AULA 6 AÇOS e AÇO INOXDÁVEL

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DISCIPLINA - CCE0688 – METALOGRAFIA - Prof. Elcio Almeida
AÇOS e 
AÇOS INOXIDÁVEIS
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Perlita
( + Fe3C) + 
fase próeutetóide Bainita
( + Fe3C)
Martensita
(fase tetragonal)
Martensita Revenida
( + Fe3C)
Austenita
Ferrita e cementita
Resfriamento 
lento
Resfriamento 
moderado
Resfriamento 
rápido (têmpera)
Reaquecimento
Propriedades Físicas dos Aços Liga
Aço - Liga
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Vantagens em adicionar elementos de liga nos aços
- Aumentar a usinabilidade
- Alterar as propriedades mecânicas
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- Aumentar a temperabilidade
- Conferir resistência à corrosão;
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- Conferir resistência ao desgaste
Aço - Liga
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Aço - LigaLIGAS FERRO-CARBONO
AÇOS FERROS FUNDIDOS
Sem liga ou
Aço-carbono
0<%C<2,11 2,11<%C<4
Não contem nenhum elemento 
de liga em quantidade superior 
aos mínimos indicadosAço ligado
Se nenhum elemento de 
liga atingir um teor de 8%
Aço de 
baixa liga
Aço de
alta liga
Se pelo menos um el. de 
liga ultrapassar um teor de 
8%
Teores máximos de alguns elementos nos 
aços sem liga:
• Al – 0,10
• Bi – 0,10
• B – 0,0008
• Cr – 0,30
• Co – 0,10
• Cu – 0,05
• Mn – 1,65
• Mo – 0,08
• Ni – 0,30
• Nb – 0,06
• Pb – 0,40
• Se – 0,10
• Si – 0,50
• Ti – 0,05
• W – 0,01
• V – 0,10
Aço - Liga
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Elementos de Ligas mais comuns
Cr – Cromo Ni – Níquel V - Vanádio
Mo – Molibdênio W – Tungstênio Co - Cobalto
B – Boro Cu - Cobre
Mn - Manganês, Si - Silício, P - Fósforo, 
S - Enxofre (residuais)
Aço - Liga
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MANGANÊS (residual)
Agente dessulfurante e desoxidante
Aumenta a dureza e a resistência (%Mn>1%)
Baixa a temperatura de transformação da martensita
Entre 11-14% Mn alcança-se alta dureza, alta
ductilidade e excelente resistência ao desgaste
(aplicações em ferramentas resistentes ao desgaste)
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Agente fragilizador
Se combinado com Mn forma MnS que pode ser benéfico (melhora
a usinabilidade)
Está presente em altos teores em aços para usinagem fácil
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ENXOFRE (residual)
Aumenta a resistência ao impacto (2-5% Ni)
Aumenta consideravelmente a resistência à
corrosão em aços baixo carbono (12-20% Ni)
Com 36% de Ni tem-se coeficiente de
expansão térmica próximo de zero.
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NÍQUEL
Aumenta a resistência à corrosão e ao calor
Aumenta a resistência ao desgaste (devido
à formação de carbetos de cromo)
Em aços baixa liga aumenta a resistência e
a dureza
É normalmente adicionado com Ni (1:2)
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CROMO
Em teores < 0,3% aumenta a dureza e a resistência, especialmente
sob condições dinâmicas e a altas temperaturas
Atua como refinador de grão
Melhora a resistência à corrosão
Forma partículas resistentes à abrasão
Contrabalança a tendência à fragilidade de revenido
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MOLIBIDÊNIO
Forma carbetos que são estáveis a altas temperaturas
Inibe o crescimento de grão (0,03-0,25%) e melhora
todas as propriedades de resistência sem afetar a
ductilidade
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VANÁDIO
Mantém a dureza a altas temperaturas
Forma partículas duras e resistentes ao
desgaste à altas temperaturas
Presente em aços para ferramentas
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TUNGSTÊNIO
Tem efeito similar ao Níquel
Melhora as propriedades de resistência com pouca perda de 
ductilidade
Melhora a resistência à oxidação
Com 2% de Si é usado para a confecção de molas
Aumenta o tamanho de grão (necessário para aplicações magnéticas)
Agente desoxidante
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SILÍCIO (residual)
É um agente endurecedor poderoso
(0,001-0,003%)
Facilita a conformação à frio
Tem efeito 250-750 vezes ao efeito do Ni
100 vezes ao Cr
75-125 vezes ao Mo
Aços micro ligados
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BORO
Facilita a nitretação
Agente desoxidante
Controla o tamanho de grão pela formação de
óxidos ou nitretos
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ALUMÍNIO
COBALTO
Melhora a dureza à quente
É usado em aços magnéticos
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Aumenta a resistência dos aços baixo
carbono.(0,04-0,025% no máximo)
Aumenta a resistência à corrosão
Facilita a usinagem
Gera fragilidade à frio.
