Na metalurgia, o aço inoxidável é uma liga de aço com pelo menos 10,5% de cromo com ou sem outros elementos de liga e no máximo 1,2% de carbono em massa.Os aços inoxidáveis, também conhecidos como aços inox ou inox do francês inoxidável (inoxidável), sãoligas de açoque são muito conhecidos pela sua resistência à corrosão, que aumenta com o aumento do teor de cromo.A resistência à corrosão também pode ser aumentada por adições de níquel e molibdênio.A resistência destas ligas metálicas aos efeitos químicos dos agentes corrosivos baseia-se na passivação.Para que a passivação ocorra e permaneça estável, a liga Fe-Cr deve ter um teor mínimo de cromo de cerca de 10,5% em peso, acima do qual a passividade pode ocorrer e abaixo é impossível.O cromo pode ser usado como elemento de endurecimento e é frequentemente usado com um elemento de endurecimento como o níquel para produzir propriedades mecânicas superiores.

Aço Inoxidável Duplex

Como o nome indica, os aços inoxidáveis ​​Duplex são uma combinação de dois tipos principais de liga.Possuem microestrutura mista de austenita e ferrita, geralmente com o objetivo de produzir uma mistura 50/50, embora, em ligas comerciais, a proporção possa ser 40/60.Sua resistência à corrosão é semelhante à de seus equivalentes austeníticos, mas sua resistência à corrosão sob tensão (especialmente à corrosão sob tensão por cloreto), resistência à tração e limites de escoamento (aproximadamente o dobro do limite de escoamento dos aços inoxidáveis ​​austeníticos) são geralmente superiores aos dos aços inoxidáveis ​​austeníticos. notas.No aço inoxidável duplex o carbono é mantido em níveis muito baixos (C<0,03%).O teor de cromo varia de 21,00 a 26,00%, o teor de níquel varia de 3,50 a 8,00%, e essas ligas podem conter molibdênio (até 4,50%).A tenacidade e a ductilidade geralmente ficam entre as dos graus austenítico e ferrítico.As classes duplex são geralmente divididas em três subgrupos com base em sua resistência à corrosão: lean duplex, duplex padrão e superduplex.Os aços superduplex apresentam maior resistência e resistência a todas as formas de corrosão em comparação com os aços austeníticos padrão.Os usos comuns incluem aplicações marítimas, plantas petroquímicas, usinas de dessalinização, trocadores de calor e indústria de fabricação de papel.Hoje, a indústria de petróleo e gás é a maior usuária e tem pressionado por classes mais resistentes à corrosão, levando ao desenvolvimento de aços superduplex.

A resistência do aço inoxidável aos efeitos químicos dos agentes corrosivos baseia-se na passivação.Para que a passivação ocorra e permaneça estável, a liga Fe-Cr deve ter um teor mínimo de cromo de cerca de 10,5% em peso, acima do qual a passividade pode ocorrer e abaixo é impossível.O cromo pode ser usado como elemento de endurecimento e é frequentemente usado com um elemento de endurecimento como o níquel para produzir propriedades mecânicas superiores.

Aços Inoxidáveis ​​Duplex – SAF 2205 – 1.4462

Um aço inoxidável duplex comum é o SAF 2205 (uma marca registrada da Sandvik para um aço inoxidável duplex 22Cr (ferrítico-austenítico)), que normalmente contém 22% de cromo e 5% de níquel.Possui excelente resistência à corrosão e alta resistência, 2205 é o aço inoxidável duplex mais utilizado.As aplicações do SAF 2205 estão nas seguintes indústrias:

• Transporte, armazenamento e processamento químico
• Equipamento de processamento
• Alto teor de cloreto e ambientes marinhos
• Exploração de petróleo e gás
• Máquinas de papel

Propriedades do aço inoxidável duplex

As propriedades dos materiais são propriedades intensivas, o que significa que são independentes da quantidade de massa e podem variar de lugar para lugar dentro do sistema a qualquer momento.A ciência dos materiais envolve o estudo da estrutura dos materiais e relacioná-los com as suas propriedades (mecânicas, elétricas, etc.).Uma vez que os cientistas de materiais conheçam essa correlação estrutura-propriedade, eles poderão estudar o desempenho relativo de um material em uma determinada aplicação.Os principais determinantes da estrutura de um material e, portanto, das suas propriedades são os seus elementos químicos constituintes e a forma como foi processado na sua forma final.

