Aço inoxidável 316N: Definição, composição, propriedades, aplicações, processamento e muito mais

Entre os vários tipos de aços inoxidáveis, o 316N se destaca devido às suas propriedades mecânicas superiores e resistência aprimorada a ambientes de alta temperatura. Este artigo se aprofunda nos aspectos detalhados do aço inoxidável 316N, cobrindo sua definição, composição química, propriedades, aplicações, métodos de processamento e comparação com outros tipos, como 316 e 316L.

O que é aço inoxidável 316N?

O aço inoxidável 316N é um aço inoxidável austenítico contendo molibdênio usado principalmente em aplicações industriais, de construção e transporte. É facilmente moldado e soldado e tem excelente resistência à corrosão, mas sofrerá corrosão superficial em água do mar quente. Devido ao maior teor de nitrogênio, ele tem uma resistência à tração maior do que o aço inoxidável convencional de grau 316.

Graus equivalentes de aço inoxidável 316N

• ONU: S31651
• DIN: 1.4429
• PT: X2CrNiMo17-12-3
• JIS: SUS 316LN

Normas do aço inoxidável 316N

• ASTM A240
• ASTM A276
• EN 10088-2
• JIS G4303

Composição química do aço inoxidável 316N

A composição química do aço inoxidável 316N é a seguinte:

Propriedades do aço inoxidável 316N

Principais características

O aço inoxidável 316N oferece vários recursos importantes que o tornam adequado para uma variedade de aplicações exigentes. 

• Alta resistência à tração: Devido ao seu teor de nitrogênio, o 316N apresenta resistência superior quando comparado ao aço inoxidável 316 padrão, especialmente em temperaturas elevadas.

• Boa Ductilidade: O 316N mantém excelente ductilidade apesar de sua alta resistência e é aplicável a uma ampla gama de processos de moldagem.

• Resistência à corrosão: Assim como outros aços de grau 316, o 316N apresenta excelente resistência à corrosão em uma ampla variedade de ambientes, incluindo exposição a cloretos e água salgada.

• Excelente soldabilidade: Este material pode ser soldado usando todos os métodos de soldagem padrão e o recozimento pós-soldagem não é necessário na maioria dos casos.

• Não magnético no estado recozido: O aço inoxidável 316N na condição recozida não é magnético, mas durante o trabalho a frio ele se torna levemente magnético.

Propriedades físicas

As propriedades químicas do aço inoxidável 316N incluem sua resposta à corrosão, ao calor e a outros fatores ambientais:

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço inoxidável 316N são cruciais para seu desempenho em ambientes de alto estresse:

Formas de aço inoxidável 316N

Depois de passar por vários métodos de processamento, o aço inoxidável 316N fica disponível em uma ampla variedade de formatos de produtos para atender a diferentes aplicações industriais. 

• Chapas e folhas: usadas na construção civil, no processamento químico e nas indústrias marítimas devido à sua resistência à corrosão e facilidade de fabricação.

• Tubos e Canos: Comuns em indústrias petroquímicas e farmacêuticas para transporte de substâncias corrosivas. Tubos soldados e sem costura estão disponíveis em tamanhos diferentes.

• Barras e vergalhões: utilizados na fabricação de componentes mecânicos, como fixadores, eixos e suportes estruturais.

• Conexões e flanges: frequentemente usados em sistemas de tubulação, esses componentes são fabricados em aço inoxidável 316N para fornecer conexões fortes e resistentes à corrosão.

• Bobinas e tiras: essas formas são ideais para aplicações que exigem precisão e consistência, como nas indústrias automotiva, aeroespacial e eletrônica.

Aplicação do aço inoxidável 316N

O aço inoxidável 316N é amplamente utilizado em indústrias onde tanto a resistência quanto a resistência à corrosão são primordiais. 

Processamento Químico e Petroquímico: 316N é ideal para uso em plantas de processamento que lidam com substâncias corrosivas, como produtos químicos, ácidos e sais.

Ambientes marinhos: Tornou-se a escolha preferida para aplicações marítimas devido à sua excelente resistência à corrosão da água do mar.

Processamento de alimentos e bebidas: A resistência à corrosão do aço inoxidável 316N também o torna adequado para uso em equipamentos para produção de alimentos e bebidas, onde a higiene e a resistência aos agentes de limpeza são importantes.

Indústria Farmacêutica: O 316N é usado em equipamentos de processamento farmacêutico por sua resistência química e facilidade de limpeza.

Trocadores de calor: Sua alta condutividade térmica e resistência mecânica em temperaturas elevadas tornam o 316N perfeito para trocadores de calor.

Componentes arquitetônicos: Para estruturas expostas a ambientes marinhos ou poluição industrial, o 316N oferece durabilidade e estética.

Indústria Aeronáutica: É usado em componentes que exigem alta resistência e resistência à corrosão na indústria aeronáutica.

