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Aço inoxidável 416: Definição, composição, propriedades, processamento, aplicações e muito mais
- João
O estoque do Grupo SteelPRO agora conta com produtos SS 416 (UNS S41600) em estoque: chapas, folhas, bobinas, tiras, tubos, tubulações, barras, vergalhões, etc. Além disso, o senhor pode escolher entre uma variedade de acabamentos de superfície: Nº 1, 2B, 2D, BA, Nº 3, Nº 4, HL, Nº 8, Bead Blasted, etc.
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O que é o aço inoxidável 416?
416 é uma série 400 aço inoxidável martensítico que oferece a melhor usinabilidade (85%) de todos os aços inoxidáveis, composto principalmente de cromo, manganês e enxofre. O material está em conformidade com a norma ASTM A582 e é equivalente ao EN 1.4005 (X12CrS13) e ao UNS S41600. Sua usinabilidade superior se deve ao alto teor de enxofre, o que o torna especialmente adequado para operações de usinagem de alta velocidade. Entretanto, a adição de enxofre também reduz sua formabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. As aplicações comuns incluem componentes como parafusos, porcas e eixos de bombas, em que são necessárias facilidade de usinagem e resistência moderada à corrosão.
Composição química do aço inoxidável 416
A composição química do aço inoxidável 416 está listada abaixo:
| Carbono, C | Cromo, Cr | Manganês, Mn | *Níquel, Ni | *Polibdênio, Mo | Fósforo, P | Silício, Si | Enxofre, S |
| ≤ 0,15 % | 13 % | ≤ 1,25 % | ≤1.0% | ≤ 0,60 % | ≤ 0,060 % | ≤ 1.0 % | ≥ 0,15 % |
*Níquel e *Molibdênio: opções adicionais
Propriedades do aço inoxidável 416
Aqui estão três razões principais que tornam o aço inoxidável 416 único:
- Alta usinabilidade, o que facilita o corte e a modelagem.
- Pode ser tratado termicamente para aumentar a dureza e a resistência.
- Boa resistência ao desgaste, adequada para peças mecânicas.
Propriedades físicas
Verifique na tabela abaixo as principais propriedades físicas do aço inoxidável 416:
| Propriedade | Valor típico | Desempenho |
| Densidade | 7,80 g/cm³ (0,282 lb/in³) | Alta densidade, resistente e durável |
| Ponto de fusão | 1480-1530 °C (2700-2790 °F) | Alto ponto de fusão, adequado para altas temperaturas |
| CTE, Linear (0-100°C/32-212°F) | 9,9 μm/m-°C (5,50 μin/in-°F) | Expansão térmica moderada |
| Capacidade de calor específico (0-100°C/32-212°F) | 460 J/kg-K (0,110 BTU/lb-°F) | Boa capacidade térmica, eficaz para a retenção de calor |
| Condutividade térmica (a 100°C/212°F) | 24,9 W/m-K (172 BTU-in/h-ft²-°F) | Boa condutividade térmica, transferência de calor eficiente |
| Condutividade elétrica | 23% IACS (23% IACS) | Condutividade elétrica moderada |
| Resistividade elétrica (a 20°C/68°F) | 43 μΩ-cm (43 μΩ-cm) | Resistividade elétrica moderada |
Propriedades mecânicas
Verifique na tabela abaixo as principais propriedades mecânicas do aço inoxidável 416:
| Temperatura (°C) | Resistência à tração (MPa/ksi) | Resistência ao escoamento (MPa/ksi) | Dureza Brinell (HRB) | Dureza Rockwell (HRC) | Dureza Vickers (HV) | Alongamento na ruptura (%) | Módulo de Young (GPa/msi) |
| 150 | 1310/190 | 983/143 | 365 | 39.5 | 383 | 9 | 200/29 |
| 260 | 1295/187.8 | 962/140 | 360 | 39 | 378 | 9.5 | 200/29 |
| 370 | 1260/183 | 962/140 | 360 | 39 | 378 | 14 | 200/29 |
| 480 | 1185/171.9 | 962/140 | 360 | 39 | 378 | 16 | 200/29 |
| 540 | 1080/157 | 895/130 | 318 | 34 | 332 | 13 | 200/29 |
| 595 | 865/125 | 740/107 | 266 | 26 | 275 | 17 | 200/29 |
| 650 | 796/115 | 670/97.2 | 253 | 23.5 | 260 | 17.5 | 200/29 |
| 705 | 741/107 | 600/87 | 237 | 20 | 242 | 20 | 200/29 |
Propriedades químicas
Consulte a tabela abaixo para conhecer as principais propriedades químicas do aço inoxidável 416:
