distinguem pela permeabilidade ao oxigênio. Nesse caso, origina-se uma cor rente galvânica da 
superfície da canalização com menor aeração (anódica), através do solo, em direção à superfície 
com maior aeração. 
Os solos mais corrosivos são os que contêm grandes concentrações de sais solúveis que, pela 
sua presença, apresentam alta condutibilidade elétrica, ou seja, baixa resistividade. 
A ação de bactérias é considerada como a responsável por mais de 50% de todas as falhas que 
ocorrem em metais enterrados. 
Para combater a ação corrosiva em aço enterrado, considera-se que a prática mais eficiente e 
econômica consiste na aplicação de proteção catódica, em que se aplica corrente de retificadores e 
corrente de anodos, sacrificados isoladamente ou em conjunto com revestimentos orgânicos. 
 
1.3. Corrosão em água doce 
Água doce inclui águas, poluídas ou não, de rios, lagos, represas, poços etc. Nesse meio, os 
fatores mais importantes no sentido de acelerar a velocidade de corrosão são representados por 
gases dissolvidos na água. O oxigênio age não somente por si só, como igualmente acelera a ação 
do dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e de outros gases sólidos dissolvidos na água. O 
dióxido de carbono atua porque é grandemente solúvel na água e possui grande reatividade química 
como esta. O sulfeto de hidrogênio é elemento corrosivo importante, mesmo na ausência de 
oxigênio. No ferro fundido, por exemplo, esse sulfeto produz a chamada corrosão grafítica. Em 
águas doces naturais, o efeito do pH entre 4,5 e 9,5 é mínimo. 
Em relação aos sais dissolvidos na água, os efeitos das soluções concentradas sobre a 
velocidade de corrosão são menores que os de soluções diluídas, porque a maioria dos sais 
dissolvidos na água tende a diminuir a solubilidade tanto do oxigênio, como do hidróxido de ferroPara prevenir a corrosão em água doce, os métodos mais eficientes são: galvanização, em tubos e 
tanques para água potável; eventualmente para aquecedores de água quente, revestimento à base de 
vidro, com anodos de magnésio para proteção catódica dos poros e dos dispositivos diversos do 
aparelho; revestimentos orgânicos, nas superfícies internas de tanques de água fria e inibidora em 
conjunção com fungicidas, em sistemas de resfriamento por onde circula a água. 
 
1.4. Corrosão em água salgada. 
A água salgada consiste numa solução relativamente uniforme principalmente de cloreto de 
sódio e magnésio em água.Esses são os principais agentes corrosivos desse meio, embora muitos 
outros minerais se encontrem dissolvidos na água. 
As duas primeiras Tabelas que se seguem, apresentam as velocidades de corrosão típicas em 
água salgada e em água salgada de regiões tropicais, em comparação com a água doce. 
As medidas preventivas mais econômicas e eficientes para atenuar a corrosão em água 
salgada incluem aplicação de revestimentos orgânicos, em conjunção com proteção catódica. 
Inibidores são igualmente utilizados. 
Finalmente, a terceira Tabela que se segue apresenta uma espécie de guia para proteção de 
aço-carbono em alguns ambientes. 
 
2. Princípios de proteção à corrosão. 
Geralmente a proteção contra a corrosão é feita criando-se sobre a superfície do metal uma 
película protetora que separa o metal base do meio corrosivo. Essa película protetora pode ser 
criada artificialmente, mediante depósito propositado de uma outra substância — metálica ou 
orgânica — sobre a superfície do metal a proteger, ou naturalmente, isto é, pela produção 
espontânea da película superficial, através da formação de uns compostos químicos, mantidos sobre 
a superfície metálica por forças atômicas, como se mencionou, composto esse que resulta da reação 
de certos elementos de liga introduzidos no metal com o meio circunvizinho. 
Chama-se “passividade” a propriedade típica de certos metais e ligas metálicas que 
permanecerem inalterados no meio circunvizinho. 
A origem da passividade desses metais é ainda hoje objeto de discussão. A teoria original e ainda 
aceita por muitos é justamente a que liga a inalterabilidade adquirida pelo material sujeito à ação do 
meio corrosivo à formação de uma “camada ou película de óxido”, no momento que o mesmo for 
exposto àquele meio. 
 
Além do mecanismo da formação de uma película de óxido para explicar a resistência à 
corrosão, Outros dois mecanismos têm sido recentemente propostos: 
 
— absorção de gás oxigênio por átomos de cromo na camada superficial dos 
aços contendo esse elemento de liga (que como se verá é o mais 
importante nos aços resistentes à corrosão); 
— criação de uma distribuição favorável de elétrons entre o ferro e o cromo, 
auxiliada pela absorção do oxigênio e prejudicada por hidrogênio. 
 
