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Aço inoxidável 301: definição, composição, propriedades, processamento, aplicações e muito mais
- João
Grupo SteelPRO O estoque agora conta com produtos SS 301 (UNS S30100): chapas, folhas, bobinas, tiras, tubos, barras, vergalhões, fios, etc. Além disso, uma variedade de acabamentos de superfície para você escolher: No. 1, 2B, 2D, BA, No. 3, No. 4, HL, No. 8, jateado com esferas, etc.
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Visão geral do aço inoxidável 301
301 stainless steel is a high-strength austenitic stainless steel in the 300 series, primarily composed of 16-18% chromium and 6-8% nickel. It conforms to standards such as ASTM A240 and is equivalent to grades like 1.4310 (EN).
301 tem excelentes capacidades de endurecimento de trabalho, onde a resistência aumenta significativamente através do trabalho a frio. Isso também resulta em magnetismo parcial, dependendo do grau de laminação a frio. 301 também oferece boa resistência à corrosão, mas é ligeiramente inferior ao grau 304.
É comumente usado em aplicações que exigem uma combinação de conformabilidade e resistência, como molas, fixadores, peças automotivas, vagões ferroviários, transportadores e componentes decorativos.
Ao contrário dos aços martensíticos, o aço inoxidável 301 não pode ser endurecido por tratamento térmico, mas somente por laminação a frio.
Aplicações típicas do aço inoxidável 301
| Setor | Aplicativo |
| Automotivo | Componentes de escape, molas, braçadeiras, guarnições |
| Aeroespacial | Fixadores, molas, painéis estruturais, grampos |
| Equipamentos médicos | Instrumentos cirúrgicos, instrumentos odontológicos, agulhas, grampos |
| Processamento de alimentos | Correias transportadoras, tanques de armazenamento, equipamentos de mistura, tremonhas |
| Bens de consumo | Talheres, utensílios de cozinha, pias, molas |
| Eletrônicos | Conectores, molas, suportes, blindagens |
| Construção | Suporte estrutural, fixadores, coberturas, caixilhos de janelas |
| Marinha | Molas, fixadores, bombas, válvulas |
Vantagens e desvantagens do aço inoxidável 301
Aqui estão as vantagens e benefícios do aço inoxidável 301:
- Alta resistência após trabalho a frio, ideal para aplicações que necessitam de durabilidade extra.
- Excelente resistência à corrosão em ambientes amenos, proporcionando uso duradouro.
- Boa conformabilidade e ductilidade, tornando-o adequado para processos de dobra e conformação.
- Custo-benefício comparado ao aço inoxidável de qualidade superior.
- Leve em comparação com outras classes, permitindo redução de peso nos produtos.
Aqui estão as desvantagens e limitações do aço inoxidável 301:
- Resistência limitada à corrosão em ambientes agressivos e ricos em cloreto.
- Pode perder parte de sua resistência à corrosão após trabalho a frio.
- Não é tão resistente ao calor quanto outras classes, o que limita aplicações em altas temperaturas.
- Propenso ao endurecimento por trabalho, o que pode tornar a usinagem mais difícil ao longo do tempo.
- Menos resistente a trincas por estresse em comparação ao aço inoxidável de liga mais alta.
Graus equivalentes de aço inoxidável 301
| País/Região | Padrão/Especificação | Grau equivalente |
| Internacional | ISO 15510 | X9CrNi18-8 |
| UE | EN 10088-1 | X10CrNi18-8 (1,4310) |
| EUA | ASTM A240 | 301 |
| Alemanha | DIN 17440, WNr | X12CrNi17-7 |
| Japão | JIS G4305 | SUS301 |
| Inglaterra | BS 1449-2 | 301S21, 302S26 |
| França | AFNOR NF A35-572 | Z11CN18-08, Z12CN18-09 |
| Suécia | SS 14 23 31 | 2331 |
Variantes comuns de aço inoxidável 301
| Variante | O que é? | Por que ele pode ser escolhido em vez de 301? | Aplicação típica |
| 301L | Versão de baixo carbono | Melhor soldabilidade, redução da precipitação de carboneto. | Peças estruturais, equipamentos químicos. |
| 301LN | Versão enriquecida com nitrogênio | Maior resistência, boa conformabilidade. | Componentes automotivos e ferroviários. |
| 301H | Versão de alto carbono | Resistência a altas temperaturas melhorada. | Trocadores de calor, equipamentos de alta temperatura. |
| 301J1 | Versão com adição de cobre | Maior conformabilidade e ductilidade. | Eletrodomésticos, peças decorativas. |
| 301Si | Versão com adição de silício | Melhor resistência à oxidação em altas temperaturas. | Fornos, sistemas de exaustão. |
Resistência ao calor e à corrosão do aço inoxidável 301
Resistência ao calor
O aço inoxidável 301 tem boa resistência ao calor. Ele pode resistir à oxidação de até 840°C (1544°F) para uso de curto prazo e 900°C (1652°F) para uso contínuo. No entanto, a exposição prolongada a altas temperaturas pode reduzir a resistência e levar à sensibilização e corrosão intergranular, especialmente em áreas soldadas. É menos adequado para aplicações de alta temperatura em comparação com ligas como 347.