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FÓSFORO (Residual)
Reduz a dureza martensítica e a
endurecibilidade de aços ao cromo
Impede a formação da austenita em
aços ao cromo
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TITÂNIO
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Nas classificações, os 2 dígitos finais XX
indicam os centésimos da porcentagem de C
(Carbono) contida no material, podendo variar
entre 05, que corresponde a 0,05% de C, a 95, que
corresponde a 0,95% de C. Se a porcentagem de
C atinge ou ultrapassa 1,00%, então o final tem 3
dígitos (XXX) e a classificação tem um total de 5
dígitos.
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SAE 1XXX – Aço-Carbono
SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens 
desprezíveis, teor de Mn de no máximo 1,0%)
SAE 11XX – aço-carbono com S (Enxofre)
SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo)
SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço-Manganês)
SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio)
SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço-Manganês)
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SAE 2XXX – Aço-Níquel
SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75%
SAE 25XX – aço com Ni entre 4,75% e 5,25%
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SAE 3XXX – Aço-Níquel-Cromo
SAE 31XX – aço com Ni entre 1,10% e 1,40% e com Cr entre 0,55% e 0,90%
SAE 32XX – aço com Ni entre 1,50% e 2,00% e com Cr entre 0,90% e 1,25%
SAE 33XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% e com Cr entre 1,40% e 1,75%
SAE 34XX – aço com Ni entre 2,75% e 3,25% e com Cr entre 0,60% e 0,95%
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SAE 4XXX – Aço-Molibdênio
SAE 40XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%
SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40% e 1,20%
SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e 0,90% e 
com Ni entre 1,65% e 2,00%
SAE 46XX – aço com Mo entre 0,15% e 0,30%, com Ni entre 1,40% e 2,00%
SAE 47XX – aço com Mo entre 0,30% e 0,40%, com Cr entre 0,35% e 0,55% e 
com Ni entre 0,90% e 1,20%
SAE 48XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Ni entre 3,25% e 3,75%
Aço - Liga
SAE 5XXX – Aço-Cromo
SAE 5XXX – aço-Cromo
SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20%
SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e1,20%
SAE 6XXX – Aço-Cromo-Vanádio
SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V
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SAE 7XXX – Aço-Cromo-Tungstênio
SAE 8XXX – Aço-Níquel-Cromo-Molibdênio
SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e 
0,55% e com Mo entre 0,08% e 0,15%
SAE 86XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 
0,85% e com Mo entre 0,08% e 0,25%
SAE 87XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 
0,60% e com Mo entre 0,20% e 0,30%
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SAE 92XX – Aço-Silício-Manganês
SAE 92XX – aço com Si entre 1,80% e 2,20% e com Mn entre 0,70% e 1,00%
SAE 93XX, 94XX, 97XX e 98XX –
Aço-Níquel-Cromo-Molibdênio
SAE 93XX – aço com Ni entre 3,00% e 3,50%, com Cr entre 1,00% e 1,40% e com 
Mo entre 0,08% e 0,15%
SAE 94XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,60%, com Cr entre 0,30% e 0,50% e com 
Mo entre 0,08% e 0,15%
SAE 97XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,10% e 0,25% e com 
Mo entre 0,15% e 0,25%
SAE 98XX – aço com Ni entre 0,85% e 1,15%, com Cr entre 0,70% e 0,90% e com 
Mo entre 0,20% e 0,30%
Aço - Liga
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A temperabilidade de um aço carbono é determinada pelo teor 
de carbono e dos elementos de liga. Essa determinação é feita por 
equações que representam um teor de carbono equivalente, 
calculado a partir dos elementos de liga mais comuns e do teor de 
carbono chamado de carbono equivalente.