Prós e contras do aço inoxidável 316N

Vantagens

• Alta resistência devido à adição de nitrogênio
• Excelente resistência à corrosão, especialmente em ambientes de cloreto
• Boa ductilidade e conformabilidade
• Não magnético em estado recozido
• Excelente soldabilidade

Desvantagens

• Custo mais alto em comparação com outros aços inoxidáveis como o 304
• Leve magnetismo quando trabalhado a frio
• Sob certas condições, como água do mar quente, é mais suscetível à corrosão superficial do que 316L

Quais são os métodos de processamento do aço inoxidável 316N?

As propriedades mecânicas, a resistência à corrosão e o acabamento superficial do aço inoxidável 316N podem ser melhorados por meio de técnicas de processamento adequadas, como soldagem, tratamento térmico e tratamento de superfície.

Formação

O aço inoxidável 316N tem excelente conformabilidade e é adequado para uma variedade de processos de fabricação, como dobra, laminação e estampagem. O teor de nitrogênio no 316N ajuda a reter a ductilidade enquanto aumenta sua resistência, permitindo que seja moldado em formas complexas sem o risco de rachar ou quebrar.

Conformação a frio: Processos de conformação a frio, como laminação a frio ou trefilação a frio, podem ser usados para aumentar a resistência e a dureza do 316N. O trabalho a frio aumenta o limite de escoamento da liga, ao mesmo tempo em que introduz um leve magnetismo ao material. Produtos comuns feitos por conformação a frio incluem fios, folhas e hastes.

Conformação a quente: A conformação a quente, onde o material é aquecido a uma temperatura alta (acima do seu ponto de recristalização), é usada quando uma deformação significativa é necessária. Após a conformação a quente, o 316N é tipicamente recozido para restaurar sua ductilidade original e resistência à corrosão.

Soldagem

Soldagem is one of the most common processing methods for stainless steels, including 316N. One of the benefits of 316N stainless steel is its excellent weldability, allowing it to be joined by all standard fusion methods such as Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), Gas Metal Arc Welding (GMAW), and Shielded Metal Arc Welding (SMAW).

Soldagem por fusão: 316N pode ser soldado sem a necessidade de pré-aquecimento, o que reduz o risco de rachaduras térmicas. O recozimento pós-soldagem geralmente não é necessário para seções finas, pois 316N exibe sensibilização mínima (que pode levar à corrosão intergranular) devido ao seu baixo teor de carbono. No entanto, para seções mais espessas, o tratamento térmico pós-soldagem pode ser recomendado para aliviar tensões internas.

Soldagem a laser e feixe de elétrons: Essas técnicas avançadas de soldagem também podem ser aplicadas ao aço inoxidável 316N, especialmente em indústrias como a aeroespacial e automotiva, onde precisão e distorção térmica mínima são necessárias.

Soldagem por resistência: Técnicas como soldagem a ponto e soldagem por costura são comumente aplicadas a aços inoxidáveis. Na soldagem por resistência, o calor é produzido ao passar uma corrente elétrica pelo material, levando à fusão localizada na área da junta. Este processo é particularmente eficaz para unir folhas finas de aço inoxidável 316N.

Forjamento

Forjamento é outro método de processamento essencial usado para moldar produtos de aço inoxidável. Para aço inoxidável 316N, a temperatura de forjamento normalmente varia entre 1150°C e 1260°C (2100°F a 2300°F).

Forjamento em matriz aberta: O processo é aquecer o aço a uma certa temperatura para torná-lo flexível e então martelá-lo no formato desejado. O material é trabalhado entre grandes matrizes planas, que moldam o metal em formas brutas, como tarugos ou barras.

Forjamento em matriz fechada: Este processo, também chamado de forjamento por matriz de compressão, é usado para criar formas mais precisas e complexas, como engrenagens, eixos e encaixes. O metal é colocado em uma matriz moldada como o produto final e, à medida que é comprimido, preenche a cavidade para assumir a forma exata. 

Após o forjamento, o recozimento geralmente é necessário para melhorar a ductilidade do material e restaurar sua resistência à corrosão.

Endurecimento

O aço inoxidável 316N não é endurecível por meio de métodos tradicionais de tratamento térmico. Ao contrário dos aços inoxidáveis martensíticos, o 316N não passa por transformações de fase que permitiriam que ele fosse endurecido por meio de aquecimento e têmpera.

No entanto, processos de trabalho a frio, como laminação a frio ou trefilação, podem aumentar significativamente a dureza e a resistência do 316N. O trabalho a frio induz o endurecimento por deformação, o que aumenta a resistência à tração do material, embora possa reduzir ligeiramente sua ductilidade. Além disso, o trabalho a frio pode levar à formação de leve magnetismo no material, que de outra forma não é magnético em seu estado recozido.

Tratamento térmico

O tratamento térmico é uma etapa crucial do processamento na fabricação de aço inoxidável para refinar a microestrutura e as propriedades mecânicas do material.

