As ligas especiais de aço inoxidável são produzidas a partir de metais puros, que, por suas características, não oferecem a qualidade necessária para a fabricação de produtos utilizados nas indústrias e organizações.
Com a mistura em ligas especiais, através do aquecimento que funde os metais, puros, o aço inoxidável é criado para atender a todas as necessidades. As propriedades das ligas resultantes irão servir para cada aplicação específica, devidamente determinadas pelos metais usados, pela sua quantidade na liga, pela estrutura do arranjo cristalino em seu interior e pelos tratamentos adicionais exigidos para cada aplicação.
Assim, por exemplo, o aço é formado pela liga de 98,5% de ferro, de 0,5 a 1,7% de carbono e mínimas quantidades de silício, oxigênio e enxofre, sendo aplicado em peças metálicas que exigem maior tração, tornando-se mais resistentes que o ferro puro. O aço, depois de pronto, serve para produção de outras ligas metálicas.
A principal liga metálica criada a partir do aço puro é o aço inoxidável, que leva 74% de aço, 18% de cromo e 8% de níquel, entre outros metais. Por ser resistente à corrosão, o aço inoxidável se tornou a liga preferida para as mais diversas aplicações, desde tanques a peças de veículos, utensílios de cozinha, decoração, talheres, equipamentos hospitalares e muitos outros.
Quantidades diferentes de metais para aços inoxidáveis diferentes
A composição inicial das ligas para criação do aço inoxidável foi se transformando ao longo do tempo. Hoje, o aço inox é aquele que contém um mínimo de 10,5% de cromo como principal elemento, havendo um limite máximo de 30% desse metal para evitar a corrosão.
A resistência à corrosão no aço inoxidável é obtida pela formação do óxido protetor do cromo, que impede o contato do ferro com a atmosfera, evitando o desenvolvimento de ferrugem. Outros elementos foram acrescentados à liga do aço inoxidável, como cobre, titânio, alumínio, nióbio, silício, nitrogênio, níquel, molibdênio, alumínio e selênio, obtendo características mecânicas diferenciadas para cada tipo de aplicação.
Com essas diferenças nas ligas metálicas, criou-se uma classificação para o aço inoxidável, dividindo-o em cinco famílias, de acordo com sua microestrutura, com a estrutura cristalinas das fases presentes na liga ou com o tratamento térmico aplicado.
Essas famílias de aço inoxidável são conhecidas como aços martensíticos, ferríticos, austeníticos, duplex (austenítico e ferrítico e endurecíveis por precipitação.
O sistema de divisão do aço inoxidável em famílias obrigou também à criação de sistemas de numeração para definir o tipo de aço e cada liga, utilizando-se a numeração da AISI – American Iron and Steel Institute, da UNS – Unified Numbering System ou de uma designação estabelecida pelo desenvolvedor da liga.
Entre os sistemas, o da AISI é o mais utilizado no mundo todo, classificando o aço inoxidável através de três dígitos. Para os aços austeníticos utilizou-se as séries 200 e 300 e para os aços ferríticos e martensíticos, a série 400.
Na série UNS está o maior número de ligas de aço inoxidável, já que essa classificação incorpora os aços mais recentemente desenvolvidos. A série apresenta as ligas de aço através da letra S seguida de 5 números. Os três primeiros representam a numeração AISI, quando ela existe para a liga, e os dois últimos são dois zeros, se o aço for comum na designação AISI. No caso de ligas diferentes, isto indica que o aço possui alguma característica específica reconhecida pela UNS.
Aplicações das ligas de aço inoxidável
Cada liga de aço inoxidável atende uma determina aplicação. Assim, temos a seguinte divisão das famílias de ligas:
1. Martensíticos
São um tipo de aço inoxidável aplicado em equipamentos e materiais que exigem resistência à tração, à fluência e à fadiga, com moderada resistência à corrosão e utilização em temperaturas de até 650°C.
O aço inoxidável da família dos martensíticos são aplicados em turbinas a vapor, turbinas a gás, motores a jato, tubulações de vapor, reaquecedores de geradores a vapor e tubulações superaquecidas.
2. Ferríticos
A família do aço inoxidável ferrítico é usada em sistemas de exaustão de veículos, recipientes de alimentos, trocadores de calor e tubulações contendo soluções de cloreto e água marítima.
3. Austeníticos
O aço inoxidável austenítico são mais resistentes à corrosão da atmosfera, em diversas soluções aquosas, à presença de alimentos, em ácidos oxidantes como o nítrico e em soluções diluídas com clores e ácidos sulfurosos.
4. Duplex
Com maior resistência mecânica, o aço inoxidável duplex pode ser utilizado em espessuras menores, não podendo, no entanto, ser utilizado em temperaturas acima de 300°C, principalmente por perder suas características mecânicas. Sua utilização é feita em indústrias de gás, petróleo, petroquímica, papel e polpa, sendo eficiente na presença de meios contendo cloretos.
5. Endurecíveis por precipitação
A família do aço inoxidável endurecível por precipitação possui boa resistência mecânica, tenacidade e ductilidade, com resistência à corrosão de moderada a boa. A aplicação desse tipo de aço é direcionada para a indústria aeroespacial e de alta tecnologia.