Aços inoxidaveis ferriticos - CarlosAlberto

Prévia do material em texto

2- Aços Inoxidáveis ferriticos 
 
2.1- Características gerais 
 
 Os aços inoxidáveis ferriticos são ligas a base de Fe-Cr que geralmente 
apresentam uma estrutura totalmente ferritica, com um teor máximo de C de 1,2%p. e 
um teor mínimo de Cr de 10,5%p. No entanto, em algumas aplicações especificas são 
utilizadas ligas com estrutura predominantemente ferritica, mas que também contem 
martensita revenida. Nessas ligas frequentemente denominadas de ligas inoxidáveis 
ferríticas transformáveis ocorre a formação parcial da austenita durante o resfriamento 
da liga fundida que se transforma em martensita antes de ser atingida a temperatura 
ambiente, e após a tempera é submetida ao revenimento. 
 Como os aços inoxidáveis com estrutura totalmente ferritica não sofrem 
transformação de fase durante o resfriamento a partir do estado fundido ate a 
temperatura ambiente, os grãos dessas ligas apresentam um tamanho médio 
relativamente elevado em relação às outras ligas inoxidáveis que sofrem transformação 
de fase durante o seu resfriamento já que a precipitação de uma nova fase durante o 
resfriamento pode inibir o crescimento dos grãos da fase existente. Para refinar os grãos 
e, portanto, possibilitar a obtenção das propriedades mecânicas desejadas, as ligas 
inoxidáveis ferriticas são geralmente submetidas a um tratamento térmico mecânico que 
envolve a realização de um trabalho a frio procedida por um tratamento de recozimento 
por normalização. 
 Para que a liga apresente uma estrutura totalmente ferritica a composição da liga 
é projetada de tal maneira que o efeito de um elemento gamogeno como o C seja 
minimizado pela menor presença desse elemento ou atenuado pela elevação da 
concentração de um elemento alfogeno como o Cr. As primeiras ligas inoxidáveis 
ferriticas utilizadas comercialmente como a liga 430 contem um teor de Cr acima de 
13%p. com o objetivo de possibilitar a formação de uma estrutura totalmente ferritica. 
No entanto, com a utilização de técnicas de descarbonização e com a adição dos 
elementos de liga Ti e/ou Nb foram obtidas ligas com baixo teor de C, abaixo de 0,1%p. 
o que possibilitou a presença de uma estrutura totalmente ferritica com a liga contendo 
baixos teores de Cr (entre 10,5%p. a 12%p.) como as ligas 409 e 466. 
A utilização de ligas inoxidáveis ferriticas com baixo teor de Cr é importante em 
determinadas aplicações, nas quais o baixo teor de Cr, entre 10,5%p. a 12%p., é 
suficiente para que a liga possa resistir à corrosão, o que permite que a liga tenha uma 
melhor relação custo/beneficio. Além do mais a diminuição dos teores de C e N diminui 
a presença de carbonetos e nitretos de Cr, pois a formação desses precipitados ricos em 
Cr causa o empobrecimento desse elemento nas vizinhanças do precipitado, tornando, 
portanto, essa região altamente vulnerável à corrosão. Essas ligas com baixo teor de Cr 
são utilizadas em ambientes que não apresentam uma agressividade elevada, sendo 
utilizadas em aplicações nas quais a liga vai estar em contato com um ambiente como 
uma atmosfera rural, agua doce, e caldo de cana. 
Através da técnica conhecida como AOD (argon oxygen descarburization) o 
argônio e o oxigênio são injetados na liga quando ela se encontra no estado fundido 
causando a remoção seletiva do C e também do N sem afetar o teor de Cr na liga. Nas 
ligas inoxidáveis ferriticas contendo Ti e/ou Nb, conhecidas como ligas estabilizadas, 
esses elementos reagem com o C ou N formando carbonetos ou nitretos 
preferencialmente à formação dos carbonetos ou nitretos de Cr, o que inibe a formação 
desses precipitados favorecendo assim a resistência a corrosão da liga e às propriedades 
mecânicas, já que os carbonetos ou nitretos de Cr são fragilizantes. Nas ligas 
inoxidáveis ferriticas estabilizadas, a presença dos carbonetos ou nitretos de Ti ou de Nb 
também inibi o crescimento dos grãos ferriticos favorecendo assim às propriedades 
mecânicas da liga [1]. Durante o processo de soldagem da liga inoxidável ferritica são 
formados carbonetos e/ou nitretos de Cr no contorno de grãos da liga causando assim a 
corrosão intergranular, e além do mais ocorre durante o processo de soldagem um 
crescimento significativo dos grãos ferriticos. Portanto, para evitar a corrosão 
intergranular e atenuar o crescimento dos grãos, geralmente as ligas inoxidáveis 
ferriticas submetidas à soldagem são ligas estabilizadas. Os carbonetos de Ti geralmente 
são formados quando a liga inoxidável ferritica se encontra no estado fundido sendo que 
a presença desse precipitado pode causar defeitos na liga fundida. Já a adição conjunta 
do Ti e do Nb na liga estabilizada pode evitar a ocorrência desses defeitos. 
Na tabela 1 esta descrita a composição das principais ligas comerciais de aços 
inoxidáveis ferriticos convencionais. 
 