Propriedades Mecânicas do Aço Inoxidável Duplex

Os materiais são frequentemente escolhidos para diversas aplicações porque possuem combinações desejáveis ​​de características mecânicas.Para aplicações estruturais, as propriedades dos materiais são cruciais e os engenheiros devem levá-las em consideração.

Resistência do aço inoxidável duplex

Na mecânica dos materiais, oresistência de um materialé a sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica.A resistência dos materiais considera a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação ou alteração resultante nas dimensões do material.A resistência de um material é a sua capacidade de suportar a carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Resistência à tração

A resistência máxima à tração do aço inoxidável duplex – SAF 2205 é de 620 MPa.

Oresistência à traçãoé o máximo na engenhariacurva tensão-deformação.Isto corresponde à tensão máxima suportada por uma estrutura em tensão.A resistência à tração final é frequentemente abreviada para “resistência à tração” ou “a resistência final”.Se esta tensão for aplicada e mantida, ocorrerá uma fratura.Freqüentemente, esse valor é significativamente maior que a tensão de escoamento (até 50 a 60 por cento mais que o rendimento para alguns tipos de metais).Quando um material dúctil atinge sua resistência máxima, ele sofre estrangulamento onde a área da seção transversal reduz localmente.A curva tensão-deformação não contém tensão superior à resistência última.Embora as deformações possam continuar a aumentar, a tensão geralmente diminui após atingir a resistência máxima.É uma propriedade intensiva;portanto, seu valor não depende do tamanho do corpo de prova.No entanto, depende de outros fatores, como a preparação da amostra, a presença ou não de defeitos superficiais e a temperatura do ambiente e do material de teste.A resistência máxima à tração varia de 50 MPa para alumínio até 3.000 MPa para aço de altíssima resistência.

Força de rendimento

O limite de escoamento do aço inoxidável duplex – SAF 2205 é de 440 MPa.

Oponto de rendimentoé o ponto em umcurva tensão-deformaçãoque indica o limite do comportamento elástico e o início do comportamento plástico.A resistência ao escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente.Em contraste, o ponto de escoamento é o ponto onde começa a deformação não linear (elástica + plástica).Antes do limite de escoamento, o material se deformará elasticamente e retornará à sua forma original quando a tensão aplicada for removida.Uma vez ultrapassado o limite de escoamento, alguma fração da deformação será permanente e irreversível.Alguns aços e outros materiais exibem um comportamento denominado fenômeno de limite de escoamento.Os limites de escoamento variam de 35 MPa para alumínio de baixa resistência a mais de 1400 MPa para aço de alta resistência.

Módulo de elasticidade de Young

O módulo de elasticidade de Young do aço inoxidável duplex – SAF 2205 é de 200 GPa.

Módulo de elasticidade de Youngé o módulo de elasticidade para tensões de tração e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e geralmente é avaliado por testes de tração.Até a tensão limite, um corpo será capaz de recuperar suas dimensões com a retirada da carga.As tensões aplicadas fazem com que os átomos de um cristal se movam da sua posição de equilíbrio, e todos osátomossão deslocados na mesma quantidade e mantêm sua geometria relativa.Quando as tensões são removidas, todos os átomos retornam às suas posições originais e não ocorre deformação permanente.De acordo comLei de Hooke, a tensão é proporcional à deformação (na região elástica) e a inclinação é o módulo de Young.O módulo de Young é igual à tensão longitudinal dividida pela deformação.