Recozimento: Para aço inoxidável 316N, a temperatura típica de recozimento é entre 1010°C e 1120°C (1850°F a 2050°F), seguida de resfriamento rápido para restaurar a ductilidade do material e remover tensões internas causadas pelo trabalho a frio. O recozimento também melhora a resistência do aço à corrosão, dissolvendo carbonetos que poderiam levar à corrosão intergranular. Na condição recozida, o aço inoxidável 316N é não magnético.

Alívio do estresse: O alívio de tensões é realizado em temperaturas entre 800 °C e 900 °C (1470 °F e 1650 °F) para eliminar tensões residuais que podem afetar negativamente o produto e normalmente é aplicado ao aço inoxidável 316N após operações pesadas de conformação ou soldagem.

Tratamento da solução: O tratamento de solução é o aquecimento do aço a altas temperaturas seguido de resfriamento rápido para reter elementos de liga em solução. Ele pode restaurar a resistência à corrosão do aço, particularmente após exposição a altas temperaturas durante o processamento.

Tratamento de superfície

Tratamentos de superfície são aplicados ao aço inoxidável 316N para melhorar seu apelo estético, melhorar a resistência à corrosão ou prepará-lo para processamento posterior.

Decapagem: Decapagem é um método de tratamento de superfície usado para remover escamas de óxido e impurezas formadas durante trabalho a quente ou soldagem. Envolve mergulhar o material em uma solução ácida para limpar a superfície e restaurar a camada passiva de óxido de cromo que protege contra corrosão.

Passivação: A resistência à corrosão do material pode ser ainda mais aprimorada pelo processo de passivação, no qual o aço é tratado com um ácido oxidante suave, como o ácido nítrico, para fortalecer a camada natural de óxido de cromo na superfície do aço.

Polimento: O polimento mecânico pode ser aplicado para melhorar o acabamento da superfície do aço inoxidável 316N, especialmente para aplicações onde a limpeza é importante, como em indústrias de processamento de alimentos ou farmacêuticas. O polimento também melhora a resistência do aço à corrosão da superfície.

Eletropolimento: O eletropolimento remove uma fina camada de material da superfície do aço inoxidável por meio de um processo eletroquímico. Ele melhora a resistência à corrosão, cria uma superfície lisa e brilhante e remove pequenas imperfeições que podem abrigar bactérias ou contaminantes.

Qual é a diferença entre 316 e 316N?

316N stainless steel differs from 316 primarily due to the addition of nitrogen in the alloy. This addition increases the tensile strength of 316N while retaining ductility or corrosion resistance. As a result, 316N is often chosen for applications where strength is a critical factor, especially in high-temperature environments.

• Resistência: 316N tem maior resistência que 316 devido ao seu teor de nitrogênio.

• Ductilidade: Ambas as ligas oferecem boa ductilidade, mas a vantagem de resistência do 316N lhe dá uma vantagem em aplicações exigentes.

• Resistência à corrosão: O 316N tem melhor desempenho em ambientes de alto estresse, embora ambos os materiais apresentem excelente resistência à corrosão.

316N vs 316L

316N e 316L são semelhantes em muitos aspectos, mas têm diferenças distintas:

• Teor de Carbono: 316L tem um teor de carbono menor (≤0,03%) comparado a 316N (≤0,08%). Isso torna o 316L mais resistente à sensibilização, o que é benéfico em aplicações de soldagem.

• Resistência: 316N oferece maior resistência que 316L devido ao seu teor de nitrogênio.

• Resistência à corrosão: o 316L é mais resistente à corrosão intergranular em seções soldadas, enquanto o 316N oferece melhor resistência geral.

O aço inoxidável 316N é magnético?

O aço inoxidável 316N é geralmente considerado não magnético na condição recozida; no entanto, se passar por trabalho a frio ou deformação significativa, pode apresentar leve magnetismo.

O aço inoxidável 316N enferruja?

Embora o 316N seja considerado um “aço inoxidável de grau marítimo”, ele ainda tem resistência limitada à corrosão nessas condições severas. Em ambientes quentes de cloreto, a corrosão por pites e frestas ocorrerá acima de cerca de 60 °C, e ocorrerá rachaduras por corrosão sob tensão, que aparecerão como manchas marrons. O ataque químico em ambientes altamente ácidos também pode afetá-lo.

Obter aço inoxidável satisfatório！

Ao entender sua composição, propriedades e métodos de processamento, você pode aproveitar o aço inoxidável 316N e aplicá-lo a uma ampla gama de aplicações, desde processamento petroquímico até design arquitetônico. Se você precisar comprar aço inoxidável 316N e outros materiais de aço, sinta-se à vontade para Entre em contato conosco para produtos de alta qualidade a um ótimo preço. Se você quiser saber mais sobre aço inoxidável, clique aqui para navegar em nosso blog.