Tabela 1- Composição das principais ligas comerciais de aços inoxidáveis ferriticos 
convencionais [2,3,4,5]. 
 
Liga Cr C Mn Ni N Ti e/ou Nb P Si S Outros 
405 
(UNS 
S40500) 
11,
5 a 
14,
5 
≤0,08 1,0 ≤0,6 - - ≤0,0
4 
1,
0 
≤0,0
3 
Al = 0,10 
a 0,30 
DIN 
1.4003 
(UNS 
S41003) 
10,
5 a 
12,
5 
0,03 1,5 1,0 0,03 0,04 1,
0 
0,01
5 
 
409 
UNS 
(S40910
) 
10,
5 a 
11 
0,03 1,0 0,5 0,03 6(C+N) ≤Ti≤0,5 
Nb=0,17 
0,04 1,
0 
0,01
5 
 
 
 
 
430 
(UNS 
S43000) 
16 
a 
18 
0,08 1,0 0,75 - 0 a 0,6 de Nb 0,04 1,
0 
0,01
5 
 
439 
(UNS 
S43932) 
17 
a 
19 
≤0,03
0 
≤1,
0 
≤0,5
0 
≤0,03
0 
(0,2+4(c+N) 
≤Ti+Nb≤0,75) 
≤0,0
4 
1,
0 
≤0,0
3 
 
444 
(UNS 
S44000) 
17,
5 a 
19,
5 
≤0,02
5 
≤1,
0 
≤1,0 ≤0,02
5 
(Ti+Nb) ≤0,8 Mo=1,75
-2,5 
446 
UNS 
(S44600
) 
23 
a 
27 
0,2 1,0 
a 
1,5 
0 a 
0,6 
0,023 
a 
0,025 
 0,04 1,
0 a 
1,
5 
0,03 
468 
(UNS 
S4680) 
18 
a 
20 
0,03 1,0 0,5 - Ti+0,2.Nb+4(C+N
) 
0,04 1,
0 
0,03
0 
 
 
Em relação às propriedades mecânicas as ligas inoxidáveis ferriticas 
convencionais apresentam uma tensão limite de escoamento e uma dureza que varia que 
de acordo com a composição e o tratamento termo mecânico ao qual a liga foi 
submetida, estando em uma faixa de valores similar a das ligas inoxidáveis austeniticas, 
com exceção das ligas austeniticas conhecidas como ´´LEAN`` que passam a conter 
uma estrutura martensitica ao serem submetidas a um processo de trabalho a frio. Já a 
ductilidade e a tenacidades das ligas ferriticas embora sejam geralmente superiores a das 
ligas martensiticas e endurecidas por precipitação, são inferiores a das ligas inoxidáveis 
austeniticas. Na tabela 2 estão descritas as propriedades mecânicas de algumas das 
principais ligas inoxidáveis ferriticas convencionais e super ferriticas. 
 
Tabela 2- Propriedades mecânicas de ligas inoxidáveis ferriticas comerciais [6,7,8,9,10] 
 
Liga Tensão de 
Escoamento 
(MPa) 
LRT %AL 
S44660 480 600 25 
 
S44735 440 560 20 
 
405 220 460 21 
 
S44800 460 590 23 
 
E-Brite 275 a 345 450 a 485 22 a 30 
 
AL 29-4C 552 MPa 665 20 
 
409 330 200 32 
 
430 450 250 22 
 
 
 