O primeiro mecanismo — formação da película de óxido — ainda é o mais aceito. De 
qualquer modo, a presença da película superficial de cromo — de espessura inferior a dois 
centésimos de mícron é indispensável para conferir resistência à corrosão. A concentração de cromo 
nesta película é maior que a do metal e tanto a espessura da película como o seu teor em cromo 
aumenta à medida que se melhora o polimento superficial. 
Concluem-se, como, aliás, se observa na prática, que quanto melhor o polimento superficial, 
tanto melhor será a resistência à corrosão dos aços. 
O ferro ou o aço-carbono não se caracteriza normalmente por serem “passivos”; entretanto, a 
condição de passividade pode ser-lhes conferida, em grau maior ou menor, pela introdução de 
elementos de liga. 
Poder-se-ia esperar que os elementos nobres como ouro, prata e platina, seriam de grande 
utilidade nesse sentido, quando ligados ao ferro. Até o momento, entretanto, esses elementos n 
apresentaram boas possibilidades práticas. 
Os mais importantes metais no sentido de ligar-se ao ferro em condições econômicas para 
formar as películas protetoras discutidas acima são na realidade, relativamente poucos, e incluem o 
cromo, o níquel e, em menor grau, o cobre, o silício, o molibdênio e o alumínio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Contribuição do cromo 
O cromo é de fato, o elemento mais importante e quando usado em elevados teores — acima 
de 10% — é o mais eficiente de todos, na maio ria das condições, embora os aços ao cromo e ao 
cromo-níquel n sejam resistentes em certos meios, como ácido clorídrico. 
Parece que nenhum dos elementos citados, a sós ou combinados, em teores abaixo de 1% 
retarda materialmente a corrosão, com exceção do cobre que já em teores de 0,2% retarda 
definitivamente a corrosão atmosférica melhorando a resistência dos aços à corro s atmosférica de 
três a cinco vezes em relação aos aços sem cobre. 
De qualquer modo, o cromo é o elemento essencial e pode-se dizer que a ciência dos aços 
inoxidáveis é a ciência do cromo como elemento de liga no ferro. 
O papel do cromo como elemento protetor à corrosão está ilustrado no gráfico da figura 
135(182), onde se observa que, numa atmosfera industrial, o aço, à medida que o seu teor em cromo 
aumenta, passa de um metal de grande corrosibilidade a um metal praticamente indestrutível pela 
corrosão. 
A temperaturas elevadas, nota-se também o mesmo fato, isto é, à medida que au menta o teor 
de cromo, diminui a tendência à oxidação. Passa-se assim dos aços simples mente inoxidáveis aos 
aços resistentes ao calor, que serão objeto de estudo no próximo capítulo e que se caracterizam por 
apresentarem não só resistência à oxidação a elevadas temperaturas de serviço, como também 
razoável resistência mecânica nessas temperaturas. 
O gráfico da figura 136 ilustra o efeito do cromo na resistência do aço à oxidação a altas 
temperaturas. Verifica-se que o efeito mais positivo do cromo, neste caso, só se’desenvolve quando 
o seu teor está acima de 20%. 
O gráfico da figura 137ilustra o fenômeno da passividade medido pela velocidade de ataque 
de ligas Fe-Cr por ácido nítrico a 33%. As três curvas representam ensaios a três temperaturas 
diferentes. Enquanto é mais difícil resistir a ácido quente, a velocidade do ataque químico a 
qualquer temperatura cai repentinamente a valor praticamente desprezível quando o teor de cromo 
excede 12%. 
 
Em resumo: 
— o cromo é capaz de assegurar-se o oxigênio para manter uma camada 
impermeável de oxigênio ou de óxido, a qual é extremamente estável; 
— esta camada, embora invisível, é contínua e, em meios oxidantes, possui uma 
pressão de solução tão baixa que concede ao metal um comportamento nobre; 
— esta propriedade do cromo é possuída também por certas de suas ligas com o 
ferro; 
— a película Cr-O é, entretanto, removida pela HCI e o metal, uma vez 
desprovido da película protetora, é menos nobre que o ferro. 
 
 
 
 
4. Fatores de que depende a passividade dos aços resistentes à corrosão. 
 
A passividade dos aços resistentes à corrosão depende essencialmente dos seguintes fatores: 
a) composição química; 
b) condições de oxidação; 
c) suscetibilidade à corrosão localizada (“pitting”); 
d) suscetibilidade à corrosão intergranular; 
e) outros. 
 
4.1. Outros fatores de que depende a passividade dos aços resistentes à corrosão. 
a) condições da superfície; 
b) fissura 
c) fenômenos de natureza galvânica (corrosão galvânica); 
d) tensões (corrosão sob tensão). 
 
Como complemento das considerações até aqui feitas, podemos fazer as seguintes 
generalizações: 
a) a resistência à corrosão depende da passividade; 
b) o cromo é o elemento básico para conferir passividade aos aços; 
c) condições fortemente redutoras, ou seja, ausência de condições oxidantes, causa 
suscetibilidade ao ataque corrosivo; 
d) condições fortemente oxidantes promovem extraordinária resistência ao ataque; 
e) o íon cloroé destrutivo em relação aos aços-cromo; 
f) o níquel além de melhorar as propriedades mecânicas dos inoxidáveis, melhora sua 
resistência à corrosão em soluções neutras de cloretos e ácidos de baixa capacidade de 
oxidação; 
g) o molibdênio aumenta a faixa de passividade dos aços inoxidáveis e melhora sua 
resistência 
à corrosão em ácidos sulfúrico e sulfuroso quentes, em soluções neutras de cloretos, como 
água do mar; 
h) o ataque intergranular dos aços níquel-cromo, fenômeno típico nesses tipos de aços 
inoxidáveis, é evitado por baixos teores de carbono, tratamento térmico adequado ou 
introdução de titânio e nióbio. 
 
