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Aço inoxidável 347: composição, propriedades, aplicações, formas, processamento, comparação e muito mais
- João
Neste artigo, vamos nos aprofundar na composição, nas propriedades, nas aplicações, nos prós e contras, nas formas e no processamento do aço inoxidável 347, comparando-o com outros aços inoxidáveis populares, como 316, 304 e 321. Seja o senhor um fabricante, engenheiro ou fornecedor, entender os benefícios do aço inoxidável 347 o ajudará a fazer a melhor escolha de material para o seu projeto.
O que é o aço inoxidável 347?
O aço inoxidável 347 é uma liga de aço inoxidável austenítico cromo-níquel estabilizada com nióbio (columbium) para evitar a precipitação de carbonetos de cromo. Essa liga se destaca por sua excelente resistência à corrosão intergranular em altas temperaturas, especialmente na faixa de 800-1500°F. É comumente usada em processamento químico, sistemas de exaustão de alta temperatura e tubulações de caldeiras.
Classes equivalentes de aço inoxidável 347
- UNS S34700
- WNR 1,4550
- DIN X10CrNiNb18-9
- BS 347S17
- SAE 30347
Padrão de aço inoxidável 347
ASTM A240, ASTM A182, ASTM A276, ASTM A312, ASTM A358, ASTM A403
Composição química do aço inoxidável 347
| Elemento | Faixa de composição |
| Carbono (C) | ≤ 0,08% |
| Manganês (Mn) | ≤ 2,00% |
| Silício (Si) | ≤ 1,00% |
| Cromo (Cr) | 17.0% – 19.0% |
| Níquel (Ni) | 9.0% – 13.0% |
| Enxofre (S) | ≤ 0,030% |
| Fósforo (P) | ≤ 0,045% |
| Nióbio (Nb) + Tântalo (Ta) | 10x C mínimo - 1,0% máximo |
Propriedades do aço inoxidável 347
Principais características
Estabilidade em alta temperatura: Pode suportar a exposição prolongada a altas temperaturas (até 1500°F/816°C) sem perder a integridade mecânica.
Resistência à corrosão intergranular: A estabilização do nióbio impede a precipitação de carboneto, evitando a sensibilização e a degradação em ambientes corrosivos.
Soldabilidade superior: Ele pode ser facilmente soldado usando a maioria dos métodos padrão, com pouca necessidade de tratamento térmico pós-soldagem.
Excelente resistência à fluência: Ele tem forte resistência à deformação por fluência sob condições de alta tensão de longo prazo.
Propriedades físicas
| Propriedade | Valor |
| Densidade | 7,7 - 8,03 g/cm³ (0,278 - 0,290 lb/in³) |
| Ponto de fusão | 1371 - 1400°C (2500 - 2550°F) |
| Condutividade térmica | 16,3 W/m-K (212°F) |
| Coeficiente de expansão térmica | 10,5 x 10-⁶/°C (20-600°C) |
| Resistividade elétrica | 72 µΩ-cm (20°C) |
| Calor Específico | 500 J/kg-K (0 - 100°C) |
Propriedades mecânicas
| Propriedade | Valor |
| Resistência à tração (UTS) | 515 MPa min (75 ksi min) |
| Resistência ao escoamento (0,2% Offset) | 205 MPa min (30 ksi min) |
| Alongamento | 40% min |
| Dureza (Brinell) | 201 max |
| Dureza (Rockwell B) | 95 máximo |
| Módulo de elasticidade | 190 - 210 GPa (27557 - 30458 ksi) |
| Razão de Poisson | 0.27 - 0.30 |
| Resistência à fluência (a 750°C) | 38 - 39 MPa (5510 - 5660 psi) |
| Resistência à ruptura (a 750°C) | 38 - 39 MPa (5510 - 5660 psi) (100.000 horas) |
| Resistência ao impacto (Charpy V-notch) | 60 J (Longitudinal) / 40 J (Transversal) |
| Resistência à fadiga (flexão rotativa, a 20°C) | 240 MPa (34,8 ksi) |
Formas de aço inoxidável 347
O aço inoxidável 347 que oferecemos está disponível em uma variedade de formas de produtos, todos com excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão para atender a diferentes necessidades industriais.
Barras: As barras de aço inoxidável 347 são usadas principalmente para componentes estruturais, eixos, fixadores e peças usinadas. Essas barras estão disponíveis em vários formatos, incluindo redondo, quadrado e hexagonal.
Folhas e placas: Chapa e chapa de aço inoxidável 347 são ideais para aplicações como equipamentos de processamento químico e trocadores de calor. Sua forma fina e plana os torna fáceis de cortar, dobrar e processar no formato necessário. As chapas de aço inoxidável 347 são mais espessas do que as chapas e são usadas em aplicações pesadas, como vasos de pressão, escudos térmicos e componentes de caldeiras.