Devido ao baixo limite de solubilidade do C e do N nas ligas inoxidáveis 
ferriticas as propriedades mecânicas dessas ligas são influenciadas principalmente pelos 
mecanismos de endurecimento por solução solida substitucional e pelo refino de grão. 
Alguns dos elementos que podem estar presentes nessas ligas afetam o endurecimento 
por solução solida na seguinte ordem crescente: Cr˂W˂V˂Mo˂Ni˂Mn˂Si˂P [11]. 
Assim, as ligas com menor concentração deelementos de liga como a liga 409 tendem a 
apresentar uma menor dureza e resistência mecânica. Já as super ligas inoxidáveis 
ferriticas que apresentam uma concentração mais elevada de Cr, Mo e Ni tendem a 
apresentar uma dureza e uma resistência mecânica mais elevada. 
Uma das principais aplicações dos aços inoxidáveis ferriticos é a de componente 
do sistema de exaustão de veículos automotores, devido principalmente à elevada 
resistência a oxidação em elevadas temperaturas, às propriedades mecânicas adequadas 
aos processos de conformação e ao custo relativamente baixo dessas ligas em relação às 
ligas inoxidáveis austeniticas. Uma outra vantagem importante dos aços inoxidáveis 
ferriticos resulta do coeficiente de expansão térmica dessas ligas relativamente baixo, o 
que permite que essas ligas apresentem uma resistência adequada à oxidação cíclica 
(causadas principalmente devido as flutuações térmicas resultantes das partidas e 
pardas dos veículos). 
As ligas inoxidáveis ferriticas 409 são as ligas mais utilizadas no sistema de 
exaustão, sendo também utilizadas outras ligas inoxidáveis ferriticas tais como as ligas 
439, 441, 434, 444 e 436. No tubo coletor onde a temperatura pode chegar a 950ºC a 
utilização das ligas 439 e 441 é mais adequada que a da liga 409 devido a maior 
resistência mecânica e a resistência a oxidação a altas temperaturas dessas ligas já que 
elas contem um maior teor de Cr. A liga 441 por conter Nb apresenta também a 
vantagem de ter uma maior resistência a fluência devido a formação dos precipitados de 
Nb2C que dificultam o deslizamento entre os grãos. 
Além da elevada resistência a oxidação o fato de as ligas inoxidáveis ferriticas 
apresentarem também uma elevada condutividade térmica também favorece a utilização 
desses ligas em tubulações de evaporadores e trocadores de calor. Na tabela 2 estão 
descritos exemplos de aplicação de algumas das principais ligas inoxidáveis ferriticas 
convencionais. 
 
Tabela 3- Exemplos de aplicações de ligas inoxidáveis ferriticas convencionais 
[12,13,14]. 
 
Liga Aplicações 
 
439A (UNS 
S43932) 
 
Cozinhas residenciais; cestos de maquina de lavar roupa e 
refrigeradores; carcaça de micro-ondas e fornos elétricos; tubos para 
corrimão em ambiente interno; painéis para construção civil em 
ambiente interno; tubos e chapas para escapamento de veículos; 
tubos e chapas de evaporadores, tanques de armazenamento, 
trocadores de calor e secadores utilizados na produção de açúcar. 
 
409 
Caixas de capacitores ; sistema de exaustão de veículos 
automotores; e tanques de combustível. 
430 Adornos de automóveis; calhas; máquinas de lavar roupa; 
revestimento da câmara de combustão para motores diesel; 
equipamentos para fabricação de ácido nítrico; fixadores; 
aquecedores; portas para cofres; moedas; pias e cubas; baixelas; 
utensílios domésticos; revestimentos de elevadores. 
DIN 1.4003 
(UNS S41003) 
Silos, containers, coletores de bagaço de cana, lateral das mesas 
alimentadoras, condutores de cana e coletores de caldas em usinas 
de açúcar e de álcool; mobiliários urbanos; ônibus; e vagões de 
trens. 
ACE P444A 
(UNS S4400) 
Revestimento de fachadas externas de edifícios, inclusive a beira 
mar; Termotanques e aquecedores solares; Tubos para trocadores de 
calor e evaporadores; tubos e chapas para evaporadores, tanques, 
recozimento e fermentadores em usinas de açúcar; tanques para 
fermentação e armazenamento na fabricação de vinhos; e diversos 
equipamentos da indústria de alimentos. 
 
 
 
 
 
A utilização das ligas inoxidáveis ferriticas convencionais apresenta uma 
importante limitação que é baixa resistência a corrosão dessas ligas em meios 
agressivos, como nos meios nos quais ocorre a corrosão por pite. Portanto, para permitir 
principalmente que essas ligas possam apresentar um comportamento adequado nesses 
meios foram desenvolvidas as ligas conhecidas como superferriticas. Essas ligas são 
caracterizadas por apresentarem baixos teores de C (C≤0,03%p.) e de N (N≤0,025%p.). 
Essas ligas também apresentam elevado teor de Cr, e geralmente contem Mo e são 
estabilizadas com Ti e/ou Nb. Na tabela 4 estão as composições de algumas das 
principais ligas super ferriticas. A presença de teores mais elevados de Cr e Mo 
favorece a resistência a corrosão por pite das ligas, mas no entanto, aumenta a 
suscetibilidade da liga à formação da fase sigma e da fase alfa linha. 
 
