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Aço inoxidável 309: composição, propriedades, aplicações, formas, comparação e muito mais
- João
Daremos uma olhada aprofundada no aço inoxidável 309, incluindo sua composição química, propriedades mecânicas e físicas, várias formas, aplicações e comparações com outros graus de aço inoxidável. Ao mesmo tempo, descreveremos as vantagens e desvantagens de usar este material e seus métodos de processamento.
O que é aço inoxidável 309?
O aço inoxidável 309 é um aço inoxidável austenítico da série 300. Graças ao alto teor de cromo e níquel, eles têm excelente resistência à oxidação e corrosão, apesar de ambientes extremos. Comparado a outros tipos de aço inoxidável, o 309 pode manter sua integridade estrutural sob exposição contínua ao calor e é frequentemente usado em ambientes de alta temperatura.
309 graus equivalentes de aço inoxidável
Diferentes países e indústrias usam vários padrões para classificar o aço inoxidável. Aqui estão os graus equivalentes do aço inoxidável 309:
- ONU: S30900
- PT: X15CrNiSi20-12
- DIN: 1.4828
- JIS: SUH 309
- GB: 1Cr20Ni14Si2
Padrão de aço inoxidável 309
ASTM A240, ASTM A167, ASTM A276, ASTM A312, ASTM A580, ASTM A479, ASTM A473, ASTM A314
Composição química do aço inoxidável 309
A composição química do aço inoxidável 309 é crucial para sua capacidade de resistir ao calor e à corrosão. Ele contém uma porcentagem maior de cromo e níquel do que muitas outras classes, resultando em propriedades benéficas.
| Elemento | Faixa de composição |
| Carbono (C) | ≤ 0,20% |
| Manganês (Mn) | ≤ 2,00% |
| Silício (Si) | ≤ 1,00% |
| Cromo (Cr) | 22.0% – 24.0% |
| Níquel (Ni) | 12.0% – 15.0% |
| Enxofre (S) | ≤ 0,030% |
| Fósforo (P) | ≤ 0,045% |
309 Propriedades do Aço Inoxidável
Principais características
O aço inoxidável 309 oferece vários benefícios importantes:
Resistência ao calor: Ele pode suportar temperaturas de até 1.900 °F (1.038 °C) em serviço contínuo e 2.000 °F (1.093 °C) em serviço intermitente, o que o torna altamente útil em aplicações que envolvem exposição prolongada ao calor.
Resistência à corrosão: Apresentando um teor substancial de cromo, ele oferece notável resiliência contra corrosão, especialmente sob condições de altas temperaturas.
Força: Mantendo sua integridade mecânica mesmo em temperaturas elevadas, é ideal para aplicações em fornos industriais, interiores de caldeiras e outras máquinas de alta temperatura.
Propriedades físicas
O aço inoxidável 309 possui as seguintes propriedades físicas:
| Propriedade | Métrico | Imperial |
| Densidade | 8,00 g/cm³ | 0,289 lb/in³ |
| Ponto de fusão | 1400–1455°C | 2550–2651°F |
| Condutividade térmica | 15,6 W/mK | 108 BTU-pol/hr-ft²-°F |
| Coeficiente de expansão térmica | 14,9 µm/m°C | 8,28 µin/in°F |
| Calor Específico | 0,12 J/g°C | 0,12 BTU/lb°F |
| Resistividade elétrica | 468 μΩ-cm | 468 μΩ-cm |
Propriedades mecânicas
As propriedades mecânicas do aço inoxidável 309 são o que o tornam particularmente útil em aplicações de alto estresse e alto calor:
| Propriedade | Métrico | Imperial |
| Resistência à tração (máxima) | 620 MPa | 89900 psi |
| Limite de escoamento (deslocamento de 0,2%) | 290 MPa | 42100 psi |
| Alongamento na ruptura | 50% | 50% |
| Dureza (Rockwell B) | 85 | 85 |
| Módulo de elasticidade | 200 GPa | 29000 ksi |
| Módulo de cisalhamento | 77 GPA | 11200 ksi |
Formas de aço inoxidável 309
O aço inoxidável 309 está disponível em várias formas, cada uma adequada para diferentes usos industriais. Aqui está uma visão geral das formas disponíveis e suas aplicações típicas:
- Vara, Barra Redonda, Barra de Estoque: Usado em construção, máquinas industriais e fixadores de alta temperatura.
- Folha, Prato: Ideal para trocadores de calor, fornos e recipientes de alta temperatura.
- Envoltório de ferramenta, folha: Usado no tratamento térmico de peças menores.