5. Classificação e constituição dos aços inoxidáveis. 
A classificação mais simples e mais usada dos aços inoxidáveis é baseada na microestrutura 
que apresentam à temperatura ambiente, Nessas condições, são considerados os três grupos 
seguintes: 
 
I — Aços Inoxidáveis Martensíticos — endurecíveis por tratamento térmico - ferro-magnético. 
II — Aços Inoxidáveis Ferríticos — endurecíveis por deformação - ferro-magnético. 
II — Aços Inoxidáveis Austeníticos — endurecíveis por deformação – não ferro-magnético. 
 
Aços inoxidáveis martensíticos. 
 
Estes aços caracterizam-se por serem aços-cromo, contendo cromo entre 11,5% e 18,0%; eles 
tornam-se martensíticos e endurecem pela têmpera. Dentro desse grupo podem ser ainda 
consideradas três classes: 
a) baixo carbono, também chamado tipo “turbina”; 
b) médio carbono, também chamado tipo “cutelaria”; 
c) alto carbono, também chamado tipo “resistente ao desgaste” 
Esses aços estão todos incluídos na classificação AISI que considera os tipos indica dos na 
Tabela 74. 
 
Os característicos mais importantes desses aços são os seguintes: 
— são ferro-magnético; 
— podem ser facilmente trabalhados, tanto à quente quanto a frio, sobretudo 
quando o teor de carbono for baixo; 
— apresentam boa resistência à corrosão quando expostos ao tempo, à ação 
da água e de certas substâncias químicas; à medida que aumenta o teor de 
carbono, fica prejudicada a resistência à corrosão, o que, entretanto, é 
compensado pelo maior teor de cromo; 
— normalmente, não são suscetíveis à precipitação de carbonetos nos 
contornos dos grãos; 
— o níquel melhora a sua resistência à corrosão; o melhor aço inoxidável 
martensítico, sob o ponto de vista de resistência à corrosão, é 0431, devido 
ao baixo carbono, alto cromo e presença de níquel; 
— a têmpera também melhora a resistência à corrosão, pois contribui para 
evitar a possibilidade de precipitação de carbonetos. 
 
A Tabela 75 mostra as temperaturas recomendadas para têmpera e alívio de tensões desses 
aços, com as propriedades mecânicas médias resultantes. A esse respeito, podem ser feitos os 
seguintes comentários: 
— todos os aços inoxidáveis martensíticos são temperados e devido a alta 
temperabilidade conferida pelo alto teor de cromo podem, geralmente, ser 
esfriados ao ar; alguns são esfriados em óleo ou em água (carbono mais 
baixo); 
— após a têmpera, aplica-se um revenido a baixa temperatura — geralmente 
entre 1500C e 4 — que constitui mais um alívio de tensões, pois não afeta 
de modo significativo as propriedades mecânicas, além de pouco favorecer 
a possível precipitação de carbonetos; 
— o revenido propriamente dito aplica-se aos aços de carbono mais baixo e é 
realizado entre 550°C e 750°C, de 1 a 4 horas, dependendo das alterações 
desejadas nas propriedades mecânicas; deve-se procurar evitar a faixa 
entre 4800C e 6000C(192), pois, do contrário, tanto a tenacidade como a 
resistência à corrosão são afetadas; 
— para completa recuperação das propriedades no estado recozido, faz-se 
recozimento na faixa de temperaturas de 7250C a 91 50C. 
 
A figura 151 mostra o efeito do revenido sobre a resistência ao ataque em solução normal de 
ácido nítrico de aço inoxidável martensítico tipo “cutelaria”. O gráfico mostra como a perda em 
peso pelo ataque por parte de ácido nítrico diluído aumenta em vários aços temperados de 
temperaturas diferentes quando são revenidos a diferentes temperaturas durante uma hora. A 
melhora gradual da resistência à corrosão em função da temperatura de têmpera é evidente. O 
estudo foi realizado em aço com 17,4% de cromo e 0,77% de carbono. A explicação aparente do 
fenômeno é a seguinte: a martensita, sendo uma solução grandemente supersaturada de carbono, 
sofre uma precipitação de carboneto, quando ao aço for reaquecido após a têmpera; esse carboneto é 
muito, rico em cromo. 
O aço, que exige que todo o cromo fique em solução, perderá, em conseqüência, resistência à 
corrosão. O revenido deverá, pois, ser aplicado com rigoroso controle. O gráfico da figura 151 
mostra, em resumo, dois fatos importantes: 
— maiores temperaturas de têmpera melhoram a resistência à corrosão do 
aço; 
— à -medida que aumenta a temperatura de revenido, a resistência à corrosão 
diminui, devido à mencionada precipitação de carbonetos ricos em cromo 
de martensita. 
 