Tabela 4- Composição de ligas comerciais de aço inoxidável super ferritico [2,6,7,8,9] 
 
Liga Cr C Mo Ni Mn Si S P N Ti e/ouNb Outros 
SEA-
CURE 
(UNS 
S44660) 
25 a 
28 
≤0,03 3 a 4 1 a 
3,5 
≤1,0 ≤1,0 ≤0,03 ≤0,04 - 0,02≤Ti+Nb≤1,0 
E-Brite 
(UNS 
S44627) 
25 a 
27,5 
0,002 
a 
0,010 
0,75 
a 1,5 
0,15 
a 0,5 
0,05 
a 
0,40 
0,20 
a 
0,40 
0,01 a 
0,02 
0,01 a 
0,02 
0,10 a 
0,15 
 0,2≤Nb≤0,5 Cu0,2 
Cb0,05 
a 0,2 
Monit 
(UNS 
S44635) 
24,5 
a 26 
0,025 3,5 a 
4,5 
3,5 a 
4,5 
1,0 0,75 0,03 0,04 0,035 0,3≤Ti+Nb≤0,6 
29Cr-
4Mo 
(UNS 
S44700) 
28 a 
30 
≤0,010 3,5 a 
4,5 
≤0,1
5 
≤0,0
30 
≤0,2 ≤0,020 ≤0,025 ≤0,020 - Cu≤0,15 
Al 29-
4C 
(UNS 
S44735
) 
28 a 
30 
0,015 
a 
0,025 
3,5 
a 
4,5 
0,4 
a 
0,5 
1,0 0,35 0,030 0,040 0,020 Ti+Nb=0,5 
FS10 
(S4480
0) 
28 a 
30 
0,010 3,5 
a 
4,2 
2,0 
a 
2,5 
0,3 ≤0,2 ≤0,020 ≤0,025 0,010 
290Mo 
(UNS 
S44735
) 
28 a 
30 
0,03 3,6 
a 
4,2 
1,0 1,0 1,0 0,03 0,04 0,03 0,045N, 
Nb+Ti6(C+N) 
Ti+Nb = 0,6 
 
 
 
 
As ligas inoxidáveis ferriticas são suscetíveis à fragilização por hidrogênio 
causada pela utilização da proteção catódica por corrente impressa como método de 
proteção contra a corrosão dessas ligas. A ocorrência da fragilização por hidrogênio 
diminui significativamente a ductilidade inviabilizando a utilização dessas ligas. No 
entanto, tem sido constatado experimentalmente [15] para uma liga super ferritica Monit 
(UNS=S44635) que a realização da proteção catódica passa a ocorrer em potenciais 
inferiores a 800mV vs. SCE . Portanto tem sido sugerido que a realização da proteção 
catódica entre os potencias de -800mV vs. SCE e -750mV vs. SCE, o que é 
normalmente utilizado na proteção catódica de ligas ferrosas, deve evitar a ocorrência 
da fragilização por hidrogênio. 
A maior resistência a corrosão sob tensão, constitui a principal vantagem dos 
aços inoxidáveis ferriticos em relação aos aços inoxidáveis austenicos no que se refere a 
resistência a corrosão. As ligas ferriticas podem resistir a corrosão sob tensão mesmo 
em ambientes que apresentam condições suficientes para ocorrer a corrosão por pite, 
desde que o teor total de Ni, Cu e Co seja inferior a 0,5%p. A diminuição da tenacidade 
da liga ferritica devido a realização de um trabalho a frio pode tornar a liga susceptível a 
corrosão sob tensão em condições nas quais esse tipo de corrosão não ocorreria. Esse 
comportamento ocorre quando a liga é submetida a um trabalho a frio que produz uma 
dureza igual ou superior a 20 RC [16]. 
 
 
 
 
 