- Tubo, Tubo: Frequentemente usado em sistemas de transporte de fluidos de alta temperatura e tubulações para plantas petroquímicas.
- Arame de solda, arame MIG, arame TIG: Usado para soldar aço inoxidável 309 e outras ligas similares.
- Arruelas, fixadores, parafusos, porcas: Utilizado em ambientes de alta temperatura e alto estresse, onde a resistência à corrosão é essencial.
- Malha, Ângulo: Encontrado em construção, sistemas de filtragem e aplicações mecânicas.
Aplicação do Aço Inoxidável 309
O aço inoxidável 309 é amplamente aplicado em ambientes que sofrem altas temperaturas e condições corrosivas. Aplicações comuns incluem:
Componentes do forno: Como chapas de fornalhas e revestimentos de fornalhas, onde o material é submetido a altas temperaturas contínuas.
Trocadores de calor: A resistência do material à corrosão e à oxidação o torna uma escolha excelente para trocadores de calor.
Defletores de caldeira: Usado em caldeiras industriais onde são necessárias alta resistência e resistência ao calor.
Revestimentos e componentes do forno: Para fornos comerciais e industriais, o aço inoxidável 309 garante durabilidade sob altas temperaturas.
Revestimentos de forno: Usado em fornos de cerâmica, vidro e outros que operam em altas temperaturas.
Equipamentos Petroquímicos: Ideais para processos químicos que envolvem altas temperaturas e gases corrosivos.
Prós e contras do aço inoxidável 309
Vantagens
- Resistência superior a altas temperaturas: suporta até 2000 °F, o que o torna perfeito para aplicações de alta temperatura.
- Excelente resistência à corrosão: oferece resistência de longo prazo à oxidação em ambientes de alta temperatura.
- Aplicações versáteis: Útil em vários setores, desde petroquímico até processamento de alimentos.
- Boa soldabilidade: pode ser soldado usando a maioria dos métodos convencionais.
Desvantagens
- Custo: Mais caro que aços inoxidáveis de qualidade inferior, como 304 ou 316, devido às suas propriedades especializadas.
- Endurecimento por trabalho: Possui uma alta taxa de endurecimento por trabalho, o que pode dificultar a usinagem.
- Conformação a frio limitada: embora possa ser trabalhado a frio, esse tipo é menos maleável que os aços de liga inferior.
Soldagem de Aço Inoxidável 309
Soldagem is a common processing method for 309 stainless steel. The following introduces the main welding methods of 309 stainless steel and the key points of welding with carbon steel.
Principais métodos de soldagem
Soldagem TIG: A soldagem TIG (soldagem com gás inerte de tungstênio blindado) é adequada para soldagem de alta precisão, e ER309 ou ER309L é frequentemente usado como material de enchimento. A proteção de argônio previne a oxidação e é adequada para aplicações com altos requisitos de qualidade de solda.
Soldagem MIG: A soldagem MIG (solda com proteção de gás inerte fundido) é usada para soldagem rápida de materiais mais espessos, usando arame de solda ER309, baixo aporte de calor durante a soldagem e adequada para soldagem de grandes áreas.
Soldagem a arco: A soldagem a arco (SMAW) usando eletrodos E309 ou E309L é adequada para construção e manutenção no local e pode fornecer soldas de alta resistência e resistentes a altas temperaturas.
Soldagem por resistência: Adequado para soldagem em lote de peças pequenas, como soldagem a ponto ou soldagem por costura, sendo necessário controle preciso dos parâmetros de soldagem para evitar deformações.
Soldagem de aço inoxidável 309 em aço carbono
Ao soldar aço inoxidável 309 em aço carbono, é essencial usar hastes de solda ER309 ou E309 como materiais de enchimento para compensar a diferença na expansão térmica dos dois materiais e evitar rachaduras na solda. Controle a entrada de calor e evite temperaturas de soldagem excessivas para reduzir a concentração de estresse na zona afetada pelo calor. Além disso, o tratamento térmico adequado é necessário após a soldagem para eliminar o estresse e melhorar o desempenho da junta.
As ocasiões para soldagem de aço inoxidável 309 ao aço carbono incluem o seguinte:
Caldeiras e vasos de pressão: A resistência a altas temperaturas do aço inoxidável 309 o torna adequado para uso em áreas de alta temperatura de caldeiras e vasos de pressão, enquanto o aço carbono é usado em áreas de baixa temperatura.
Equipamento químico: Em alguns equipamentos químicos, o aço inoxidável 309 e o aço carbono são frequentemente usados em diferentes partes da mesma estrutura, combinando alta resistência à temperatura e resistência à corrosão.