Resistência à corrosão
Grade 301 stainless steel offers good resistência à corrosão in mild environments. It resists corrosion from atmospheric conditions, water, and some chemicals. However, it is less resistant to corrosion in harsh environments compared to higher-grade stainless steels like 316. Its higher carbon content increases the risk of intergranular corrosion, especially after welding or heat exposure. It’s not ideal for highly corrosive environments like marine or chemical industries.
Processamento de aço inoxidável 301
Trabalho a frio
O trabalho a frio aumenta significativamente a resistência do aço inoxidável 301 devido à sua alta taxa de endurecimento por trabalho, que aumenta em aproximadamente 14 MPa para cada redução de 1% na área da seção transversal. À medida que o material é laminado a frio ou formado, sua resistência à tração aumenta rapidamente. Este processo também pode transformar parcialmente a estrutura de austenita em martensita, aumentando ainda mais a dureza. Apesar deste aumento na resistência, a liga retém ductilidade suficiente para deformação a frio severa. Além disso, enquanto o aço inoxidável 301 é não magnético em seu estado recozido, o trabalho a frio induz forte magnetismo.
Soldagem
O aço inoxidável 301 tem boa soldabilidade. Ele pode ser soldado usando a maioria das técnicas padrão, com metal de enchimento como o grau 308L recomendado. Após a soldagem, o recozimento é necessário para atingir a resistência ideal à corrosão e remover os efeitos causados pelo trabalho a frio. Para graus de baixo carbono como 301L e 301LN, o recozimento geralmente não é necessário. A soldagem a ponto é comumente usada para montar componentes 301 laminados a frio, pois não afeta significativamente a resistência geral do material.
Tratamento térmico
O aço inoxidável 301 não pode ser endurecido por tratamento térmico; ele é endurecido somente por trabalho a frio. Para recozimento, o material é aquecido a uma faixa de 1010°C a 1120°C, seguido por resfriamento rápido, geralmente por têmpera em água ou resfriamento rápido a ar. Este processo restaura a ductilidade e alivia tensões internas sem aumentar a dureza. O alívio de tensões após o trabalho a frio pode ser feito, mas não altera significativamente a dureza ou as propriedades mecânicas do material.
Composição química do aço inoxidável 301
Confira na tabela abaixo a composição química do aço inoxidável 410:
| Elemento | Carbono, C | Cromo, Cr | Ferro, Fe | Manganês, Mn | Níquel, Ni | Nitrogênio, N | Fósforo, P | Silício, Si | Enxofre, S |
| wt% | ≤0.15 | 16 – 18 | 70,7 – 78 (Equilíbrio) | ≤ 2.0 | 6.0 – 8.0 | ≤ 0.10 | ≤ 0.045 | ≤ 1.0 | ≤ 0.030 |
Propriedades do aço inoxidável 301
Aqui estão três razões principais que tornam o aço inoxidável 301 único:
- Alta resistência devido ao encruamento.
- Excelente ductilidade, o que o torna fácil de moldar e dar forma a diferentes produtos.
- Boa resistência à corrosão em ambientes levemente corrosivos.
Propriedades físicas
Confira a tabela abaixo para ver as principais propriedades físicas do aço inoxidável 301:
| Propriedade | Valor típico (métrico/imperial) | Desempenho |
| Densidade | 8,03 g/cm³ (0,290 lb/pol³) | Material bastante pesado e forte. |
| Ponto de fusão | 1399 – 1421 °C (2550 – 2590 °F) | Suporta altas temperaturas sem derreter. |
| CTE, Linear | 16,6 – 19,5 µm/m-°C (9,22 – 10,8 µin/in-°F) | Expande moderadamente quando aquecido. |
| Capacidade térmica específica | 0,500 J/g-°C (0,120 BTU/lb-°F) | Absorve e retém calor moderadamente bem. |
| Condutividade térmica | 16,3 W/mK (113 BTU-pol./hr-ft²-°F) | Transfere calor a uma taxa moderada. |
| Resistividade elétrica | 0,0000720 ohm-cm | Não é um bom condutor de eletricidade. |
| Propriedades magnéticas | <= 1,02 (recozido, H = 200 Oersted) | Ligeiramente magnético após trabalho a frio. |
*CTE, Linear refere-se ao Coeficiente de Expansão Térmica, Linear.