 
2- Resistencia a corrosão por pite 
 
 A resistência à corrosão localizada por pite dos aços inoxidáveis ferriticos mais 
resistentes a esse tipo de corrosão é inferior a das ligas inoxidáveis austeniticas e duplex 
mais resistentes a corrosão por pite, sendo que esse fato se deve principalmente a 
solubilidade praticamente inexistente do nitrogênio na estrutura ferritica. Enquanto que 
na estrutura austenitica a presença do N em solução sólida é suficiente para queesse 
elemento possa elevar significativamente a resistência a corrosão por pite, nas ligas 
ferritica o N geralmente não esta presente em solução solida, e quando esta presente a 
sua quantidade não é suficiente para elevar significativamente a resistência a corrosão 
por pite. Nas aplicações nas quais a corrosão por pite ocorre são utilizadas ligas 
inoxidáveis ferriticas convencionais contendo Mo, como a liga 444 e a maioria das ligas 
super ferriticas. A resistência a corrosão por pite das ligas inoxidáveis ferriticas tende a 
aumentar com a elevação do teor de Mo, no entanto, nessas ligas o teor de Mo é inferior 
a 5%p., pois nessa concentração passa a ocorrer uma diminuição significativa da 
ductibilidade e da resistência a corrosão sob tensão da liga [9000]. 
 Como visto no item, a presença do Ni no aço inoxidável não afeta 
significativamente a resistência a corrosão por pite em solução ácida, no entanto em 
solução alcalina esse efeito passa a ser significativo. Portanto, em solução alcalina a 
ausência ou o baixo teor de níquel dos aços inoxidáveis ferriticos também contribui para 
a menor resistência a corrosão por pite dessas ligas em relação aos aços inoxidáveis 
austeniticos e duplex. Como exemplo desse com prestamento pode ser citado os 
resultados descritos na tabela 4. 
Na tabela 4 é comparado o valor do ´potencial de pite da liga ferritica 444 com o 
potencial de pite das ligas austeniticas 304 e 316 em soluções 3,5% de NaCl com pH=8 
e com pH=6. Observa-se através dos resultados descritos nessa tabela que a liga 444 que 
contem um teor de Mo em torno de 2%p. apresenta um potencial de pite e portanto uma 
resistência a corrosão por pite superior a da liga inoxidável austenitica 304 que não 
contem Mo. No entanto a liga ferrtica 444 apresenta uma resistência a corrosão por pite 
inferior a da liga austenitica 316, devido principalmente ao teor mais elevado da 
nitrogênio da liga austenitica. É interessante observar, que a maior resistência a 
corrosão por por pite da liga 444 em relação a liga 304 é menos significativa na solução 
alcalina em relação a solução ácida, enquanto que a maior resistência a corrosão por pite 
da liga 316 em relação a liga 444 é mais significativa na solução alcalina que na solução 
ácida. Esse comportamento esta relacionado com o efeito mais significativo da presença 
do Ni, a qual é significativamente maior nas ligas austeniticas na elevação da resistência 
a corrosão por pite na solução alcalina em relação a solução ácida. 
 
Tabela 4- Potencial de pite de várias ligas inoxidáveis em soluções 3,5% de NaCl com 
pH=3 e pH=8 [17]. 
 
Liga 
 
Epite vs. SCE para 
pH= 3 
Epite vs. SCE para 
pH= 8 
444 
 
377mV 323mV 
304 278mV 300mV 
 
316 
 
408V 453mV 
. 
 
 
O comportamento das ligas inoxidáveis ferríticas em relação à corrosão por pite 
é significativamente afetada pela formação de carbonetos de Cr, pois como visto 
anteriormente a formação desses precipitados ricos em Cr causa o empobrecimento 
desse elemento nas vizinhanças do precipitado, tornando, portanto, essa região 
altamente vulnerável à corrosão por pite. A difusão dos átomos de C na estrutura cubica 
de corpo centrado é favorecida em relação a estrutura cubica de face centrada, tornando 
assim a estrutura ferritica mais favorável a formação do carboneto de cromo. Os átomos 
de C podem também formar carbonetos de Mo, reduzindo assim a presença desse 
elemento em solução solida e consequentemente a resistência à corrosão por pite. 
 Devido ao efeito dos carbonetos de cromo na resistência a corrosão por pite, a 
resistência a esse tipo de corrosão, é significativamente aumentada com a diminuição do 
teor de C nessas ligas. Como visto anteriormente, a utilização de uma técnica de refino e 
a adição na liga do Ti e/ou Nb diminui significativamente o teor de C na liga 
contribuindo assim para a elevação da sua resistência a corrosão por pite. A adição do 
Ti na liga também diminui a presença das inclusões de MnS, as quais como visto no 
item atuam como sítios de nucleação do pite, colaborando assim para a elevação da 
resistência a corrosão por pite da liga. Com a presença do Ti na liga é formado o sulfeto 
de Ti inibindo assim a formação do sulfeto de manganês[18]. 
 
Efeito da presença de fases secundarias 
 
Além da formação dos carbonetos e nitretos de Cr que se formam a acima de 
900ºC outras fases fragilizantes como as fases intermetálicas α` e σ podem também ser 
formadas nas ligas inoxidáveis ferriticas em elevadas temperaturas. A fase α` é uma fase 
rica em Cr que é formada geralmente entre 300ºC a 550ºC a partir da decomposição 
espinoidal da ferrita α rica em Fe. As fases α e α`apresentam uma estrutura cubica de 
corpo centrado, e um parâmetro de rede semelhante o que faz com que a fase α` seja um 
precipitado coerente e como consequência distorce a rede cristalina na sua adjacência 
dificultando significativamente o movimento das discordâncias. Além de diminuir a 
tenacidade da liga a presença da fase α` diminui significativamente a resistência à 
corrosão por pite da liga, pois por ser uma fase rica em Cr a sua formação resulta no 
empobrecimento desse elemento na sua adjacência diminuindo assim a capacidade 
protetora do filme passivo formado nessa região. O tempo para ocorrer a fase α` 
depende da temperatura sendo menor na temperatura de 475ºC, por esse motivo a 
ocorrência da fase α` é também denominada de fragilização a 475ºC. 
 