 
 
 
 
 
Um outro fato que deve ser mencionado, em relação aos aços inoxidáveis martensíticos, diz 
respeito ao fenômeno denominado “fragilidade pelo hidrogênio”, o qual pode ocorrer nesses aços 
quando a sua dureza e o seu carbono s elevados. Essa fragilidade pode ser adquirida durante o 
processo de fusão do aço, ou durante o seu tratamento térmico devido à atmosfera usada, ou durante 
os tratamentos que (micos ou eletroquímicos como decapagem ou eletrodeposição que 
eventualmente sejam empregados nesses aços. A prevenção é a melhor maneira de eliminar esse 
inconveniente, o qual, por outro lado, pode ser atenuado por um aquecimento do aço, sob essa 
condição de fragilidade, a uma temperatura no máximo igual a 4000C, às vezes da ordem de apenas 
l000˚C. 
Além do níquel, outras adições que podem ser feitas nesses aços ao cromo s as seguintes: 
 
— titânio — que diminui a tendência ao crescimento dos grãos e aumenta a 
soldabilidade; no mesmo sentido, atua o nióbio; 
— molibdênio — que, entre 1 a 2%, aumenta sensivelmente a resistência à ação de 
ácidos diluídos, ácidos orgânicos etc. 
— alumínio — que aparentemente diminui o crescimento de grão, a altas 
temperaturas. 
 
Uma composição característica com molibdênio e vanádio é a seguinte: 
 
C Si Mn Cr Ni Mo V 
0,25% 0,50% 0,50% 12,50% 0,50% 1,00% 0,30% 
 
Esse aço, temperado a partir de 1010˚C, durante 15 minutos, revenido a 480˚C durante 4 
horas, apresenta as seguintes propriedades mecânicas: 
Limite de resistência à tração — 180 kgf/mm2 
Limite de escoamento — 145 kgf/mm2 
Alongamento — 10%. 
 
 
6.1. Aplicações dos aços inoxidáveis martensíticos. 
 
A Tabela 74 resume as principais aplicações desses tipos de aços. Os de baixo carbono — 
“tipo turbina” — são utilizados pelas suas boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão 
relativamente elevada; os tipos de médio carbono — “cutelaria” — são empregados onde se deseja 
uma dureza satisfatória aliada a razoável ductilidade; os tipos de alto carbono — “cutelaria e 
resistentes ao desgaste” são utilizados devido a sua alta dureza, a qual, entretanto, é conseguida com 
sacrifício da ductilidade. 
 
Especificamente, as principais aplicações dos aços inoxidáveis martensíticos são as seguintes: 
— Tipo 403 - lâminas forjadas ou usinadas de turbinas e compressores e outras peças 
que estão destinadas a suportar em serviço tensões elevadas, como 
válvulas, anéis de segmento para motores a jato etc. 
— Tipos 410 e 414 - no estado temperado, em assentos de válvula, carcaças de 
bombas, eixos, e hélices de bombas, peças de motores a jato, parafusos e 
porcas, peças de fornos e aplicações para resistência ao calor até 7500C; 
no estado recozido, na forma de chapas ou tiras, em reservatórios para 
indústria de petróleo, em aparelhos de cozinha e aplicações semelhantes. 
— Tipo416 - de usinagem fácil, em parafusos, porcas, hastes de válvulas, etc; 
modificação do 410. 
— Tipo 431 - peças de bombas, esteiras transportadoras, eixos de hélices marítimas, 
peças para maquinário da indústria de laticínios, peças para aviões, etc. 
— Tipo 420 — cutelaria, assentos de válvulas, molas temperadas, instrumentos 
cirúrgicos e dentários, mancais de esferas resistentes à corrosão, etc. 
— Tipos 440A, 4408 e 440C — instrumentos cirúrgicos, cutelaria, mancais 
antifricção, molas temperadas e aplicações em que se exige alta dureza e 
satisfatória resistência à corrosão. 
 
 
7. Aços inoxidáveis ferríticos 
Neste grupo, o cromo é ainda o principal elemento de liga. O teor deste elemento pode, neste 
caso, superar o máximo verificado nos aços martensíticos e como o carbono não ultrapassa 0,35% 
(valor já considerado excepcional), a austenita fica inteiramente eliminada. 
A estrutura desses tipos de aço, à temperatura ambiente, com qualquer velocidade de 
resfriamento, é sempre ferrítica e esses aços inoxidáveis são também chamados não endurecíveis. 
A Tabela 76 dá os principais tipos e algumas de suas aplicações mais importantes. 
 
Os tipos 405 e 409 são os de cromo mais baixo. A estrutura ferrítica é no 405 garantida pela 
adição de alumínio que, como se sabe, é poderoso estabilizador da ferrita. Nesse tipo, a quantidade 
de alumínio adicionada é suficiente para evitar a formação de quantidade apreciável de austenita, 
quando o aço é aquecido a altas temperaturas. Esse fato tem grande importância e significado nas 
operações de soldagem, as quais podem ser feitas normalmente, sem que haja formação de 
martensita próximo à zona soldada, o que exigiria um recozimento posterior. 
O tipo 430 é o mais usado, devido a sua grande resistência à ação de ácidos, sobre tudo o 
nítrico e ácidos orgânicos e à ação da água do mar. Esse é o único tipo de aço do grupo ferrítico que 
não é inteiramente ferrítico, podendo por resfriamento rápido sofrer um ligeiro endurecimento. 
Entretanto, nesse aço como nos outros tipos do mesmo grupo, o tratamento térmico usual é o 
recozimento para alívio de tensões e obtenção da máxima ductilidade. A adição de enxofre, fósforo 
ou selênio, dando origem ao tipo 430F, melhora a sua usinabilidade. 
Os tipos 442 e 443 possuem melhor resistência à corrosão que os anteriores. A adição de 
cobre, tipo 443, melhora a resistência ao ataque pelo ácido sulfúrico. 
O tipo 446, sendo o de mais alto cromo da série, é o que apresenta maior resistência à 
corrosão e à oxidação a altas temperaturas. Esse aço pode apresentar carbonetos dispersos na ferrita 
ou nos contornos dos grãos, o que constitui um inconveniente, sobretudo porque favorece o 
crescimento de grão durante o aquecimento, resultando em resistência ao choque mais baixa que a 
normal. 
Como foi visto, sendo esses aços n endurecíveis, o tratamento térmico usual é um 
recozimento para alívio de tensões originadas no tratamento a frio e para obtenção da máxima 
ductilidade. Geralmente, recoze-se a 800 durante uma a duas horas, seguindo-se resfriamento ao ar 
ou mesmo em água ou óleo para evitar a fragilidade que pode ocorrer pelo resfriamento lento. O 
tipo 430F de usinagem fácil é recozido a temperatura baixa — 675°C a 800°C. 
 
