O aço é definido como uma liga de ferro com quantidades variáveis de carbono (0,008% e 2,11% em massa). O aço inoxidável é por sua vez uma família de ligas de aço com outros elementos, como cromo ou níquel , que conferem alta resistência à corrosão e oxidação.

O aço inoxidável faz parte do nosso dia-a-dia, pois é utilizado nas mais diversas aplicações, por exemplo, na arquitetura, automotiva, eletrodomésticos ou na medicina.

Composição

A composição do aço inoxidável consiste em ferro, cromo e níquel , juntamente com pequenas quantidades de carbono . O metal em maior proporção é o ferro, o cromo no mínimo 10,5% em massa e o carbono no máximo 1,2%.

Dependendo do tipo específico de aço inoxidável, ele também pode conter manganês, nitrogênio, molibdênio, enxofre, titânio e outros elementos usados para diversos fins. Por exemplo, no aço inoxidável austenítico, o manganês e o nitrogênio são usados para manter a estrutura cristalina estável em todas as temperaturas.

Famílias de aço inoxidável

Existem cinco famílias ou tipos principais de aço inoxidável classificados de acordo com sua estrutura cristalina, e dentro de cada família existem vários graus com características específicas:

  1. Aço Inoxidável Austenítico : É a maior família de aços inoxidáveis. Cobre cerca de dois terços da produção mundial de aço inoxidável. É caracterizada por apresentar estrutura cristalina do tipo austenítica ( cúbica de face centrada ). Possui maior resistência à corrosão do que os demais. Contém cromo (16-16%), níquel (6-12%), ferro e outros elementos secundários em liga, por exemplo molibdênio, para atingir as características específicas desejadas.
  2. Aço inoxidável ferrítico : contém ferro e cromo (12,5% – 17%). É essencialmente um aço inoxidável sem níquel e com muito baixo teor de carbono. Possui ferromagnetismo e maior resistência à corrosão do que o aço inoxidável martensítico.
  3. Aço inoxidável martensítico : consiste em ferro, carbono (0,2 – 1,0%) e cromo (10,5 – 18%). A resistência à corrosão é moderada, mas possui dureza superior.
  4. Aço inoxidável duplex (austenítico-ferrítico) : contém ferro, cromo (18-26%), níquel (4-7%), molibdênio (0-4%) e cobre. Possui uma estrutura cristalina de austenita e ferrita, que atinge a alta resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico, porém com maior dureza.

Efeitos de cada elemento na liga

  • Cromo : atua como estabilizador da ferrita. É o elemento de liga mais importante do aço. Um mínimo de 10,5% é necessário para que uma camada protetora de óxido de cromo se forme na superfície do material.
  • Níquel – melhora a resistência geral à corrosão e estabiliza a estrutura austenítica. Com um teor de níquel de 8-9%, o aço inoxidável tem uma estrutura inteiramente austenítica.
  • Molibdênio : o molibdênio, junto com o tungstênio, aumenta a resistência à corrosão geral e local (poços, rachaduras, etc.)
  • Nitrogênio : aumenta a dureza e melhora a resistência à corrosão local. Promove a formação de austenita.
  • Cobre : aumenta a resistência geral à corrosão ácida. Estabiliza a estrutura austenítica.
  • Carbono : melhora a tenacidade, especialmente em aços inoxidáveis martensíticos.
  • Titânio : O titânio, junto com o nióbio e o zircônio, são usados quando não é possível controlar o carbono em pequenas quantidades, pois o titânio (e o nióbio e o zircônio) têm maior afinidade pelo carbono do que o cromo. Eles estabilizam a estrutura de ferrite.
  • Enxofre : usado para melhorar a usinabilidade do aço. Os aços inoxidáveis com enxofre apresentam menor resistência à corrosão.
  • Manganês : é um formador de austenita e aumenta a solubilidade do níquel no aço, por isso é geralmente usado em aços que carregam nitrogênio.
  • Silício : melhora a resistência à oxidação, estabiliza a ferrita e é utilizado em aços inoxidáveis expostos a altas concentrações de ácidos, como ácido sulfúrico e ácido nítrico.
  • Cério : o cério é um metal muito raro na Terra. No aço inoxidável, melhora a resistência e a adesão da camada superficial de óxido de cromo em altas temperaturas.