A ocorrência da fase α`é favorecida pela elevação do teor de Cr da liga. No 
entanto, embora a elevação do teor de Cr diminua o tempo necessário para ocorrer à 
precipitação da fase α`, a presença de um maior teor de Cr na liga torna menos intenso o 
efeito dessa fase na diminuição da resistência a corrosão por pite da liga. Foi constatado 
experimentalmente [19] que uma liga de aço inoxidável super ferritico contendo 
elevado teor de Cr (Fe-28,12Cr-2,44Mo-0,01C-0,31Nb-0,01Ti) ao ser exposta a 475ºC 
foi necessário 150 horas de exposição para que o Ecp diminuísse de 1,10 V vs. S.C.E 
para 0,92 V vs. S.C.E. Considerando que a liga fica vulnerável a corrosão por pite em 
um determinado meio quando o seu potencial de pite é inferior a 1,0 V vs. S.C.E, esse 
comportamento indica que é necessário dezenas de horas de exposição a 475ºC para que 
a precipitação da fase α` torne a liga susceptível a ocorrência do pite. 
A fase σ é uma fase com estrutura tetragonal rica em Cr e Mo sendo que o tempo 
para sua formação diminui com a elevação da concentração desses elementos na liga e é 
geralmente inferior ao da fase α`. O tempo para formação da fase sigma também 
diminui quando a liga é submetida a um trabalho a frio, por favorecer a difusão do Cr. 
Por ser essa fase rica em Cr e Mo a sua formação resulta em um empobrecimento desses 
elementos nas adjacências da fase resultando assim em uma significativa diminuição da 
resistência a corrosão por pite além de diminuir a tenacidade da liga. A presença da fase 
sigma é geralmente observada em ligas inoxidáveis ferriticas que apresentam a 
somatória dos teores de Cr e Mo igual ou superior a 20%p [20]. 
A preocupação com a ocorrência da fase sigma é importante nas aplicações nas 
quais as ligas inoxidáveis ferriticas são utilizadas em elevadas temperaturas acima de 
550⁰ C, principalmente as ligas que contem teores mais elevados de Mo e Cr. Para uma 
liga inoxidável super ferritica 26Cr-4Mo-2Ni (Ti + Nb) exposta a uma temperatura de 
800⁰ C foi constatado [21] que passa a ocorrer a precipitação da fase sigma após 30 
minutos, sendo que essa fase ocorre inicialmente no contorno de grãos e passa a crescer 
através do interior do grãos após 24 horas de exposição. 
A presença de tungstênioe de titânio [22,23] na liga tende a inibir a precipitação 
da fase sigma. Tem sido constatado [23] que a substituição do Mo pelo W na liga 
inoxidável ferritica retarda à ocorrência da fase sigma tornando assim a liga menos 
suscetível a diminuição da resistência a corrosão por pite devido as presença da fase 
sigma. Em uma liga inoxidável super ferritica contendo 4%p. de Mo (Fe-29,10Cr-
4,19M0-0,44Si-0,0042C-0,0015N-0,10Nb) o potencial do pite é em torno de 950mV vs. 
SVE em solução 4M de NaCl a 80ºC e reduz para 770mV vs. SVE após exposição 
durante 1 hora a 850ºC. Já em uma liga com a mesma composição, exceto a substituição 
do Mo pelo W, o potencial de pite que também esta em torno de 950 vs. SVE é reduzido 
a 770mV vs. SVE somente após 50 horas de exposição a 850ºC. 
 