Os aços inoxidáveis ferríticos estão sujeitos a adquirirem fragilidade quando aquecidos em 
torno de 475°C ou resfriados lentamente através dessa temperatura. 
O fenômeno traduz-se por aumento de dureza e queda da ductilidade e alguns autores o 
atribuem à fase sigma (Fe-Cr). 
A fase sigma aparece principalmente nos aços com 25% a 30% de cromo. O seu 
aparecimento é acelerado por adições de níquel, manganês e silício. Por outro lado, aparece tanto 
mais rapidamente quanto mais ele se aproxima da temperatura do limite superior de estabilidade 
(cerca de 600°C). O aquecimento a uma temperatura mais elevada transforma a fase sigma em 
ferrita e provoca o desaparecimento da fragilidade que ela confere aos aços. Esse aquecimento 
deverá ser de várias horas a 800°C ou de aproximadamente meia hora a 850°C. 
Sua aparência microscópica é na forma de um precipitado de rendilhado contínuo ao longo 
dos contornos dos grãos. 
Essa fragilidade — denominada “fragilidade a 475°C” — que se revela nos aços inoxidáveis 
ferríticos de alto cromo é, segundo alguns autores, devida a uma modificação do reticulado 
cristalino e rearranjo atômico, que precede e prepara a precipitação da fase sigma. O assunto é ainda 
muito controvertido. Parece, por outro lado, que o carbono, o nitrogênio, o hidrogênio e oxigênio 
favorecem o fenômeno de “fragilidade a 475°C”, principalmente o oxigênio, pela provável 
formação de óxido de cromo CrO, ao ser mantido o aço em certas faixas de temperaturas. De 
qualquer modo, a última palavra sobre o assunto parece que ainda não foi dada. 
 
É certo, finalmente, que a fragilidade a 475°C pode ser eliminada pelo reaqueci mento do aço 
a temperaturas superiores a 600°C, seguindo de resfriamento rápido através da temperatura 
perigosa. 
As principais propriedades mecânicas desses aços inoxidáveis ferríticos estão indica das na 
Tabela 77. Como se vê, a dureza é baixa, a não ser no tipo 430 quando temperado. A resistência ao 
choque, por sua vez, é também baixa, sobretudo nos tipos de cromo mais alto. 
 
As aplicações mais importantes estão indicadas na Tabela 76. 
 
Outros tipos de aços inoxidáveis ferríticos são os seguintes: 
406 — com 0,15C máx; 12,0-14,0Cr; 3,50-4,50A1; não é endurecível devido a 
presença do alumínio; resistente à oxidação a altas temperaturas; 
434 — com 0,12C; 16,0-18,0Cr; 1,0Mn; 1,0Si; 0,75-1,25Mo; é uma modificação 
do tipo 430, para resistir à corrosão na presença de condições de inverno; 
436 — com 0,12C; 16,0-18,0Cr; 1,0Mn; 1,OSI; 1,25Mo; (Nb+Ta) 5xC mm ou 
0,70 máx; semelhante aos tipos 430 e 434; um dos empregos é em guarnições 
de automóveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Aços inoxidáveis austeníticos (Tabela 78). 
São estes os mais importantes dentre os aços inoxidáveis. Apresentam simultaneamente 
cromo e níquel, o cromo variando de 16% a 26% e o níquel de 6% a 22%. Os mais conhecidos e 
populares são os 18-8, em que o teor médio de cromo é 18% e o de níquel 8%. A introdução do 
níquel melhora consideravelmente a resistência à corrosão do aço e a resistência à oxidação a alta 
temperatura, visto que, na maioria dos reagentes, o níquel é mais nobre que o ferro e, além disso, 
forma uma camada de óxido que protege o aço espontaneamente. Para comprovar esses fatos, 
demonstra-se que a restauração da película interte protetora que tenha sido retirada de um aço 
inoxidável do tipo Cr-Ni é muito mais rápida do que a de um aço inoxidável somente ao Cr. 
 
Seus característicos gerais são os seguintes: 
 
— não magnéticos; 
— não endurecíveis, por serem austeníticos; 
— quando encruados, apresentam um fenômeno interessante: o aumento de dureza 
que se verifica é bem superior ao que se encontraria, mediante a mesma 
deformação, em outros aços. Esse aumento, além do normal da dureza, pode ser 
atribuído à instabilidade da austenita que, sob o efeito das tensões do 
encruamento, transforma-se parcialmente e paulatinamente em ferrita. Esta ferrita, 
supersaturada de carbono, nas mesmas condições que uma martensita, contribui 
para o endurecimento excepcional do aço, O estiramento a frio, por exemplo, do 
aço 18-8 pode produzir resistência à tração da ordem de 250 kgf/mm2 com uma 
porcentagem de deformação que num aço comum não produziria mais do que 
cerca de 140 kgf/mm2. 
 