Propriedades mecânicas
Verifique a tabela abaixo para as principais propriedades mecânicas do aço inoxidável 301:
| Doença | Resistência à tração | Resistência ao rendimento | Dureza Rockwell | Alongamento na ruptura | Módulo de Young (como longitudinal/transversal rolado) |
| Recozido | ≥ 515 MPa (74,7 ksi) | ≥ 205 MPa (29,7 ksi) | 10 HRC | ≥ 40% (em 2″ ou 50 mm) | 214 GPa / 31,0 msi211 GPa / 30,6 msi |
| 1/4 duro | ≥ 862 MPa (125 ksi) | ≥ 517 MPa (75 ksi) | 25 HRC | ≥ 25% (em 2″ ou 50 mm) | 193 GPa / 28,0 msi197 GPa / 28,6 msi |
| 1/2 Difícil | ≥ 1034 MPa (150 ksi) | ≥ 758 MPa (110 ksi) | 32 HRC | ≥ 18% (em 2″ ou 50 mm) | 185 GPa/26,8 msi186 GPa/27,0 msi |
| 3/4 Difícil | ≥ 1207 MPa (175,1 ksi) | ≥ 931 MPa (135 ksi) | 37 HRC | ≥ 12% (em 2″ ou 50 mm) | 178 GPa / 25,8 msi190 GPa / 27,6 msi |
| Totalmente Difícil | ≥ 1276 MPa (185,1 ksi) | ≥ 965 MPa (140 ksi) | 41 CDH | ≥ 9% (em 2″ ou 50 mm) | 174 GPa / 25,2 msi (como laminado) 196 GPa / 28,4 msi (com alívio de tensão) |
Propriedades químicas
Confira a tabela abaixo para ver as principais propriedades químicas do aço inoxidável 301:
| Propriedade química | Descrição | Desempenho |
| Resistência à corrosão | Resistência à oxidação ambiental ou danos químicos. | Moderado; adequado para ambientes amenos, menos resistente que 304/316. |
| Sensibilidade ao pH | Estabilidade em ambientes com pH variável. | Apresenta bom desempenho em condições neutras/ligeiramente ácidas; menos eficaz em condições extremas de pH. |
| Reatividade | Tendência a interagir quimicamente com substâncias. | Baixa reatividade; maior em ambientes agressivos em comparação ao 316. |
| Resistência à oxidação | Resistência à formação de camadas de óxido. | Bom em temperaturas ambiente e elevadas; abaixo de 304/310. |
| Passivação | Capacidade de formar camadas protetoras de óxido. | Passiva bem, embora seja menos durável que 304/316 em ambientes agressivos. |
| Combustibilidade | Capacidade de inflamar e queimar. | Não combustível. |
| Inflamabilidade | Probabilidade de sustentar combustão. | Não inflamável. |
Diferença entre aço inoxidável 301, 302, 304 e 316
Confira a tabela abaixo para uma rápida comparação entre os aços inoxidáveis 301, 302, 304 e 316:
| Propriedade | 301 | 302 | 304 | 316 |
| Tipo | Austenítico | Austenítico | Austenítico | Austenítico |
| Estrutura cristalina | Cúbico de face centrada (FCC) | Cúbico de face centrada (FCC) | Cúbico de face centrada (FCC) | Cúbico de face centrada (FCC) |
| Composição química | Cr: 16-18%, Ni: 6-8%, C: ≤0,15% | Cr: 17-19%, Ni: 8-10%, C: ≤0,15% | Cr: 18-20%, Ni: 8-10,5% | Cr: ≤18%, Mo: ≤3%, Ni: ≤14% |
| Resistência à corrosão | Bom | Bom | Bom | Excelente, especialmente em ambientes marinhos |
| Resistência à tração | 515 MPa (74,7 ksi) | 585 MPa (84,8 ksi) | 505 MPa (73,2 ksi) | 580 MPa (84,1 ksi) |
| Resistência ao rendimento | 205 MPa (29,7 ksi) | 255 MPa (37,0 ksi) | 215 MPa (31,2 ksi) | 290 MPa (42,1 ksi) |
| Dureza Rockwell | 92 HRB | 90 HRB | 70 HRB | 79 HRB |
| Soldabilidade | Bom | Bom | Excelente | Excelente |
| Custo | Baixa | Baixa | Baixa | Maior que 304 |
| Aplicativos | Molas, peças automotivas, arruelas | Equipamentos químicos, utensílios, processamento de alimentos | Equipamentos alimentares, arquitetura | Ambientes marinhos, equipamentos químicos e médicos |
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O aço inoxidável 301 é magnético?
Sim, o aço inoxidável 301 é magnético, especialmente depois de ter sido trabalhado a frio.
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Sim, o aço inoxidável 301 pode ser usado em aplicações de qualidade alimentícia, mas é menos comum que o aço inoxidável 304 devido ao seu maior teor de carbono, o que pode torná-lo mais propenso à corrosão em certos ambientes alimentícios. O 304 é normalmente preferido para uso em qualidade alimentícia.
O aço inoxidável 301 é de grau médico?
O aço inoxidável 301 não é normalmente considerado de grau médico. Aplicações médicas geralmente preferem o aço inoxidável 316 devido à sua maior resistência à corrosão e biocompatibilidade. O 301 é mais comumente usado em aplicações industriais não médicas.
Resumo e mais
Este artigo explica brevemente a definição, composição, propriedades, processamento, aplicações e outros aspectos importantes do aço inoxidável 301. Para saber mais sobre aço inoxidável ou outros tipos de aço, confira nosso blog ou Entre em contato com nossos especialistas em metais.
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