A soldabilidade de um aço carbono é determinada 
pelo teor seu carbono equivalente. Quanto menor for o 
carbono equivalente, menor a probabilidade de ser obtida 
uma microestrutura martensítica e, consequentemente, 
melhor a soldabilidade do aço.
INFLUENCIA DO CARBONO EQUIVALENTE
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Um carbono equivalente elevado não é indicador de que o aço não é soldável mas sim de 
que são necessários cuidados cada vez maiores. Segundo a classificação da soldabilidade do 
aço, quanto menor o carbono equivalente melhor sua soldabilidade. Assim, a tendência 
atual é reduzir cada vez mais o teor de carbono no metal de solda e aumentar o teor de 
elementos de liga que, apesar de terem um peso menor no carbono equivalente, endurecem 
o aço que comporá o metal de solda.
Por outro lado, o metal de base especificado para uma determinada aplicação nem 
sempre pode ser substituído por um aço com teor de carbono menor e, conseqüentemente, 
com carbono equivalente menor. Nesse caso, devem ser adotadas práticas que evitem a 
trinca a frio induzida por hidrogênio, como: pré- aquecimento, consumível com baixo teor 
de hidrogênio, controle da temperatura interpasse, processo de soldagem que introduza 
pouco hidrogênio na peça, pós- aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem de alívio 
de tensões.
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
Ó -1
Ó -7
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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APLICAÇÕES DOS DIVERSOS AÇOS
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AÇOS INOXIDÁVEIS
Ligas Constituídas por 
Fe (>50%), C(<1%) e Cr(>10,5%)
Filme de passivação de óxidos de Cr e Fe.
Elevada resistência á corrosão
Podem incluir níquel, molibdénio, cobre, titânio, 
alumínio, silício, nióbio, nitrogénio, enxofre e selenio
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Aço inox martensítico
Principais características:
Constituídas por Cr (10.5% a 18%) e C(<1.2%).
Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC)
É magnético
Pode se aumentar a rigidez através de tratamento 
térmico.
É difícil de soldar.
Resistente á corrosão em ambientes medianamente 
corrosivos.
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Usos comuns:
Laminas de facas
Instrumentos cirúrgicos
Molas
Ferragens (parafusos, pregos, etc.)
Eixos
Nomenclatura:
Referencia: 410 (mais usado), 420 (cutelaria), 
440C (alta rigidez)
Unified Numbering System: UNS S41000, S42000, 
S44004
Aço inox martensítico
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Aço inox martensítico
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Aço inox martensítico
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Aço inox martensítico
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Aço inox ferrítico
Principais características:
Constituídas por Cr. (10.5% a 30%) e C(<0.2%).
Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (ccc)
É magnético
Boa ductilidade.
Tenacidade limitada a baixa temperatura
Pior comportamento que ligas martensíticas a altas 
temperaturas.
Não pode ser endurecido por tratamento térmico.
É difícil de soldar.
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Usos comuns:
Escapes de automóveis e linhas de combustível
Acabamentos em arquitectura.
Utensílios de cozinha
Cofres de bancos
Nomenclatura:
Referencia: 409 (alta temperatura), 430 (mais 
usado)
Unified Numbering System: UNS S40900, S43000
Aço inox ferrítico
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Aços inox austeníticos
Principais características:
Constituídas por Cr. (16% a 25%) , C. e Ni (<35%)
Estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC), obtida adicionando Mn. e N
Não é magnético na forma recozida.