| Propriedade química | Descrição | Desempenho |
| Resistência à corrosão | Capacidade de resistir à corrosão em diferentes ambientes. | Moderado; inferior em comparação com graus austeníticos como 304, melhor do que o aço carbono. |
| Sensibilidade ao pH | Resposta a ambientes ácidos ou básicos. | Sensível a condições ácidas; apresenta melhor desempenho em ambientes neutros ou levemente alcalinos. |
| Reatividade | Tendência a sofrer reações químicas. | Baixa reatividade em ambientes amenos; propenso a corrosão em cloretos. |
| Resistência à oxidação | Resistência à oxidação em temperaturas elevadas. | Razoável; melhor do que o aço carbono, mas inferior ao aço inoxidável de liga mais alta. |
| Passivação | Capacidade de formar uma camada protetora de óxido. | Moderado; forma uma camada de óxido de cromo, mas é menos estável do que as ligas de cromo mais altas. |
| Combustibilidade | Capacidade de pegar fogo em condições normais. | Incombustível; não queima em condições normais. |
| Inflamabilidade | Probabilidade de inflamar ou de suportar combustão. | Não inflamável; resistente à ignição em todos os cenários industriais práticos. |
Resistência ao calor e à corrosão do aço inoxidável 416
Resistência ao calor
O aço inoxidável de grau 416 oferece resistência moderada ao calor, mas deve ser usado com cautela em altas temperaturas.
Ele pode resistir razoavelmente à descamação em serviço contínuo até 650°C e até 760°C em operação intermitente. No entanto, sua resistência à tração, resistência à fluência e desempenho de ruptura por tensão diminuem rapidamente em temperaturas relativamente baixas. Além disso, seu alto teor de enxofre aumenta a suscetibilidade a rachaduras a quente.
Portanto, o aço inoxidável 416 normalmente não é recomendado para aplicações em altas temperaturas. Ele também não é adequado para uso abaixo de zero grau, pois sua resistência ao impacto diminui significativamente.
Resistência à corrosão
O aço inoxidável grau 416 tem menor resistência à corrosão em comparação com muitos outros tipos de aço inoxidável, inclusive os tipos austenítico, ferrítico e outros tipos martensíticos. Embora seu maior teor de enxofre melhore a usinabilidade, ele também aumenta a suscetibilidade à corrosão.
O aço inoxidável 416 tem bom desempenho em ambientes secos e levemente corrosivos, mas não é adequado para condições de cloreto ou marinhas. Sua resistência à corrosão é melhor quando o aço é endurecido e temperado, e não na condição recozida.
Para manter sua camada protetora de óxido de cromo, o tratamento adequado da superfície é fundamental. Isso inclui a passivação, a remoção de partículas estranhas e a garantia da livre circulação de oxigênio na superfície para ajudar a evitar a ferrugem.
Processamento de aço inoxidável 416
Formação
O aço inoxidável 416 tem baixa conformabilidade devido ao seu alto teor de enxofre, que aumenta a usinabilidade, mas reduz a ductilidade. Ele é propenso a rachaduras durante a conformação, portanto, técnicas agressivas devem ser evitadas.
O pré-aquecimento e o uso de lubrificantes podem ajudar a reduzir o risco de rachaduras, mas o material é mais adequado para a usinagem do que para a conformação complexa. Se a conformação for necessária, pode ser necessário um tratamento térmico pós-conformação para restaurar a resistência e a dureza.
Soldagem
O aço inoxidável 416 geralmente não é recomendado para soldagem devido ao seu alto teor de enxofre. Isso torna o material propenso a rachaduras, seja durante ou após a soldagem. O enxofre pode levar a rachaduras a quente, enquanto as propriedades de endurecimento do aço podem causar rachaduras a frio.
