Aço inoxidável duplex e suas aplicações

06 aço duplex

O aço inoxidável duplex foi descoberto e desenvolvido entre 1927 e 1932, durante a pesquisa do efeito de frações volumétricas de ferrita nas propriedades do aço inoxidável austenítico.

A introdução do cobre e do molibdênio permitiu que o aço inoxidável duplex fosse endurecido por precipitação, apresentando uma resistência mecânica muito mais alta do que a família de aços austeníticos.

No entanto, o aço inoxidável duplex apresentava pior desempenho do que o austenítico no processamento em geral, principalmente quanto à conformação mecânica a quente, embora sua resistência à corrosão fosse comparável a essa família.

O aço inoxidável duplex também era bastante suscetível à corrosão por pites, em razão do enriquecimento preferencial da ferrita em elementos que favorecem a resistência à corrosão, como o molibdênio e o cromo. Somente a introdução de teores mais altos de nitrogênio resolveu o problema.

As vantagens da utilização do aço inoxidável duplex

O aço inoxidável duplex apresenta diversas vantagens, como a elevada resistência mecânica, maior resistência à corrosão intergranular e, além disso, os valores mais baixos dos elementos presentes em sua liga.

A microestrutura do aço inox duplex é constituída por ilhas de austenita, mais escura, distribuídas em matriz ferrítica, mais clara. Como desvantagem, é preciso citar o processamento mais elaborado e a baixa resistência à corrosão por pites.

Para a produção de aço inoxidável duplex contendo 70% de ferrita, pode-se obter uma microestrutura ferrítica-austenítica para teores de cromo entre 22 e 28%, com teores de níquel entre 2 e 8%.

O carbono, entre 0,01 e 0,05%, oferece resistência mecânica e ao desgaste, enquanto que o nitrogênio, entre 0,10 e 0,35%, oferece resistência mecânica e à corrosão por pites. Além disso, a liga leva silício (entre 0,5 e 5%), que apresenta resistência à corrosão, ao calor e ao desgaste, e manganês (entre 0,5 e 5%), também para resistência à corrosão e ao desgaste abrasivo.

Outros elementos que também estão presentes na liga de aço inoxidável duplex são os seguintes:

  • Manganês (entre 0,5 e 5%), com resistência à corrosão e desgaste abrasivo;
  • Molibdênio (entre 0,2 e 5%), com resistência à corrosão por pites, generalizada e em frestas;
  • Cobalto (até 12%), oferecendo soldabilidade e resistência ao desgaste;
  • Nióbio (até 1,5%), oferecendo resistência à corrosão e desgaste:
  • Cobre (até 4%), apresentando resistência à corrosão e endurecimento por precipitação;
  • Tungstênio (até 1,2%), melhorando a resistência à corrosão;
  • Titânio (até 0,5%), oferecendo endurecimento por precipitação;
  • Alumínio (até 0,1%), gerando maleabilidade.

O aço inoxidável duplex também apresenta teores residuais de enxofre, fósforo, oxigênio e boro. No aço duplex, as frações de austenita e ferrita devem ser semelhantes, oferecendo uma combinação favorável de resistência mecânica, tenacidade, resistência à corrosão e ao desgaste.

Aplicação do aço inoxidável duplex

O aço inoxidável duplex é empregado em meios onde se exige principalmente resistência intergranular à corrosão por pites. Dentro dos limites tolerados, os aços duplex com teores mais altos de cromo, molibdênio e nitrogênio, são considerados superduplex, que são praticamente imunes à corrosão sob tensão.

O custo total dos componentes da liga do aço inoxidável duplex é relativamente baixo, quando comparado aos aços austeníticos, principalmente em razão dos baixos teores de níquel.

A demanda pelo aço inoxidável duplex vem aumentando à medida que aumenta o conhecimento sobre esse tipo de material, havendo maior crescimento do que para os outros tipos de aço inox. Diante disso, o aço inoxidável duplex deve substituir gradual e parcialmente outros tipos de aço inoxidáveis, principalmente os da família de austeníticos, além de outros tipos de materiais.

O aço inoxidável duplex vem sendo bastante aplicado para a fabricação de tanques, principalmente aqueles destinados a líquidos corrosivos aquecidos, tanques digestores para a indústria de papel e celulose, aquecedores domésticos de água, tambores de máquinas de lavar, postes de iluminação de ruas, partes de plataformas marítimas e componentes absorvedores de energia mecânica em veículos.

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