A dureza do aço inoxidável duplex

A dureza Brinell dos aços inoxidáveis ​​duplex – SAF 2205 é de aproximadamente 217 MPa.

Na ciência dos materiais,durezaé a capacidade de resistir a indentações superficiais (deformação plástica localizada) e arranhões.A dureza é provavelmente a propriedade do material menos definida porque pode indicar resistência a arranhões, abrasão, indentação ou até mesmo resistência à moldagem ou deformação plástica localizada.A dureza é importante do ponto de vista da engenharia porque a resistência ao desgaste por fricção ou erosão por vapor, óleo e água geralmente aumenta com a dureza.

Teste de dureza Brinellé um dos testes de dureza de indentação desenvolvidos para testes de dureza.Nos testes Brinell, um penetrador esférico e duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.O teste típico usa uma esfera de aço endurecido de 10 mm (0,39 pol.) de diâmetro como penetrador com uma força de 3.000 kgf (29,42 kN; 6.614 lbf).A carga é mantida constante por um tempo especificado (entre 10 e 30 s).Para materiais mais macios, é utilizada uma força menor;para materiais mais duros, uma esfera de carboneto de tungstênio substitui a esfera de aço.

O ensaio fornece resultados numéricos para quantificar a dureza de um material, que é expressa pelo número de dureza Brinell – HB.O número de dureza Brinell é designado pelos padrões de teste mais comumente usados ​​(ASTM E10-14[2] e ISO 6506–1:2005) como HBW (H de dureza, B de Brinell e W do material do penetrador, tungstênio (volfrâmio) carboneto).Nas normas anteriores, HB ou HBS eram usados ​​para se referir a medições feitas com penetradores de aço.

O número de dureza Brinell (HB) é a carga dividida pela área superficial da indentação.O diâmetro da impressão é medido com um microscópio com escala sobreposta.O número de dureza Brinell é calculado a partir da equação:

Existem vários métodos de teste de uso comum (por exemplo, Brinell,Knoop,Vickers, eRockwell).Existem tabelas disponíveis correlacionando os números de dureza dos diferentes métodos de teste onde a correlação é aplicável.Em todas as escalas, um número alto de dureza representa um metal duro.

Propriedades térmicas do aço inoxidável duplex

As propriedades térmicas dos materiais referem-se à resposta dos materiais às mudanças na suatemperaturae a aplicação deaquecer.À medida que um sólido absorveenergiana forma de calor, sua temperatura aumenta e suas dimensões aumentam.Mas materiais diferentes reagem de maneira diferente à aplicação de calor.

Capacidade de calor,expansão térmica, econdutividade térmicasão frequentemente críticos no uso prático dos sólidos.

Ponto de fusão do aço inoxidável duplex

O ponto de fusão do aço inoxidável duplex – aço SAF 2205 é em torno de 1450°C.

Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a fase líquida.Oponto de fusãode uma substância é a temperatura na qual ocorre essa mudança de fase.O ponto de fusão também define uma condição onde o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio.

Condutividade Térmica de Aço Inoxidável Duplex

A condutividade térmica dos aços inoxidáveis ​​duplex – SAF 2205 é de 19 W/(m. K).

As características de transferência de calor do material sólido são medidas por uma propriedade chamadacondutividade térmica, k (ou λ), medido em W/mK Mede a capacidade de uma substância de transferir calor através de um material porcondução.Observe queLei de Fourieraplica-se a toda matéria, independentemente do seu estado (sólido, líquido ou gasoso).Portanto, também é definido para líquidos e gases.

Ocondutividade térmicada maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura e, para vapores, também depende da pressão.Em geral:

A maioria dos materiais são quase homogêneos, portanto geralmente podemos escrever k = k (T).Definições semelhantes estão associadas a condutividades térmicas nas direções y e z (ky, kz), mas para um material isotrópico, a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.