Se a soldagem for inevitável, serão necessárias precauções especiais. O pré-aquecimento do aço a 200-300°C ajuda a reduzir o risco de rachaduras. A escolha dos materiais de enchimento corretos também é fundamental. Para obter resistência, eletrodos com baixo teor de hidrogênio, como o grau 410, são usados com frequência. Para obter mais flexibilidade na solda, os materiais de enchimento de aço inoxidável austenítico, como o grau 308, são adequados.
É importante manter a entrada de calor baixa durante a soldagem para evitar uma diluição excessiva com o metal de adição. Após a soldagem, o resfriamento deve ser feito lentamente para minimizar o estresse. Tratamentos pós-soldagem, como recozimento ou alívio de tensão, podem ser necessários para restaurar as propriedades do material.
Usinagem
O aço inoxidável 416 oferece excelente usinabilidade. Ele foi desenvolvido especificamente como uma classe de usinagem livre, o que o torna a melhor opção entre os aços inoxidáveis martensíticos da série 400 para tarefas de usinagem. Seu desempenho nessa área é ainda melhor do que o da classe 303, um aço inoxidável austenítico de usinagem livre.
Operações como torneamento, perfuração e fresamento podem ser realizadas facilmente no 416, desde que sejam usadas as ferramentas e as configurações de máquina adequadas. A melhor usinabilidade é obtida quando o aço está na condição de recozimento subcrítico, o que ajuda a reduzir o desgaste das ferramentas e a melhorar a precisão.
Tratamento térmico
O aço inoxidável 416 tem temperabilidade moderada, o que significa que pode ser endurecido por tratamento térmico, mas somente até uma profundidade limitada. Seu teor de carbono relativamente baixo (cerca de 0,15%) restringe a dureza máxima alcançável, o que também ajuda a manter a resistência do núcleo.
- Recozimento total
- Aqueça a 815-900°C por 30 minutos.
- Resfrie a uma taxa de 30°C por hora, seguido de resfriamento a ar.
- Recozimento subcrítico
- Aqueça a 650-760°C.
- Resfriamento do ar após o aquecimento.
- Endurecimento
- Aqueça a 925-1010°C.
- Resfriar em óleo.
- Tempere, evitando a faixa de 400-580°C para evitar baixa ductilidade.
Vantagens e desvantagens do aço inoxidável 416
Veja a seguir as vantagens e os benefícios do aço inoxidável 416:
- Excelente usinabilidade, o que facilita a modelagem e o corte.
- Pode ser tratado termicamente para aumentar a dureza e a durabilidade.
- Alta resistência, o que lhe permite suportar cargas pesadas.
- Econômico em comparação com outros aços inoxidáveis.
- Boa resistência à corrosão, adequada para ambientes amenos.
Aqui estão as desvantagens e limitações do aço inoxidável 416:
- Menor resistência à corrosão do que outros aços inoxidáveis, como 304 ou 316.
- Frágil quando endurecido, levando a possíveis rachaduras sob alta tensão.
- Não é ideal para ambientes marinhos ou ricos em cloretos.
- Resistência reduzida em temperaturas mais baixas, o que o torna menos adequado para ambientes frios.
- Capacidade limitada de soldagem devido ao seu alto teor de enxofre.
Aplicações comuns do aço inoxidável 416
O aço inoxidável 416 é bom para aplicações que exigem boa usinabilidade, resistência moderada à corrosão e alta resistência, como em parafusos, porcas e engrenagens. É comumente usado em peças que precisam ser facilmente usinadas.