Tubos e canos: Os tubos feitos de aço inoxidável 347 são comumente usados nas indústrias petroquímica, aeroespacial e de geração de energia. Eles podem transportar líquidos e gases em condições extremas.
Barras redondas: As formas de barras redondas são amplamente utilizadas nos setores aeroespacial, de construção e de componentes mecânicos, com alta resistência e resistência à deformação por tensão.
Bobina, fio e folha: Devido à sua flexibilidade e durabilidade, essas formas finas podem ser usadas em aplicações complexas, como componentes aeroespaciais, fios e até mesmo aplicações decorativas.
Mesh, Wire Mesh & Screen: Usada em sistemas de filtragem, telas e separadores, a malha de aço inoxidável 347 ou malha de arame é altamente resistente à corrosão e mantém sua força em altas temperaturas. Isso o torna ideal para refinarias químicas e de petróleo e para o processamento de alimentos.
Fundições: O aço inoxidável 347 também pode ser fundido em uma variedade de formas para componentes industriais que exigem complexidade e alta resistência a altas temperaturas e à corrosão.
Hastes de solda e hastes de enchimento: As hastes de soldagem feitas de aço inoxidável 347 são projetadas para unir componentes em condições de alta temperatura sem o risco de corrosão intergranular.
Aplicações do aço inoxidável 347
Graças às suas propriedades exclusivas, o aço inoxidável 347 é aplicado em setores que exigem resistência a altas temperaturas e durabilidade à corrosão.
Componentes aeroespaciais: Incluindo sistemas de exaustão de ar, anéis coletores e outros componentes expostos a altas temperaturas.
Processamento químico: Adequado para lidar com materiais corrosivos e manter a integridade estrutural quando exposto a ambientes agressivos.
Equipamentos de processamento de alimentos: Suas propriedades não magnéticas e resistentes à corrosão o tornam adequado para equipamentos de manuseio de alimentos e tanques de armazenamento.
Tubos de caldeira e trocadores de calor: Usado onde as temperaturas podem ultrapassar 1000°F, o aço inoxidável 347 garante um desempenho duradouro em condições de calor extremo.
Geração de energia: A tubulação de vapor, os escudos térmicos e as turbinas se beneficiam da capacidade do 347 de manter a resistência em temperaturas elevadas.
Prós e contras do aço inoxidável 347
Vantagens
- Excelente desempenho em altas temperaturas: Adequado para serviços de longo prazo em ambientes de alta temperatura.
- Evita a sensibilização: A estabilização do nióbio evita a precipitação de carboneto e está associada a um risco reduzido de corrosão intergranular.
- Boa soldabilidade: Pode ser soldada sem perder suas propriedades de resistência à corrosão.
- Não magnético na condição recozida: Adequado para aplicações em que o magnetismo pode ser uma preocupação.
Desvantagens
- Custo mais alto: Mais caro do que as classes comuns, como 304 e 316, devido ao teor de nióbio.
- Baixa usinabilidade: Com uma classificação de usinabilidade de aproximadamente 36%, é mais difícil de usinar do que outros aços inoxidáveis.
- Resistência limitada a cloretos: Não é adequado para ambientes com alto teor de cloreto, como aplicações marítimas, onde pode ocorrer corrosão por pite e em frestas.
Quais são os métodos de processamento do aço inoxidável 347?
Formação
O aço inoxidável 347 oferece boa conformabilidade, semelhante a outros aços austeníticos. Ele pode ser moldado por meio de vários processos de conformação, como estampagem e estampagem profunda. Entretanto, pode exigir maior força devido à sua resistência.
Soldagem
O aço inoxidável 347 é altamente adequado para soldagem, com excelente resistência à corrosão intergranular após a soldagem, graças à sua estabilização com nióbio.
- Os métodos comuns de soldagem incluem TIG, MIGe soldagem por resistência.
- O tratamento térmico pós-soldagem geralmente não é necessário, mas recomenda-se o uso de 347 metais de adição para manter propriedades semelhantes na junta de solda.
Corte
Os métodos de corte padrão para o aço inoxidável 347 incluem:
- Corte de plasma
- Corte a laser
- Corte a jato de água
- Métodos mecânicos, como serrar
Devido à sua maior dureza, as ferramentas com ponta de metal duro são recomendadas para cortes precisos e maior vida útil da ferramenta.
Trabalho a quente
O aço inoxidável 347 pode ser forjado e trabalhado a quente com bons resultados, mas requer um controle preciso da temperatura.
- Temperatura de forjamento: Normalmente entre 1150°C a 1250°C (2100°F a 2300°F).
- A laminação a quente também é eficaz, mas o material deve ser reaquecido acima de 980°C (1800°F) para manter a ductilidade.
- O resfriamento a ar ou a têmpera com água é usado após o trabalho a quente para estabilizar a microestrutura.