Um reaquecimento a temperaturas moderadas do aço encruado — que se encontrará no 
estado ferrítico — restaura a austenita. 
Nota-se ainda nos aços inoxidáveis austeníticos que, à medida que o teor de níquel aumenta, 
o efeito do encruamento é menos pronunciado, tendo em vista a ação estabilizadoradesse elemento. 
A importância desse fenômeno é tão grande que se costuma classificar os aços austeníticos 
pelos níveis de resistência que se consegue pelo encruamento, desde o tipo recozido mole até o tipo 
inteiramente duro, conforme a Tabela 79 mostra. 
Na prática são obtidos valores muito maiores. Por exemplo, conforme a porcentagem do 
encruamento, o aço do tipo AISI 301 pode apresentar valores correspondentes às principais 
propriedades mecânicas indicados na Tabela 80. 
Um dos fenômenos indesejáveis que pode ocorrer nos aços inoxidáveis austeníticos é a 
corrosão intergranular, devido à precipitação de carboneto de cromo. Um dos meios de evitá-la é, 
como se mencionou, pela adição de titânio e de nióbio, porque esses elementos fixam o carbono na 
forma de carbonetos de titânio e de nióbio. A ação do titânio pode ser analisada através do gráfico 
da figura 152(188), que mostra a redução aproximada da solubilidade do carbono em aço 18-8 
obtida pela adição de cerca de 0,5% de titânio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
As micrografias das figuras 153 e 154 correspondem a aço inoxidável austenítico, do tipo 18-
8; a primeira micrografia mostra uma zona superficial de corrosão intergranular; a segunda, o 
núcleo do mesmo aço, sem corrosão; sua estrutura é típica de aço inoxidável austenítico. 
 
8.1. Tratamento térmico dos aços inoxidáveis austeníticos. 
 
Esse tratamento consiste na “austenitização”, isto é, aquecimento a temperaturas geralmente 
entre 1000°C e 1120°C, seguido de resfriamento tão rápido quanto possível até a temperatura 
ambiente, para garantir a presença da fase austenítica e conferir a melhor ductilidade e tenacidade 
ao aço. Secções pequenas podem ser resfriadas ao ar, ao passo que secções maiores devem ser 
resfriadas em água. 
O resfriamento rápido, alem de garantir a presença da austenita a temperatura ambiente, evita, 
na faixa de 425°C.870°C, a precipitação indesejável já mencionada de carbonetos. 
Costuma-se, também, realizar um tratamento a baixa temperatura para alívio de tensões dos 
aços austeníticos encruados, as temperaturas não devendo ultrapassar 425°C. 
As principais propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis austeníticos depois de 
convenientemente tratados termicamente, estão indicadas na Tabela 81. 
 
 
 
 
 
A Tabela 78 mostra os principais tipos, classificados pela AISI, com suas propriedades gerais 
e aplicações típicas. Do exame dessa Tabela podem ser feitas as seguintes considerações: 
a) Os tipos mais populares de aços inoxidáveis austeníticos s os conhecidos comercialmente 
com a designação 18-8, os quais possuem 18% de cromo e 8% de níquel. São eles os tipos 
301, 302 e 304. Suas variedades são: 302B com Si elevado para melhor resistência à 
oxidação a altas temperaturas; 303, para usinagem fácil e 321 e 347, estabilizados contra a 
corrosão intercristalina. 
b) A presença do titânio e do nióbio — tipos 321 e 347 — previnem a corrosão intergranular, 
porque esses elementos fixam o carbono na forma de carboneto de titânio ou nióbio, 
evitando a precipitação de carboneto de cromo e a formação de zonas isentas de cromo. 
c) O molibdênio, que constitui provavelmente a mais útil das adições aos aços 18-8 (tipos 316 
e 317), confere resistência à corrosão localizada por parte de soluções contendo cloretos. 
Além disso, melhora as condições gerais de resistência ao ataque por parte de Outros 
reagentes químicos, como ácido sulfúrico. Com teor de molibdênio de 1% a 3%, esses aços 
devem ter o teor de níquel aumentado de cerca de 4% para que conservem a estrutura 
essencialmente austenítica. 
d) Teores crescentes de cromo e níquel, tipos 309 e 310 principalmente, melhoram a 
resistência à oxidação a altas temperaturas e a resistência à corrosão em geral por parte de 
reagentes químicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.2. Novos tipos de aços inoxidáveis austeníticos. 
 
A eventualidade de carência de níquel levou ao desenvolvimento de tipos de aços inoxidáveis 
austeníticos alternativos — já utilizados durante a segunda guerra mundial — em que o manganês 
serve de substitutivo parcial do níquel, conforme a Tabela 82(196) mostra. Esses aços são agrupa 
dos na classe 200 e suas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão são essencialmente as 
mesmas que as da série 300 que substituem. Por outro lado, a série 200 apresenta maior resistência 
no estado recozido, o que é vantajoso para certas aplicações e em certas operações de conformação. 
Como se viu, a adição de nitrogênio nos aços com alto teor de cromo e nos aços cromo-
manganês — que normalmente apresentariam estrutura martensítica ou semi - ferrítica — é 
empregada há alguns anos, visto que o nitrogênio tende a produzir uma estrutura austenítica e tende 
a melhorar a qualidade dos aços depois da têmpera. Verifica-se ainda forte refino de grão, sobretudo 
quando a relação do nitrogênio para o cromo é de 1 para 100. 
 