Indústria automotiva: Alguns sistemas de escapamento usam aço inoxidável 309 soldado ao aço carbono para aumentar a durabilidade dos componentes do escapamento em altas temperaturas.
Métodos de processamento de aço inoxidável 309
O aço inoxidável 309 pode ser processado por vários métodos. Esses processos melhoram as propriedades do material, tornando-o adequado para aplicações específicas.
Formação
O aço inoxidável 309 tem boa conformabilidade devido à sua estrutura austenítica, permitindo que seja dobrado, formado e moldado sem rachar. É adequado para vários processos de conformação, como estampagem profunda e conformação por rolo. No entanto, devido à sua alta resistência, pode ser necessária uma força maior em comparação a outros tipos de aço inoxidável.
Corte
O corte do aço inoxidável 309 pode ser feito usando métodos padrão, como:
- Corte de plasma
- Corte a laser
- Corte a jato de água
- Corte mecânico usando serra ou tesoura
Devido à sua dureza, maior resistência ao desgaste e tenacidade, as ferramentas de corte precisam ser otimizadas para uma vida útil prolongada. Ferramentas de corte de aço rápido ou com ponta de carboneto são recomendadas para corte de precisão.
Trabalho a quente
O aço inoxidável 309 é adequado para processos de trabalho a quente, como forjamento, laminação a quente e extrusão. Ele mantém sua resistência em altas temperaturas, o que o torna ideal para tais aplicações.
- Temperatura de forjamento:O material deve ser aquecido a uma temperatura entre 1175°C a 1260°C (2150°F a 2300°F). Deve ser trabalhado a quente acima de 982°C (1800°F) para evitar rachaduras e deformações.
- Pós-trabalho a quente: Recomenda-se o resfriamento ao ar ou a têmpera rápida para evitar o crescimento de grãos e garantir a microestrutura adequada.
Trabalho a frio
Métodos de trabalho a frio, como estampagem, trefilação e laminação a frio, podem ser aplicados ao aço inoxidável 309, mas o material endurece mais rapidamente do que outros aços austeníticos devido ao seu maior teor de cromo e níquel.
- O endurecimento por trabalho ocorre rapidamente, aumentando a resistência e a dureza do material. Recozimento intermediário pode ser necessário para operações extensivas de trabalho a frio.
Tratamento térmico
O tratamento térmico é comumente realizado em aço inoxidável 309 para aliviar o estresse e aumentar a ductilidade.
- Recozimento:O recozimento completo é feito por aquecimento a 1040°C a 1150°C (1900°F a 2100°F), seguido por resfriamento rápido (geralmente em água ou ar). Este processo restaura a ductilidade do material após o trabalho a frio e aumenta a resistência à corrosão.
- Aliviar o estresse:Para alívio de tensões após usinagem ou soldagem, o material pode ser aquecido até 400°C a 800°C (750°F a 1475°F).
Tratamento de superfície
O aço inoxidável 309 pode passar por vários tratamentos de superfície para melhorar sua estética ou aumentar a resistência à corrosão.
- Decapagem: Este processo remove a incrustação de óxido após trabalho a quente ou tratamento térmico.
- Eletropolimento: Usado para produzir um acabamento suave e espelhado, melhorando a limpeza da superfície e a resistência à corrosão.
- Passivação: Melhora a camada protetora de óxido de cromo na superfície do aço, aumentando sua resistência à corrosão em ambientes agressivos.
Esses métodos garantem que o aço inoxidável 309 tenha um desempenho ideal em uma ampla gama de aplicações de alta temperatura e resistentes à corrosão.
Diferença entre 309 e outras notas
O aço inoxidável 309 é melhor que o 304?
Sim, o aço inoxidável 309 é melhor que o 304 em ambientes corrosivos e de alta temperatura devido ao seu maior teor de cromo (22-24%) e níquel (12-15%). Ele suporta temperaturas de até 1100°C (1900°F), tornando-o ideal para aplicações como fornos e trocadores de calor.
No entanto, para aplicações gerais, Aço inoxidável 304 é mais versátil, mais fácil de formar, soldar e mais econômico. Ele suporta temperaturas mais baixas (até 870°C ou 1600°F) e é comumente usado em eletrodomésticos de cozinha, itens domésticos e decoração arquitetônica.
308 ou 309 é melhor para aço inoxidável?
Sim, o aço inoxidável 309 é geralmente melhor que o 308 para soldar aço inoxidável com aço inoxidável em ambientes de alta temperatura.