Não pode ser endurecido através de têmpera, mas pode ser utilizado 
endurecimento através de encruamento.
Pode ser soldado facilmente.
Tem a “melhor” resistência á corrosão.
Tem excelentes características para a limpeza e higienização.
Tem resistência excepcional em altas e baixas temperaturas.
A temperatura máxima sobre condições de oxidação é de 925ºC
Apenas são apropriados para ambientes de baixa concentração de ácidos 
redutores
Em áreas protegidas pode não deixar de existir quantidade suficiente de oxigénio 
para manter a camada de passivação, evitando a corrosão.
Níveis muito elevados de ions hidrogênio, especialmente o ion cloro podem 
também destruir a camada de passivação.
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Usos comuns:
Lava-louças
Aplicações arquiteturais como telhados, goteiras, portas, 
janelas e armações tubulares.
Equipamento de processamento de alimentos
Zonas de preparação de alimentos em restaurantes
Contentores químicos.
Fornos
Trocadores de calor.
Nomenclatura:
Referencia: 304 (maisusado), 310 (para altas temperaturas), 
316 e 317 (para melhor resistência á corrosão)
Unified Numbering System: UNS S30400, S31000, S31600, 
S31700
Aços inox austeníticos
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Aços inox austeníticos
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Aços inox austeníticos
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Aços inox austeníticos
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Aços inox austeníticos
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Aços inox duplex
Principais características:
Constituídas por Cr. (18% a 25%) , C. e Ni (4% a 7%)
Contem estrutura cristalina cúbica de face centrada 
(austenítica) e estrutura cristalina cúbica de corpo 
centrado (ferrítica). 
As quantidades de cada uma das estruturas 
dependem da composição da liga e do tratamento 
térmico submetido. 
As maiorias das ligas são desenhadas para conter 
quantidades iguais das estruturas após recozimento
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Principais características:
Microestrutura do aço inox duplex
Aços inox duplex
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Aços inox duplex
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Aços inox duplex
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Principais características:
Resistência á corrosão semelhante ás ligas austeníticas.
Alta resistência a fragilização por corrosão sob tensão.
Maior resistência ao ion cloreto.
Fácil de soldar
Tem uma resistência mecânica e uma tensão de 
escoamento mais elevadas que os aços inox austeníticos 
e ferríticos.
Tem um valor de tenacidade entre o valor das ligas 
ferríticas e austeníticas.
Aços inox duplex
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Usos comuns:
Aplicações em água salgada
Trocadores de calor
Fábricas de dessalinização
Nomenclatura:
Referencia: 2205
Unified Numering System: UNS S31803
Aços inox duplex
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Aços inox endurecidos por 
precipitação
Principais características:
Constituídas por Cr. , C. e Ni 
São adicionados elementos de precipitação tais como 
cobre, alumínio ou titânio 
Podem ser austeníticas ou martensíticas na condição 
de recozimento 
As que são austeníticas no recozimento são 
frequentemente transformadas em martensitas através 
de tratamentos térmicos de condicionamento
Elevada resistência mecânica
Elevada resistência á corrosão
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Usos comuns:
Indústria aeronáutica
Equipamentos de processamento de químicos.
Engrenagens
Eixos de bombas
Equipamentos para fábricas de papel
Nomenclatura:
Referencia: 630
Unified Numering System: UNS S17400
Aços inox endurecidos por 
precipitação
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Influencia dos elementos de liga no aço inoxidável
Cromo Forma um filme passivante com o oxigénio que previne a difusão de oxigénio no metal.
Necessita de conter pelo menos 10.5% para ser um aço inox.
Níquel Aumenta a ductilidade e a tenacidade. Aumenta a Resistência á corrosão de ácidos. A 
sua adição cria estruturas não magnéticas.