 Nas aplicações que requerem elevada resistência a corrosão por pite, geralmente 
as ligas inoxidáveis superferriticas são preteridas em relação às ligas super austeniticas e 
super duplex que apresentam maior resistência a esse tipo de corrosão. No entanto, em 
algumas aplicações que além da resistência a corrosão por pite requer determinadas 
características tais como resistência a corrosão sob tensão, elevada transferência 
térmica, e elevada resistência a oxidação e à oxidação cíclica em elevadas temperaturas, 
pode ser mais vantajosa à utilização das ligas ferriticas. As ligas super ferriticas 
apresentam tem uma resistência a corrosão-erosão superior a das ligas de Ti e de Cu, 
uma resistência a vibração superior a das ligas de Ti e uma capacidade de transferência 
de calor superior a das ligas inoxidáveis austeniticas, além do custo das ligas super 
ferriticas ser inferior ao das ligas de Ti e das ligas inoxidávei super austeniticas e super 
duplex [24]. 
Em relação a resistência a corrosão por pite na água do mar, as ligas super 
ferriticas podem apresentar um desempenho satisfatório na temperatura ambiente, 
tendo sido constatado a ausência de corrosão por pite em ligas super ferriticas imersas 
na água do mar por um período de 10 anos[ 24]. Tem sido também constatado que a liga 
super ferritica SEA-CURE apresenta uma resistência a corrosão por pite e a corrosão 
sob fresta na água do mar superior a da liga inoxidável austenitica 316L [25]. 
Ligas inoxidáveis super ferriticas tais como as ligas superferriticas SEA-CURE e 
29-4C, são frequentemente utilizadas como tubulações de condensadores e de 
trocadores de calor que estão em contato com meios corrosivos como agua do mar, água 
salobra, gás de combustão, e petróleo cru. As ligas super ferriticas são utilizadas em 
condensadores de usinas termoelétricas, em trocadores de calor de refininaria de 
petróleo, em trocadores de calor de plantas de desalinização, de plantas de tratamento de 
água e de plantas de tratamento de gases de combustão [24]. A liga 29-4C é também 
utilizada como duto de forno de aquecimento doméstico. Apesar dos elevados teores de 
Cr e Mo presentes nessas ligas, não ocorre a precipitação de fases como a fase sigma 
que possa impedir a utilização dessas ligas nessas aplicações. Esse comportamento 
provavelmente se deve ao fato de as ligas SEA-CURE e 29-4C serem estabilizadas com 
Ti, cuja adição inibe a precipitação da fase sigma [22], é possível que a estabilização 
com o Nb também cause esse efeito. 
Uma limitação importante das ligas super ferriticas que limita a utilização dessas 
ligas em tubulações de trocadores de calor e evaporadores é a de que a utilização dessas 
ligas é restrida à tubulações de pequena espessura, sendo a liga SEA-CURE utilizada 
em tubulações com espessura de até 2,11mm e a liga 29-4C em tubulações com 
espessura de ate 1,25mm [24]. Essa limitação se deve ao fato de que a tenacidade e a 
ductibilidade dessas ligas diminuem com a elevação da espessura dificultando assim o 
processo de manufatura dessas ligas. 
Como visto anteriormente uma das principais aplicações das ligas inoxidáveis 
ferriticas ocorre no sistema de exaustão de um veiculo. Nesse equipamento além da 
condensação dos gases resultantes da queima do combustível, também ocorre à 
condensação do vapor resultando na presença da água no inteiro dos componentes. Essa 
água pode conter íons cloreto a um nível que causa a corrosão por pite no interior dos 
componentes. Quando o escapamento é exposto a uma atmosfera marinha úmida pode 
também ocorrer à corrosão por pite na superfície externa dos componentes. A 
ocorrência da corrosão por pite que é mais critica no silenciador e no abafador causa a 
perfuração dos componentes do sistema de exaustão resultando no desvio dos gases de 
combustão e na consequente queda do rendimento do motor, o que torna necessário a 
substituição do equipamento. A suscetibilidade dos equipamentos à corrosão por pite é 
maior nos veículos que percorrem uma baixa quilometragem por dia, pois nesses 
veículos é maior a probabilidade de não ocorrer à eliminação do vapor, permanecendo 
agua no interior do escapamento enquanto nos veículos com elevada quilometragem por 
dia a probabilidade de eliminar a água é maior sendo assim menor a probabilidade de 
ocorrer a corrosão por pite no interior dos equipamentos. 
Para elevar a vida útil do equipamento tem sido desenvolvidas ligas para o 
sistema de exaustão que apresentam maior resistência à corrosão por pite 
principalmente por conter Mo. A liga FSSNEW ( Fe-0,012C-14,3Cr-1,28Mo-0,48Nb-
0,004S-0,0089N-P˂0,03) estabilizada com Nb foi desenvolvida para ser utilizada no 
sistema de exaustão de veículos [26]. Essa liga, além de possuir uma resistência ao pite 
superior a da liga 409 apresenta também limite de resistência a tração, tensão de 
escoamento e resistência à oxidação em elevadas temperaturas superiores ou iguais às 
ligas inoxidáveis ferriticas normalmente usadas no sistema de exaustão. Outras ligas 
inoxidáveis ferriticas contendo Mo tem sido também utilizadas no sistema de exaustão 
tais como a liga 444 utilizada no tubo dianteiro, conversor catalítico e tubo central, e a 
liga 436 utilizada no silenciador [l7, 27]. Essas ligas além de apresentarem teores 
relativamente baixo de Cr e Mo (a somatória dos teores de Cr e Mo é inferior a 20%p.) 
são estabilizadas com Ti ou Nb o que colabora para inibir a precipitação da fase sigma. 
 