O aço inoxidável 309 tem maior teor de cromo e níquel do que o 308, o que lhe dá resistência superior ao calor e à oxidação. É frequentemente preferido para soldar aço inoxidável onde a junta pode experimentar temperaturas elevadas ou ambientes severos.
Aço inoxidável 308 é normalmente usado para soldar aços inoxidáveis de grau inferior (como 304), e tem bom desempenho em condições padrão. No entanto, se for necessária resistência ao calor ou exposição a temperaturas extremas, 309 é a melhor escolha.
Aço inoxidável 309 vs 316
Aço inoxidável 316 contém molibdênio, o que aumenta sua resistência à corrosão e é mais adequado para ambientes onde a resistência à corrosão é necessária. O 309, por outro lado, é projetado para resistência a altas temperaturas e não contém molibdênio. O 316 é usado em ambientes de processamento marítimo e químico, enquanto o 309 é usado em revestimentos de fornalhas e aquecedores industriais.
Aço inoxidável 309 vs 310
O aço inoxidável 310 contém maiores quantidades de cromo (25%) e níquel (20%) em comparação ao 309, o que melhora ainda mais sua resistência ao calor. O 310 pode suportar temperaturas de até 2100°F (1149°C), tornando-o ideal para aplicações de calor extremo, como incineradores e caldeiras. Em comparação, o 309 é mais adequado para ambientes de temperatura ligeiramente mais baixa, em torno de 1900°F (1038°C), mas ainda se destaca em muitos usos industriais de alto calor.
Aço inoxidável 309 vs 321
Aço inoxidável 321 contém titânio, que previne corrosão intergranular em altas temperaturas, tornando-o estável em ambientes entre 800-1500°F (427-816°C). Enquanto o 321 é projetado para resistência à fadiga térmica e estresse, a força do 309 está em sua tolerância a temperaturas mais altas, tornando-o adequado para componentes de fornos e trocadores de calor. Em contraste, o 321 é frequentemente usado em aplicações aeroespaciais, como sistemas de exaustão e dutos de alta temperatura.
Aço inoxidável 309 vs 409
Aço inoxidável 409 é um aço inoxidável ferrítico com menor teor de cromo (10,5-11,75%) e sem níquel. Isso o torna menos resistente à corrosão e a altas temperaturas em comparação ao 309. O 409 é usado principalmente em sistemas de exaustão automotivos e tubos industriais, onde o ambiente é menos exigente em termos de calor e corrosão. Em contraste, o 309 é usado em aplicações de alta temperatura devido à sua resistência superior ao calor e à oxidação.
O aço inoxidável 309 é magnético?
Em sua forma recozida, o aço inoxidável 309 é geralmente não magnético. No entanto, o trabalho a frio pode induzir leve magnetismo, especialmente em aplicações que exigem conformação ou usinagem.
O aço inoxidável 309 enferruja?
O aço inoxidável 309 é altamente resistente à ferrugem e corrosão, particularmente em ambientes de alta temperatura. No entanto, como todos os aços inoxidáveis, ele pode enferrujar se exposto a ambientes contendo altas concentrações de cloreto ou outras substâncias corrosivas, especialmente quando não tratado ou mantido adequadamente.
309 Fabricantes de Aço Inoxidável
O SteelPRO Group é um fabricante e fornecedor global líder de produtos de aço inoxidável 309. Como um dos principais fabricantes de aço inoxidável 309 da China, sua fábrica especializada de chapas de aço inoxidável 309 garante padrões de produção de alto nível, atendendo às necessidades de várias aplicações de alta temperatura.
Produtos de alta qualidade: O SteelPRO Group fornece chapas, folhas, barras e bobinas de aço inoxidável 309 de qualidade premium, garantindo desempenho confiável e aderência aos padrões internacionais.
Fabricante líder na China: Como um fabricante confiável de aço inoxidável 309 na China, eles oferecem produção em larga escala e de alta qualidade com tecnologia avançada, atendendo aos mercados nacional e internacional.
Fábrica especializada: Sua fábrica de aço inoxidável 309 se concentra na produção de tamanhos personalizados 309 tubos, pratos, barras, etc., para aplicações exigentes, como fornos e trocadores de calor.
Ampla gama de produtos: O SteelPRO Group oferece uma ampla variedade de formas de aço inoxidável 309, garantindo que os clientes possam obter todas as suas necessidades de material de um único fornecedor confiável.
Soluções personalizadas: Com capacidades de produção flexíveis, eles fornecem soluções personalizadas para requisitos específicos do projeto, garantindo que os clientes obtenham exatamente o que precisam.