Molibdemio Aumenta a resistência á corrosão alveolar e corrosão galvânica. Aumenta a resistência a 
cloretos.
Cobre Aumenta a resistência á corrosão por ácido sulfúrico.
Manganês Substituto para o níquel (séries 200).
Titânio/Nióbio Liga o carbono e impede a corrosão intragranular nas variedades ferríticas.
Nitrogênio Aumenta a resistência mecânica e a resistência á corrosão nas ligas austeníticas e duplex.
Silício Aumenta a resistência ao escamamento por altas temperaturas.
Enxofre Normalmente mantêm-se em níveis baixos, excepto nas variedades específicas para 
maquinagem.
Carbono Normalmente mantêm-se em níveis baixos. Usados nas variedades martensíticas para 
aumentar resistência mecânica e dureza.
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Capacidade de reciclagem de aço inox.
O aço inox é reciclável em 100% sem perda de 
qualidades.
Em média, 60% da matéria-prima utilizada na 
produção de aço inox é proveniente de materiais 
reciclados.
As taxas de reciclagem de aço inox cresceram 
6,1% entre 2000 e 2005.
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As taxas de captura médio de aço inox em fim 
de vida para a reciclagem são a seguintes:
Equipamento industrial, Construção civil e infra-estruturas: 92%
Transportes: 70%
Outras áreas: 60%
Capacidade de reciclagem de aço inox.
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RESISTÊNCIA RELATIVA A CORROSÃO PARA DIFERENTES 
APLICAÇÕES 
ÁCIDOS
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RESISTÊNCIA RELATIVA A CORROSÃO PARA DIFERENTES 
APLICAÇÕES 
BASES
ORGÂNICOS
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RESISTÊNCIA RELATIVA A CORROSÃO PARA DIFERENTES 
APLICAÇÕES 
ORGÂNICOS
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RESISTÊNCIA RELATIVA A CORROSÃO PARA DIFERENTES 
APLICAÇÕES ORGÂNICOS
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- RESISTENCIA A CORROSÃO
- RESISTENCIA A OXIDAÇÃO E SULFITAÇÃO
- RESISTENCIA MECÂNICA E DUCTILIDADE EM TEMPERATURAS
- ESTABILIDADE EM SERVICO
- USINABILIDADE.
- ADEQUAÇÃO AS TÉCNICAS DE FABRICAÇÃO
- ADEQUAÇÃO AOS PROCESSOS DE ASSEPCIA 
- RESISTENCIA AO IMPACTO
- DUREZA
- RESISTENCIA A ABRASÃO E EROSÃO
- ACABAMENTO POLIDO E ESPELHADO
- PROPRIEDADES MAGNÉTICAS
- CONDUTIVIDADE TÉRMICA
- RESISTIVIDADE ELETRICA
- CONTRAÇÃO AO CORTE
- RIGIDEZ
CHECK LIST DAS CARACTERÍSTICA A SER 
CONSIDERADA NA SELEÇÃO DO AÇO INOXIDÁVEL
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28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8 
6 
4 
2
Ni equivalente 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Cr equivalente 
% de Ferrita 5%
Austenita 
Martensita
Ferrita 
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
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Cr equivalente = %Cr + %Mo + 1,5%Si + %Mo
Ni equivalente = %Ni + 30(%C+%N) + 0,5 (%Mn+%Cu+%Co)
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DIAGRAMA DE SCHAEFFLER – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS DIFERENTES FAMÍLIAS INDICADAS
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REGIÕES ESPECÍFICAS E PROBLEMAS OPERACIONAIS 
Risco de trincas 
a < 400ºC
Fissuração à quente > 1.250ºC
Fase  entre 425 e 850ºC 
Crescimento de grão > 1.150ºC
Isenção de problemas citados 
SOLDAGEM EM AÇO INOXIDÁVEIS
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Cr equivalente 
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8 
6 
4 
2
DISCIPLINA - CCE0688 – METALOGRAFIA - Prof. Elcio Almeida
OBRIGADO