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Por que o aço inoxidável é inoxidável?

Por que o aço inoxidável é inoxidável?


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Em 1913, o metalúrgico inglês Harry Brearley, trabalhando em um projeto para melhorar os canos das espingardas, descobriu acidentalmente que a adição de cromo ao aço de baixo carbono confere resistência a manchas. Além de ferro, carbono e cromo, o aço inoxidável moderno também pode conter outros elementos, como níquel, nióbio, molibdênio e titânio.

Níquel, molibdênio, nióbio e cromo aumentam a resistência à corrosão do aço inoxidável. É a adição de um mínimo de 12% de cromo ao aço que o faz resistir à ferrugem ou manchar 'menos' do que outros tipos de aço. O cromo no aço combina com o oxigênio na atmosfera para formar uma camada fina e invisível de óxido contendo cromo, chamada de filme passivo. Os tamanhos dos átomos de cromo e seus óxidos são semelhantes; portanto, eles se agrupam perfeitamente na superfície do metal, formando uma camada estável com apenas alguns átomos de espessura. Se o metal for cortado ou arranhado e o filme passivo for interrompido, mais óxido se formará e recuperará rapidamente a superfície exposta, protegendo-a da corrosão oxidativa.

O ferro, por outro lado, enferruja rapidamente porque o ferro atômico é muito menor que o seu óxido, de modo que o óxido forma uma camada solta em vez de compactada e descama. O filme passivo requer oxigênio para auto-reparo, para que os aços inoxidáveis ​​tenham baixa resistência à corrosão em ambientes com pouco oxigênio e baixa circulação. Na água do mar, os cloretos do sal atacam e destroem o filme passivo mais rapidamente do que podem ser reparados em um ambiente com pouco oxigênio.

Tipos de aço inoxidável

Os três principais tipos de aços inoxidáveis ​​são austeníticos, ferríticos e martensíticos. Esses três tipos de aços são identificados por sua microestrutura ou fase cristalina predominante.

  • Austenítico: Aços austeníticos têm a austenita como sua fase primária (cristal cúbico centrado na face). São ligas que contêm cromo e níquel (às vezes manganês e nitrogênio), estruturadas em torno da composição de ferro Tipo 302, 18% de cromo e 8% de níquel. Aços austeníticos não são endurecíveis por tratamento térmico. O aço inoxidável mais familiar é provavelmente o Tipo 304, às vezes chamado T304 ou simplesmente 304. O aço inoxidável cirúrgico do Tipo 304 é um aço austenítico contendo 18 a 20% de cromo e 8 a 10% de níquel.
  • Ferrítico: Os aços ferríticos têm como principal a ferrita (cristal cúbico centrado no corpo). Esses aços contêm ferro e cromo, com base na composição do Tipo 430 de 17% de cromo. O aço ferrítico é menos dúctil que o aço austenítico e não é endurecível por tratamento térmico.
  • MartensíticoA microestrutura característica da martensita ortorrômbica foi observada pela primeira vez pelo microscopista alemão Adolf Martens por volta de 1890. Aços martensíticos são aços de baixo carbono construídos em torno da composição de ferro Tipo 410, 12% de cromo e 0,12% de carbono. Eles podem ser temperados e endurecidos. O martensita confere grande dureza ao aço, mas também reduz sua tenacidade e o torna quebradiço, de modo que poucos aços são totalmente endurecidos.

Existem também outros tipos de aços inoxidáveis, como os aços endurecidos por precipitação, duplex e fundidos. O aço inoxidável pode ser produzido em uma variedade de acabamentos e texturas e pode ser colorido em um amplo espectro de cores.

Passivação

Há alguma disputa sobre se a resistência à corrosão do aço inoxidável pode ser aprimorada pelo processo de passivação. Essencialmente, passivação é a remoção de ferro livre da superfície do aço. Isso é feito imergindo o aço em um oxidante, como ácido nítrico ou solução de ácido cítrico. Como a camada superior do ferro é removida, a passivação diminui a descoloração da superfície.

Embora a passivação não afete a espessura ou a eficácia da camada passiva, é útil na produção de uma superfície limpa para tratamento adicional, como chapeamento ou pintura. Por outro lado, se o oxidante for removido de forma incompleta do aço, como às vezes ocorre em peças com juntas ou cantos apertados, poderá ocorrer corrosão na fenda. A maioria das pesquisas indica que a diminuição da corrosão das partículas da superfície não reduz a suscetibilidade à corrosão por pites.



Comentários:

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