AÇOS INOXIDÁVEIS

Austeníticos

Nos aços inoxidáveis austeníticos a adição de níquel (e/ou de manganês) estabiliza a fase g (austenita) à temperatura ambiente. Do mesmo modo que os aços inox ferríticos, os austeníticos não sofrem transformação alotrópica de fase com a mudança de temperatura. Em geral o teor de níquel nesses aços varia entre 8 e 30 %, o que os torna mais caros, e ao contrário dos aços inox ferríticos e martensíticos, não são magnéticos, devido à estrutura cristalina CFC, que também favorece a dutilidade e a tenacidade. Como desvantagem, apresentam sensibilidade à corrosão intergranular (sensitização), quando expostos por longo tempos a temperaturas relativamente altas, principalmente quando os teores de carbono e cromo são mais altos, o que a formação de carbonetos nos contornos de grãos, como os do tipo Cr23C6, que empobrecem de cromo a matriz nos contornos, reduzindo localmente a resistência á corrosão. Ao serem adicionados, o titânio e o nióbio competem com o cromo para formar carbonetos (TiC e NbC), minimizando a sensitização. A adição de molibdênio (2 a 4 %) aumenta a resistência à corrosão causada por ácido sulfúrico, ácidos orgânicos e cloretos em geral. A adição de cobre (em torno de 1,5 %) também ajuda nesse sentido.

O teor de carbono também deve ser baixo (0,08 % ou menos) para evitar a formação excessiva de carbonetos de cromo que provoca sensitização. Entretanto, o teor de carbono muito baixo compromete a dureza/resistência mecânica do material. O teor de nitrogênio apresenta efeito semelhante sobre as propriedades mecânicas, porém, se for muito alto provoca formação excessiva de nitretos (Cr2N e outros) que reduzem a tenacidade, fragilizando o material. São designados pelo sistema AISI-SAE como aços inox da série 3XX. Exemplos: 304 e 316.
A precipitação de carbonetos ocorre em temperaturas dentro da faixa de 500 a 800 ºC, preferencialmente em contornos de grãos. Principalmente carbetos do tipo: M23C6.

Aços Inoxidáveis Austeníticos ao Manganês

São aqueles nos quais a maior parte do níquel é substituída pelo manganês como elemento estabilizador da austenita. O manganês não é tão eficaz como o níquel como elemento gamágeno, mas seu custo é muito mais baixo. São designados pelo sistema AISI-SAE como aços inox da série 2XX. Entretanto, o manganês (18 %) não amplia o campo austenítico como o níquel e sim evita/minimiza/retarda a transformação martensítica, mantendo o aço inox austenítico no resfriamento, se o % Cr for alto e % C for baixo.

Corrosão intergranular (sensitização) nos aços inox austeníticos ao Mn

Os aços inox austeníticos ao Mn são sensíveis à sensitização após tempos relativamente curtos a temperaturas entre 500 e 800 ºC. O fato de que o teor de manganês não pode ultrapassar 15 % (para evitar a formação de fase s) agrava o perigo de que ocorra este tipo de corrosão, uma vez que adições de titânio e de nióbio reduzem a amplitude do campo austenítico e limitam o teor admissível de cromo. Também não é possível reduzir muito o já baixo teor de carbono se é necessário manter uma microestrutura austenítica. Em todo caso, a adição de teores relativamente baixos de níquel (entre 2 e 4 %) aos aços inox austeníticos ao Mn já é suficiente para ampliar bastante o campo austenítico e garantir a manutenção da estrutura austenítica à temperatura ambiente. Teores ainda mais baixos de nitrogênio (da ordem de 0, 7 %) também apresentam efeito semelhante de austenitização.

Aços inox austeníticos contendo N

Teores de nitrogênio da ordem de 0,2 % já são suficientes para melhorar as propriedades mecânicas do aço inox austenítico. Assim com o níquel no nitrogênio amplia o campo austenítico e reduz a velocidade crítica de resfriamento acima da qual forma-se martensita. Sendo assim, o N pode substituir parte do Ni, desde que o teor de N não seja alto o suficiente para provocar excessiva formação de nitretos, que endurecem e fragilizam este material.