Consulte a tabela abaixo para obter uma visão rápida de suas aplicações comuns:
| Setor | Aplicativo | Por que é adequado |
| Automotivo | Engrenagens, eixos, parafusos, componentes da válvula | Alta usinabilidade, resistência à corrosão, boa resistência |
| Aeroespacial | Peças de válvulas, buchas, parafusos e fixadores | Alta resistência, resistência ao desgaste, resistência à corrosão |
| Maquinário industrial | Eixos de bombas, parafusos, eixos, rolamentos | Boa resistência ao desgaste, usinabilidade e resistência ao calor |
| Instrumentos médicos | Ferramentas cirúrgicas, brocas odontológicas, fixadores, alças | Resistência à corrosão, facilidade de esterilização, alta resistência |
| Petróleo e gás | Componentes de válvulas, eixos de bombas, parafusos e acoplamentos | Resistência à corrosão, alta resistência e durabilidade em ambientes adversos |
| Equipamentos de processamento de alimentos | Lâminas, parafusos, bicos, eixos do misturador | Resistência à corrosão, fácil de limpar, alta usinabilidade |
Graus equivalentes de aço inoxidável 416 em diferentes países e regiões
Aqui estão alguns graus equivalentes comuns de SS 416 em diferentes países e regiões:
| País | Padrão/Especificação | Grau equivalente |
| UE | EN 10088-1 | X12CrS13 (1.4005) |
| EUA | ASTM A582/A582M | 416 |
| França | NF A35-574 | Z11CF13 |
| Inglaterra | BS 970-1:1991 | 416S21 |
| Suécia | SS 14 23 80 | 2380 |
Comparação entre o aço inoxidável 416 e 304 e 316
Veja a tabela abaixo para uma rápida comparação entre eles:
| Propriedade | 416 | 304 | 316 |
| Tipo | Martensítico | Austenítico | Austenítico |
| Estrutura cristalina | Cúbico centrado no corpo (BCC) | Cúbico de face centrada (FCC) | Cúbico de face centrada (FCC) |
| Composição química | Cr: 13%, Mn: ≤ 1,25%, S: ≥ 0,15% | Cr: 18-20%, Ni: 8-10,5% | Cr: ≤ 18%, Mo: ≤ 3%, Ni: ≤ 14% |
| Resistência à corrosão | Moderado | Bom | Excelente |
| Força | Alta | Moderado | Moderado a alto |
| Dureza | Alta | Moderado | Moderado |
| Soldabilidade | Regular a ruim | Excelente | Bom |
| Propriedades magnéticas | Magnético | Não magnético | Não magnético |
| Custo | Moderado | Inferior | Mais alto |
| Aplicativos | Talheres, válvulas, instrumentos cirúrgicos | Equipamentos de cozinha, tubulações, peças automotivas | Marinha, processamento químico, dispositivos médicos |
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Agora que o senhor tem um conhecimento mais profundo sobre o aço inoxidável 416, ainda há alguns problemas comuns que merecem sua atenção：
O aço inoxidável 416 enferruja?
Sim, o aço inoxidável 416 pode enferrujar porque tem menor resistência à corrosão em comparação com outros aços inoxidáveis devido ao seu maior teor de enxofre para usinabilidade. Entretanto, ele ainda é mais resistente à ferrugem do que o aço comum.
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O aço inoxidável 416 é magnético?
Sim, o aço inoxidável 416 é magnético devido à sua estrutura martensítica.
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O aço inoxidável 416 é de grau alimentício?
Não, o aço inoxidável 416 geralmente não é de grau alimentício porque seu maior teor de enxofre o torna mais propenso à corrosão. Os aços inoxidáveis de grau alimentício normalmente incluem o 304 e o 316, que são mais resistentes à corrosão e seguros para contato com alimentos.
O aço inoxidável 416 é bom para facas?
Não, o aço inoxidável 416 não é ideal para facas. Ele é conhecido por sua usinabilidade, mas não tem a dureza e a retenção de borda necessárias para lâminas de facas de alta qualidade. As facas normalmente requerem aços mais duros, como 440C ou 154CM, para um melhor desempenho.
O aço inoxidável 416 é melhor do que o 316?
Depende das necessidades específicas. O aço inoxidável 316 é geralmente melhor em termos de resistência à corrosão, especialmente em ambientes marinhos ou químicos, enquanto o aço inoxidável 416 é mais fácil de usinar, mas tem menor resistência à corrosão.
Qual é a diferença entre o aço inoxidável 304 e 416?
Aço inoxidável 304 é uma classe austenítica com excelente resistência à corrosão, boa soldabilidade e propriedades não magnéticas. O aço inoxidável 416 é uma classe martensítica, que oferece melhor usinabilidade, mas tem menor resistência à corrosão e é magnético.
Resumo e mais
Este artigo explica resumidamente a definição, a composição, as propriedades, as características de processamento, as aplicações e outros aspectos importantes do aço inoxidável 416. Para saber mais sobre o aço inoxidável ou outros tipos de aço, consulte nosso blog ou Entre em contato com nossos especialistas em metais.
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