Trabalho a frio
O trabalho a frio é viável para o aço inoxidável 347, mas ele endurece mais rapidamente do que alguns outros tipos austeníticos, exigindo recozimento intermediário durante processos de deformação extensos, como laminação a frio, dobra ou trefilação.
- O endurecimento por trabalho aumenta sua resistência e tenacidade, e o recozimento pode ser necessário para restaurar a ductilidade.
Tratamento térmico
O recozimento e o alívio de tensão são processos de tratamento térmico comumente usados no aço inoxidável 347 para restaurar a ductilidade do material ou eliminar a tensão interna.
Recozimento: 1010°C a 1193°C (1850°F a 2000°F). O resfriamento rápido após o recozimento (geralmente com têmpera em água) pode evitar a precipitação de carbonetos de cromo, melhorando assim a resistência à corrosão.
Alívio do estresse: Geralmente na faixa de 800°C a 870°C (1470°F a 1600°F). Ele pode efetivamente evitar rachaduras por corrosão sob tensão e manter a integridade estrutural do material.
Tratamento da solução: Geralmente na faixa de 1065°C a 1150°C (1950°F a 2100°F). É necessário um resfriamento rápido após o tratamento da solução, geralmente usando têmpera com água, para evitar a corrosão intergranular e a sensibilização.
Endurecimento por idade: O material é endurecido por meio do processo de trabalho a frio e, em seguida, sua resistência pode ser aumentada ainda mais em temperaturas moderadas por meio do tratamento de envelhecimento. A temperatura para o envelhecimento geralmente fica em uma faixa inferior a 800°C (ou 1470°F).
Tratamento de superfície
O tratamento de superfície pode melhorar a resistência à corrosão e a aparência do aço inoxidável 347. Os métodos comuns de tratamento de superfície incluem:
- Polimento: usado para melhorar o acabamento da superfície, geralmente usado em aplicações decorativas e higiênicas.
- Decapagem e passivação: A decapagem pode remover a camada de óxido da superfície e os resíduos de soldagem, e a passivação forma uma densa camada protetora de óxido por meio de tratamento químico para melhorar ainda mais a resistência à corrosão.
- Jateamento de areia: Use areia sem ferro ou esferas de vidro para jateamento de areia a fim de eliminar defeitos de superfície e microfissuras e garantir a uniformidade da superfície.
- Escovação e esmerilhamento: Resíduos de superfície, ferrugem e óxidos podem ser removidos com eficácia por meio de escovação ou esmerilhamento, aumentando assim a resistência à corrosão da superfície.
Diferença entre 347 e outros graus
Qual é a diferença entre o aço inoxidável 316 e 347?
347 tem desempenho superior em altas temperaturas do que o Aço inoxidável 316O 316 é mais adequado para resistir à corrosão por pite em ambientes corrosivos, especialmente aqueles que contêm cloreto.
Qual é a diferença entre o aço inoxidável SS 347 e 304?
Aço inoxidável 304 é o aço inoxidável mais comumente usado e é adequado para aplicações de uso geral, como equipamentos de cozinha e processamento de alimentos, mas não tem a estabilidade necessária para ambientes acima de 800°F (427°C). O 347 contém nióbio, que resiste à corrosão intergranular e é adequado para serviços em alta temperatura. Embora o 304 seja uma opção mais econômica para o uso diário, o 347 é a escolha preferida para altas temperaturas e ambientes corrosivos.
347 vs. 321
Tanto o 347 quanto o 321 são aços inoxidáveis austeníticos estabilizados projetados para resistir à sensibilização, mas diferem em seus elementos estabilizadores: nióbio para o 347 e titânio para o 321. Aço inoxidável 321. A estabilização de nióbio do 347 proporciona maior estabilidade, de modo que o 347 é frequentemente escolhido para aplicações mais exigentes e de alta temperatura.
Aço inoxidável 347 vs. aços de liga 4140
Projetado para ambientes corrosivos e de alta temperatura, o 347 é um aço inoxidável austenítico com excelente resistência à oxidação e à corrosão intergranular. O 4140 é um aço de baixa liga conhecido por sua alta resistência e tenacidade, mas não tem a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis. O 347 é excelente em aplicações de processamento químico, aeroespaciais e de alta temperatura, enquanto o 4140 é mais adequado para peças mecânicas que exigem alta resistência, como engrenagens e eixos.
O aço inoxidável 347 é magnético?
Em seu estado recozido, o aço inoxidável 347 geralmente não é magnético. Entretanto, o trabalho a frio ou a deformação severa podem induzir a propriedades magnéticas leves devido à formação de estruturas martensíticas.
O aço inoxidável 347 enferruja?
Devido ao seu alto teor de cromo e à estabilização com nióbio, o aço inoxidável 347 é altamente resistente à ferrugem e à corrosão. Mas, como acontece com todos os aços inoxidáveis, ele sofrerá corrosão localizada por pites ou fendas em altas concentrações de cloreto.
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