8.3. Aços inoxidáveis ao nitrogênio. 
 
Esses aços, contendo de 0,14 a 0,32% de nitrogênio, são chamados “nitrônicos”. 
Caracterizam-se por serem aços inoxidáveis ao Cr-Mn, em altos teores, como a Tabela 83 mostra, 
além de apresentarem Ni e, eventualmente, Mo, Si, Nb e V. 
 
 
 
 
 
 
 
São do tipo austenítico e possuem maior resistência mecânica, tanto à temperatura ambiente 
como a alta temperatura, do que os tipos-padrão 300. Como se vê pela Tabela, apresentam carbono 
baixo, de modo que não ocorre transformação martensítica, devi da a encruamento. Mantêm ainda 
resistência e tenacidade elevadas, às temperaturas criogênicas. 
A resistência à tração dos tipos 32 e 33, no estado recozido, varia de 80,5 kgf/mm2 para o tipo 33 a 
84,0 kgf/mm2 para o tipo 32. Podem ser ambos encruados, resultando em resistência mecânica mais 
elevada. O tipo 33 tem sido usado na forma de barras e fios, ao passo que o tipo 32, na forma de 
chapas, tiras e tubos. 
Estes apresentam idêntica resistência à corrosão na maioria dos meios corrosivos. 
O tipo 33, no estado recozido, apresenta limite de escoamento quase que o dobro do 
convencional 304, ou seja, cerca de 47,0 kgf/mm2 para cerca de 24,0 kgf/mm2 do 304. A 540°C, o 
limite de escoamento do Neurônico é cerca de 10 kgf/mm2 mais elevada. Sua resistência ao 
desgaste é igualmente muito superior — cerca de três vezes — à do tipo 304. 
O Nitrônico 40 apresenta, à temperatura ambiente, um limite de escoamento cerca de duas 
vezes maior que o dos aços inoxidáveis austeníticos comparáveis, tais como 304 e 347, além de 
excelentes resistências à corrosão e à oxidação. Ensaios mostraram que a _253oC, esse tipo de aço 
Nitrônico tem boas resistência e tenacidade, o que o torna indicado para armazenamento e 
transporte de gases liquefeitos. 
O Nitrônico 50, que é o mais altamente ligado dentre os tipos Nitrônicos, apresenta melhor 
resistência à corrosão que os tipos convencionais 316 e 316L e cerca do dobro do limite de 
escoamento. Nesse aço, adiciona-se comumente também Mo, Nb e V para aumentar sua resistência 
mecânica e sua resistência à corrosão. Pode ser encruado, o que melhora ainda mais sua resistência, 
a qual pode atingir valores da ordem de 170 kgf/mm2 São produzidos na forma de barras, fios, 
chapas, tiras e tubos. Aplica-se nas indústrias química e naval, em bombas, válvulas, cabos, 
correntes, molas e acessórios diversos. 
Finalmente, no Nitrônico 60, o teor relativamente elevado de silício melhora a resistência à 
oxidação do aço, fato esse que tende a melhorar a resistência do material em emprego onde ocorre 
atrito de metal com metal, sem lubrificação. 
À temperatura ambiente, o tipo 60 apresenta 41,0 kgf/mm2 de limite de escoamento, 71,0 
kgf/mm2 de limite de resistência à tração e 62% de alongamento. A altas temperaturas, até 81 5oC, 
sua resistência mecânica é bem maior que a do tipo convencional 304. Por essa razão e por sua 
excelente resistênciaà oxidação, um dos empregos recomendáveis é sua aplicação na forma de 
eixos de motores Diesel e aplicações semelhantes. 
 
9. Aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação. 
 
São aços que se caracterizam por apresentarem simultaneamente alta resistência à corrosão e 
elevada resistência mecânica, sendo em conseqüência empregados onde ambos os requisitos são 
fundamentais, como em molas especiais, indústria aeronáutica, etc. As Tabelas 84 e 85 mostram 
alguns tipos, com sua composição química, propriedades mecânicas e os tratamentos térmicos 
recomendados para atingir as propriedades mecânicas indicadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Peças fundidas de aço resistente à corrosão. 
 
