Aço inoxidável 414: definição, propriedades e aplicações

O aço inoxidável 414 é uma liga de alta resistência com excelente resistência ao desgaste e proteção moderada contra corrosão. Este artigo explica sua composição, principais propriedades e aplicações em indústrias que exigem durabilidade, como aeroespacial e maquinário pesado. 

O que é aço inoxidável 414?

O aço inoxidável 414, também chamado de UNS S41400, é composto de aproximadamente 88% de ferro, juntamente com 12% de cromo. É uma variante de maior resistência de Aço inoxidável 410. Como um grau martensítico, ele oferece excelente dureza e tenacidade. É usado para aplicações exigentes como aeroespacial, maquinário pesado e manufatura.

Equivalentes de aço inoxidável 414

A composição química do aço inoxidável 414

As propriedades físicas do aço inoxidável 414

As propriedades mecânicas do aço inoxidável 414

As diferentes formas do aço inoxidável 414

O aço inoxidável 414 está disponível em várias formas, o que permite versatilidade em diferentes aplicações industriais. Aqui estão as formas mais comuns do aço inoxidável 414:

Barras e hastes

Usadas extensivamente em máquinas e aplicações estruturais, as barras de aço inoxidável 414 estão disponíveis em formatos redondos, planos e hexagonais. Elas são ideais para componentes como eixos, engrenagens e fixadores devido à sua usinabilidade e resistência.

Chapas e placas

Produtos planos, como folhas e placas, são usados em ambientes onde a resistência e a resistência ao desgaste são essenciais, inclusive nos setores aeroespacial e de equipamentos pesados.

Tubos e Canos

O aço inoxidável 414 também está disponível em formas tubulares, que são utilizadas em sistemas mecânicos que exigem resistência sob pressão, como tubulações, trocadores de calor e suportes estruturais.

Fio

O fio 414 SS é frequentemente usado em aplicações que exigem materiais fortes e flexíveis, como molas e fixadores.

Componentes Forjados

Forjados são usados em aplicações que incluem componentes de válvulas, eixos de bombas e outros componentes industriais de serviço pesado. O aço inoxidável 414 forjado fornece tenacidade superior.

As aplicações do aço inoxidável 414

O aço inoxidável 414 é usado em várias aplicações onde uma combinação de resistência, dureza e resistência moderada à corrosão é necessária. Aqui estão alguns usos comuns:

Componentes aeroespaciais

O aço inoxidável 414 é usado em peças de aeronaves, como engrenagens, eixos e fixadores, devido à sua alta resistência e tenacidade, mesmo em ambientes adversos.

Componentes de bombas e válvulas

É ideal para fazer peças como eixos de bombas, hastes de válvulas e outros componentes que exigem durabilidade e resistência ao desgaste, especialmente em máquinas.

Maquinário pesado

O aço inoxidável 414 é comumente usado em equipamentos pesados, como engrenagens industriais e componentes de máquinas, onde alta resistência e resistência ao desgaste são essenciais.

Peças automotivas

Na indústria automotiva, o aço inoxidável 414 é frequentemente usado em componentes como virabrequins, engrenagens de transmissão e outras peças de alto estresse que exigem resistência e durabilidade.

As vantagens do aço inoxidável 414

Alta resistência e dureza

• Tratável termicamente: pode ser tratado termicamente, permitindo altos níveis de resistência e dureza adequados para aplicações exigentes.
• Resistência ao desgaste: A dureza do material proporciona excelente resistência ao desgaste, tornando-o adequado para peças sujeitas a desgaste.

Resistência à corrosão aprimorada

• Adição de molibdênio: a inclusão de molibdênio aumenta sua resistência à corrosão em comparação aos aços inoxidáveis martensíticos padrão, como o 410.
• Resistência a ambientes levemente corrosivos: oferece melhor desempenho em ambientes expostos à água, vapor e produtos químicos suaves.

Boa usinabilidade

• Usinagem: Quando recozido, o aço inoxidável 414 apresenta boa usinabilidade, facilitando a fabricação de peças complexas.
• Acabamento de superfície: O aço inoxidável 414 pode atingir um acabamento de superfície de alta qualidade. Isso é benéfico tanto para componentes funcionais quanto para aplicações estéticas.

Versatilidade

• Faixa de aplicação: Adequado para fazer eixos, válvulas, engrenagens e outros componentes mecânicos que exigem uma combinação de resistência e resistência à corrosão.
• Conformabilidade: Pode ser forjado e formado com processos apropriados, aumentando sua versatilidade na fabricação.

As desvantagens do aço inoxidável 414

Resistência limitada à corrosão

• Embora o aço inoxidável 414 tenha melhor resistência à corrosão em comparação a alguns aços martensíticos devido ao seu teor de molibdênio, ele ainda é menos resistente que os aços inoxidáveis austeníticos, como 304 ou 316.
• Em ambientes que contêm cloretos ou outros agentes corrosivos, é provável que ocorra corrosão por pites e frestas.

Baixa soldabilidade

• Riscos de rachaduras: O alto teor de carbono aumenta o risco de rachaduras na zona afetada pelo calor durante a soldagem.
• Necessidade de pré-aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem: a soldagem requer controle cuidadoso, incluindo pré-aquecimento a 200 °C – 300 °C e recozimento pós-soldagem, o que aumenta a complexidade e o custo.

