Aços Inoxidáveis: Tipos e Soldabilidade
Introdução
Os aços inoxidáveis são ligas ferro-crómio com um mínimo de 10,5% Cr, que forma uma camada passiva de óxido de crómio (Cr₂O₃) responsável pela resistência à corrosão. A soldadura destes aços exige cuidados específicos que diferem significativamente dos aços carbono: a composição química, a microestrutura e os problemas metalúrgicos variam conforme a família.
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Famílias de Aços Inoxidáveis
1. Austeníticos (Série 300)
Composição típica: 16–26% Cr, 6–22% Ni, C ≤ 0,08% Microestrutura: austenite CFC a qualquer temperatura Exemplos: 304 (1.4301), 316 (1.4401), 321 (1.4541)
Problema de soldabilidade — Sensitização: Ao arrefecer lentamente entre 450–850°C, o carbono precipita como Cr₂₃C₆ nos limites de grão, empobrecendo o crómio na vizinhança → corrosão intergranular. Soluções:
- Usar graus de baixo carbono: 304L, 316L (C ≤ 0,03%)
- Usar graus estabilizados: 321 (Ti), 347 (Nb)
- Evitar tempos longos na gama 450–850°C
2. Ferríticos (Série 400)
Composição típica: 10,5–30% Cr, C ≤ 0,12%, sem Ni Exemplos: 430 (1.4016), 444 (1.4521)
Problemas de soldabilidade:
- Crescimento de grão irreversível na ZTA (>900°C) → fragilização
- Fragilização a 475°C em ligas ricas em Cr
- Sem transformação de fase → sem refino de grão por tratamento térmico
Medidas: aportes térmicos baixos, pré-aquecimento 150–250°C em aços com C > 0,06%
3. Martensíticos (Série 400)
Composição típica: 12–18% Cr, C 0,1–1,2% Exemplos: 410 (1.4006), 420 (1.4021), 431 (1.4057)
Problemas de soldabilidade:
- Alta tendência para martensite dura na ZTA
- Fissuração a frio sem pré-aquecimento
- Pré-aquecimento obrigatório: 200–300°C
- PWHT recomendado: revenido a 650–750°C
4. Duplex (Austenítico-Ferrítico)
Composição típica: 22–25% Cr, 4–6% Ni, 3% Mo, N ~0,17% Exemplos: 2205 (1.4462), 2507 (1.4410 — super duplex)
Problemas de soldabilidade:
- Precipitação de fase sigma (σ) entre 600–1000°C → fragilização severa
- Perda do equilíbrio ferrite/austenite na ZTA
- Aporte térmico controlado: 0,5–2,5 kJ/mm (2205)
- Temperatura entre passes: máx. 150°C
- Consumíveis sobredimensionados em Ni para restaurar austenite
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Gases de Protecção para Aços Inoxidáveis
| Processo | Gás recomendado | Notas |
|---|---|---|
| MIG/MAG | Ar + 2–3% CO₂ ou Ar + 2% O₂ | Evitar CO₂ > 5% (sensitização) |
| TIG | Ar puro (99,99%) | Sem CO₂ |
| Plasma | Ar puro | — |
| Purga (raiz) | Ar puro ou N₂ | Proteger sempre a face da raiz |
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Contaminação e Higiene de Soldadura
- Nunca usar ferramentas partilhadas com aços carbono
- Escovas exclusivas de aço inoxidável
- Limpeza com acetona antes e após a soldadura
- Passivação após a soldadura (ácido cítrico ou pasta de passivação)
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Normas de Referência
- EN 1011-3:2000 — Soldadura. Recomendações para a soldadura de materiais metálicos. Parte 3: Soldadura por arco de aços inoxidáveis
- EN 10088-1 — Aços inoxidáveis. Parte 1: Lista dos aços inoxidáveis
- EN ISO 3581 — Consumíveis de soldadura. Eléctrodos revestidos para soldadura de aços inoxidáveis
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