O emprego de aço inoxidável na fundição de peças é feito mais no sentido de se procurar 
evitar a ação corrosiva do meio, ficando, pois, de certo modo, em segundo plano, as condições 
relativas à resistência mecânica. As peças fundidas de aço inoxidável são empregadas com o 
objetivo de resistir à ação corrosiva de soluções aquosas, à temperatura ambiente ou próxima, e de 
gases quentes e de líquidos de elevado ponto de ebulição, a temperaturas até cerca de 650˚C. 
Todas as peças de aço fundido resistente á corrosão contêm cromo acima de 11% e a maioria 
delas níquel de 1 a 30%. O teor de carbono se situa geralmente abaixo de 0,20%, sendo às vezes da 
ordem de 0,03%. Obedecem, de um modo geral, às composições dos tipos trabalhados 300 e 400, 
podendo ainda conter pequenas adições de molibdênio, alguns e nióbio, outros. 
O molibdênio — adicionado entre 2 e 3% — melhora a resistência à corrosão geral. Essas 
ligas são muito usadas para aplicações sujeitas à ação da água do mar. 
O nióbio — nos aços 18-8 — impede a precipitação de carboneto de cromo na faixa de 
temperaturas críticas (particularmente entre 560 e 650˚C), porque a liga na condição fundida 
apresenta a maior parte do carbono na forma de carboneto de nióbio. Para obter-se a máxima 
resistência ao ataque intergranular, a liga é aquecida a 1120˚C, seguindo-se resfriamento até a 
temperatura ambiente e reaquecendo-se, finalmente, entre 870 e 925˚C, quando ocorre a 
precipitação de carboneto de nióbio. 
O projeto das peças fundidas de aço inoxidável não difere essencialmente do projeto das 
peças de aço-carbono ou aço de baixo teor em liga. 
A sua usinabilidade é satisfatória, do mesmo modo que a soldabilidade, desde que certas 
precauções sejam tomadas. 
 
11. Novos desenvolvimentos no campo dos aços inoxidáveis. 
 
A Sandvik desenvolveu um aço austenítico contendo 0.08% de carbono, 1,70% de silício, 
0,80% de manganês, 0,040% de fósforo máx., 0,030% de enxofre máx., 21,0% de cromo, 11,0% de 
níquel, 0,17% de nitrogênio e 0,04% de terras raras. O aço, sob o ponto de vista de propriedades 
mecânicas assemelha-se ao 18-8, às temperaturas mais baixas. Nesse aço, a resistência à fluência é 
melhorada pela formação de carbonetos do tipo M pela reação de carbono com cromo. Do mesmo 
modo, o nitrogênio forma com o cromo, o nitreto Cr N que como o M — contribui para melhorar a 
resistência à fluência, mediante endureci mento por precipitação. O nitrogênio estabiliza a estrutura 
austenítica e reduz a tendência à formação da fase sigma. O silício confere boa resistência à 
oxidação, através do SiO que se localiza na camada oxidada superficial, devido sua baixa 
permeabilidade aos íons metálicos e sua boa adesão ao metal-base. Finalmente, os metais das terras 
raras favorecem o crescimento do SiO contribuindo para melhorar a resistência à oxidação e à 
carburização à temperaturas até 1150˚C. 
A aplicação desse tipo de aço é feita onde se requer, além de alta resistência à corrosão, 
elevada resistência à fluência, de modo que se admite que esse aço possa substituir o tipo 25Cr-
2ONi. Entre as principais aplicações incluem-se: equipamentos das indústrias metalúrgicas, 
petroquímicas e de geração de energia elétrica, tais como recuperadores de dor, pré-aquecedores de 
gás, fornos para tratamentos térmicos, queimadores, tubos de proteção de pares termoelétricos etc. 
 
A Allegheny apresenta aços inoxidáveis ferríticos como alternativa técnica e econômica para 
aços inoxidáveis austeníticos). São dois tipos designados por: 
E-Brite-26-1, com 26% de cromo e 1% de molibdênio; 
AL-29-4-2, com 29% de cromo, 4% de molibdênio e 2% de níquel. 
Ambos resistem ao ataque por parte de cloretos, álcalis, ácido nítrico, uréia, aminas e ácidos 
orgânicos. O tipo 29-4-2 possui grande resistência à ação de óxidos redutores diluídos e o 26-1, 
devido seu alto teor de cromo, apresenta excelente resistência à oxidação a alta temperatura. 
 
Outros tipos desenvolvidos pela Uddeholm e pela Crucible apresentam as seguintes 
composições respectivamente: 
25Cr — 4Mo — 4Ni 
26Cr — 3Mo — 2N 
aplicados, ambos, em sistemas de recirculação de água de resfriamento nas usinas de papel e 
celulose. 
Outras variedades de aços inoxidáveis incluem os chamados “duplex” ou seja, austeníticos-
ferríticos, com uma composição típica equivalente a 22Cr — 3Mo — 5Ni. Esses aços combinam 
propriedades mecânicas elevadas com notável resistência à fissuração sob tensão por cloretos, à 
corrosão localizada (por cavidade) e à corrosão galvânica dos cantos. 
Alguns aços inoxidáveis desenvolvidos na Europa estão representados na Tabela 
86. 
Esses aços caracterizam-se por possuírem resistência à corrosão geral, à corrosão localizada e 
à corrosão intergranular. Aqueles que contêm nitrogênio possuem melhor resistência à fluência, 
como já se viu. 
Os aços 1805 LC, 2205 LCN, 1925 LC e 4221 resistem à fissuração por tensão, na presença 
de cloretos. Os aços 1805 LC e 2205 LCN são do tipo “duplex”, ou seja, ferríticos-austeníticos. 
As ligas lncoloy e Inconel não são consideradas ligas ferrosas. 
Finalmente, pesquisas estão sendo desenvolvidas no sentido da produção de novos aços 
inoxidáveis austeníticos com manganês e alumínio, como substitutos do níquel e do cromo(201). 
Nesses aços, a resistência à oxidação seria devida ao alumínio e a combinação Mn-C estabilizaria a 
lupa gama e pode reter a estrutura austenítica.