Redução da tenacidade e da ductilidade

• Fragilidade: O material pode ser quebradiço, especialmente na condição endurecida, tornando-o menos adequado para aplicações que exigem alta tenacidade.
• Baixa resistência ao impacto: não é ideal para aplicações sujeitas a cargas repentinas ou de impacto.

Dificuldade na usinagem após endurecimento

• Problemas de dureza: após tratamento térmico para dureza máxima, a usinagem se torna difícil, exigindo ferramentas e técnicas especializadas.
• Maior desgaste da ferramenta: o material duro acelera o desgaste das ferramentas de corte, aumentando os custos das ferramentas.

Formabilidade limitada

• Baixa capacidade de conformação a frio: devido à sua alta resistência e baixa ductilidade, a conformação a frio é desafiadora e pode causar rachaduras.
• Requer trabalho a quente: muitas vezes precisa ser moldado em temperaturas elevadas, o que complica o processo de fabricação.

Não é adequado para aplicações de alta temperatura

• Incrustação e oxidação: Em temperaturas elevadas, o aço inoxidável 414 pode sofrer incrustação e oxidação.
• Perda de propriedades mecânicas: a exposição prolongada a altas temperaturas pode degradar sua resistência e dureza.

Tratamento térmico

Recozimento

• O aço é aquecido a 820°C – 900°C (1500°F – 1650°F) e então resfriado lentamente para aliviar tensões internas. 
• O recozimento é feito para aumentar a ductilidade e melhorar a usinabilidade reduzindo a dureza.

Endurecimento

• Aqueça o aço a 980°C – 1020°C (1800°F – 1870°F) e depois resfrie-o rapidamente (tempere-o) em óleo ou ar. 
• O endurecimento aumenta a resistência ao desgaste e a força geral do aço. Isso o torna ideal para aplicações de alto estresse, como engrenagens e eixos.

Têmpera

• O material é reaquecido a uma temperatura mais baixa, tipicamente entre 150°C – 600°C (300°F – 1110°F). A faixa de temperatura é selecionada pelo equilíbrio necessário de dureza e tenacidade.
• O revenimento reduz a fragilidade causada pela têmpera, mantendo dureza suficiente para durabilidade. Também melhora a resistência ao impacto e a tenacidade geral do aço.

Alívio do estresse

• O aço pode passar por alívio de tensões, um processo em que é aquecido a 540°C – 650°C (1000°F – 1200°F).
• O alívio de tensões reduz o risco de empenamento ou rachaduras durante o uso, especialmente em ambientes de alto estresse.

Recozimento subcrítico

• Este processo envolve o aquecimento do aço a cerca de 650°C – 760°C (1200°F – 1400°F), o que está abaixo de sua faixa de temperatura crítica.
• O recozimento subcrítico alivia tensões e melhora a ductilidade sem alterar significativamente as propriedades mecânicas gerais.

Normalização

• Aqueça o aço a cerca de 900°C – 950°C (1650°F – 1750°F) e depois deixe esfriar ao ar. 
• Este tratamento opcional melhora a tenacidade e a uniformidade na microestrutura do aço, tornando-o mais adequado para usinagem e processamento posteriores.

Outros métodos de processamento de aço inoxidável 414

Processo de forjamento

• Antes do forjamento, o material é aquecido a temperaturas entre 1150°C e 1200°C. 
• Durante o forjamento, a temperatura não deve cair abaixo de 950°C para evitar encruamento e rachaduras.
• Após o forjamento, normalmente é usado o resfriamento a ar, mas o recozimento pós-forjamento é recomendado para reduzir tensões internas.

Usinagem

• Devido à sua alta dureza, 414 é difícil de usinar. Ferramentas de corte de alta resistência, como carboneto, são recomendadas, com velocidades de corte mais lentas e taxas de avanço mais baixas.
• Ferramentas de retificação e fluidos de resfriamento adequados são necessários para evitar superaquecimento e queimaduras na superfície durante esses processos.

Conformação a frio e a quente

• Conformação a frio: Devido à sua alta dureza, a conformação a frio é difícil. Recozimento intermediário pode ser necessário para evitar endurecimento excessivo.
• Conformação a quente: A conformação a quente é feita entre 950°C e 1200°C, o que melhora a plasticidade e reduz o risco de rachaduras.

Soldagem

• O aço inoxidável 414 é propenso a rachaduras durante a soldagem.
• O pré-aquecimento a 200 °C a 300 °C antes da soldagem e a realização do recozimento pós-soldagem ajudam a aliviar as tensões de soldagem.
• Soldagem a arco manual ou soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG) são preferidas para este material.

Quais são as diferenças entre 414 e 304?

O aço inoxidável 414 tem melhor resistência e dureza. É usado em aplicações resistentes ao desgaste, como engrenagens e válvulas. Aço inoxidável 304 tem excelente resistência à corrosão. É usado em processamento de alimentos e aplicações químicas.

Quais são as diferenças entre 414 e 416?

 O aço inoxidável 414 é mais forte e resistente ao desgaste. Aço inoxidável 416 é mais fácil de usinar. Tem resistência à corrosão ligeiramente menor.

Como o aço inoxidável 414 se comporta em ambientes de alta temperatura?

O aço inoxidável 414 tem bom desempenho em ambientes de temperatura moderadamente alta, mas sua resistência diminui acima de 600 °C (1110 °F), limitando seu uso em aplicações de calor extremo.

Resumo

Aço inoxidável 414, também conhecido como UNS S41400. Suas principais vantagens incluem boa resistência ao desgaste e tratabilidade térmica. Sua alta resistência o torna ideal para aplicações exigentes.

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