 
 
 
 
Referências 
 
1-. Bottrel Coutinho C., Materiais metálicos para engenharia, Fundação Christiano 
Ottoni,, 1992, Belo Horizonte. 
2-. Mcguirre M., Stainless steels for design engineers, Ed. ASTM International, 
Materials Park, Ohio, 2008, p.273 e 274. 
3-.http://www.villaresmetals.com.br/villares/pt/Produtos/Acos-
Inoxidaveis/Ferriticos/V446 
4- http://www.abinox.org.br/upfiles/arquivos/biblioteca/composicao-quimica.pdf 
 
5.http://www.aperam.com/uploads/stainlesseurope/South%20America/catalogo%20Aco
%20Inox%20Aperam.pdfhttp://www.aperam.com/uploads/stainlesseurope/South%20A
merica/catalogo%20Aco%20Inox%20Aperam.pdf 
 
6- https://www.plymouth.com/wp-content/uploads/2017/03/SSW-Super-Ferritic-SS-
Rediscovered.pdf 
7- https://www.plymouth.com/wp-content/uploads/2017/03/Super-Ferritic-Stainless-
Steels.pdf 
8-https://www.atimetals.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty-
steel/superferritic/ati_e-brite_tds_en_v1.pdf 
 
9-https://www.atimetals.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty-
steel/superferritic/al29-4c_alloy_brochure_v1.pdf 
 
10- http://guides.com.br/home/wp-content/uploads/2011/12/aperam-catalogo.pdf 
 
11- Handbook of Stainless Steels, Peckner and Bernstein, McGraw Hill, 1977, p 5–9, 5– 
 
12.http://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/Ferritic_Stainless_Grades_Br
ochure.pdf 
 
13-http://brasil.aperam.com/wp-content/uploads/2015/11/DIN-WS-1.4003UNS-
S41003-Ferritic-Stainless-Steel.pdf14-http://www.outokumpu.com/en/products-properties/more-stainless/stainless-steel-
types/ferritic/14003/Pages/default.aspx 
 
15- file:///C:/Users/User/Downloads/103.PDF- Corrosion in sea water system. 
 
16- Mcguirre M., Stainless steels for design engineers, Ed. ASTM International, 
Materials Park, Ohio, 2008, p.121. 
 
17- file:///C:/Users/User/Downloads/A%C3%A7o%20Inox%20Ferr%C3%ADtico%20-
%20ACE%20P444A%20(1).pdf 
 
 
18- Cunat JP., Alloying Elements in Stainless Steel and Other Chromium-Containing 
Alloys, Euro Inox 2004, pg. 1 a 24. 
http://www.bssa.org.uk/cms/File/Euro%20Inox%20Publications/Alloying%20Elements.
pdf. 
 
19- Maysa Terada , Marcio F. Hupalo ,Isolda Costa, Angelo F. Padilha. Effect of alpha 
prime due to 475 C aging on fracture behavior and corrosion resistance of DIN 1.4575 
and MA 956 high performance ferritic stainless steels, J Mater Sci (2008) 43:425–433 
 
20- Mcguirre M., Stainless steels for design engineers, Ed. ASTM International, 
Materials Park, Ohio, 2008, p.116. 
 
21- He, M ; Yu, L ; Li, Hj He, M . Evolution of intermetallics in a 26Cr-4Mo-2Ni (Ti + 
Nb) superferritic stainless steel aged at 800 degree C. Materials Research Innovations, April 
2015, Vol.19(S1), pp.S1-36-S1-40. 
 
22- Characterization of Corrosion Resistance in a Ferritic Stainless Steel Stabilized with Ti 
Addition Ja young Hong1, Yong taek Shin2, Hae Woo Lee1Int. J. Electrochem. Sci., 9 (2014) 7325 - 
7334 . 
 
23- Chan-Jin Parka, , , Myung-Kyu Ahnb, Hyuk-Sang Kwonb, Influences of Mo 
substitution by W on the precipitation kinetics of secondary phases and the associated 
localized corrosion and embrittlement in 29% Cr ferritic stainless steels, Materials 
Science and Engineering: A, Volume 418, 2006, Pages 211–217 
 
24-https://www.plymouth.com/wp-content/uploads/2017/03/Super-Ferritic-Stainless-
Steels.pdf 
 
25- https://www.plymouth.com/wp-content/uploads/2017/03/SSW-Oct-05-Perf-of-
Superferritic-SS-in-High-Chloride-.pdf 
 
26- H.B. Li, Z.H. Jiang, Z. Li, and Z.R. Zhang, Development of 
ferritic stainless steel with 15% chromium for automobile 
exhaust system, J. Northeast. Univ. Nat. Sci., 30(2009),No. 9, p. 1278. 
 
27- Yoshiharu INOUE, Masao KIKUCHI, Steel Research Laboratories Present and 
Future Trends of Stainless Steel for Automotive Exhaust System, NIPPON STEEL 
TECHNICAL REPORT No. 88 July 2003, pg. 62 a 69. 
http://www.nssmc.com/en/tech/report/nsc/pdf/n8814.pdf