A Produção de Aço Inoxidável

O aço inoxidável oferece alta resistência à corrosão, durabilidade de longa duração e necessidades mínimas de manutenção em diversas condições. Entender como o aço inoxidável é feito nos ajuda a apreciar seu valor e versatilidade em aplicações cotidianas. Vamos explorar como o aço inoxidável é feito passo a passo.

Do que é feito o aço inoxidável?

O aço inoxidável é feito de uma mistura de matérias-primas, e a composição exata varia dependendo da família do aço inoxidável. 

Aqui está uma tabela mostrando os principais ingredientes do aço inoxidável:

• Nitrogênio, titânio, cobre e outros elementos podem ser adicionados para obter propriedades específicas, como maior resistência ou melhor soldabilidade.

Como o aço inoxidável é feito?

A produção de aço inoxidável envolve várias etapas sequenciais. Cada estágio é crucial para atingir a qualidade e as propriedades desejadas do produto final.

Fabricação de aço inoxidável

1. Fusão e fundição

Carregue matérias-primas como minério de ferro, cromo, níquel e outros elementos no forno elétrico a arco. O forno aquece a mistura a cerca de 1.600 graus Celsius. Uma vez derretidos, esses materiais se combinam para formar aço inoxidável fundido

2. Descarbonização

• Descarbonetação de oxigênio com argônio (AOD)

Transfira o aço fundido para o recipiente AOD. Gases oxigênio e argônio são injetados. O oxigênio remove o excesso de carbono formando gás monóxido de carbono. O argônio dilui a mistura de gases para controlar a taxa de reação. 

AOD é usado para a maioria das aplicações.

• Descarbonetação de oxigênio a vácuo (VOD)

Transfira o aço fundido para uma câmara de vácuo. Oxigênio é injetado para reagir com carbono, formando gás monóxido de carbono, que é removido sob baixa pressão. 

O VOD é usado quando é necessário um teor de carbono ultrabaixo para aços inoxidáveis de alta qualidade, como o 304L.

• Ao reduzir o teor de carbono, os fabricantes criam aços inoxidáveis de baixo carbono, como 304L e 316L. Esses aços inoxidáveis têm soldabilidade melhorada e risco reduzido de corrosão.

3. Afinando a composição

Elementos adicionais como níquel, molibdênio e nitrogênio são adicionados para aumentar a resistência, flexibilidade e resistência à corrosão, dependendo do grau de aço desejado. Esses elementos se dissolvem no aço fundido, alterando suas propriedades.

4. Fundição

Transfere o aço fundido para um molde onde ele se solidificará. Esfria, mas permanece acima de 1.200 graus Celsius durante a fundição. O formato produzido durante a fundição determina a forma final do produto, como placas ou barras.

• Placas: Usadas para fazer chapas e folhas.
• Tarugos: Utilizados para produzir barras e fios.
• Blooms: Usados para formas estruturais.

Processamento de aço inoxidável

1. Formação

• Laminação a quente

As formas de aço semiacabadas são reaquecidas a cerca de 1.200 graus Celsius e passadas por rolos. Reduz a espessura e molda o aço em placas, folhas, bobinas, barras ou fios.

• Laminação a frio

Role o aço em temperatura ambiente. Isso pode atingir dimensões precisas e melhorar o acabamento da superfície. O aço aumenta a resistência por meio do endurecimento por deformação.

• A laminação a quente é mais adequada para aço austenítico, ferrítico e duplex. A laminação a frio é ideal para aço austenítico e martensítico, especialmente quando o acabamento da superfície e as dimensões precisas são importantes.

2. Tratamento térmico

• Recozimento

Aço aplicável: aço inoxidável austenítico, ferrítico e duplex.

O aço é aquecido a cerca de 1.040°C a 1.120°C e resfriado lentamente para aliviar tensões e melhorar a ductilidade. Este processo amolece o aço e aumenta sua conformabilidade e resistência à corrosão.

• Resfriamento

Aço aplicável: Aço inoxidável austenítico e duplex.

Aquecido a altas temperaturas. Então resfriado rapidamente (temperado) para evitar a formação de carbonetos de cromo. A têmpera aumenta a resistência à corrosão e previne a corrosão intergranular.

• Têmpera

Aço aplicável: Aço inoxidável martensítico como 410 e 420.

Reaqueça o aço a 200°C – 600°C. Isso pode reduzir a fragilidade e manter a dureza. Esse processo é usado para equilibrar dureza e tenacidade.

• Endurecimento por precipitação

Aço aplicável: Aço inoxidável endurecido por precipitação, como 17-4PH.

Após o tratamento de solução, o aço é envelhecido (aquecido a cerca de 480°C a 620°C). Este processo melhora as propriedades mecânicas sem comprometer a resistência à corrosão. 

3. Descalcificação

Após o tratamento térmico, o aço inoxidável é frequentemente coberto com uma incrustação de óxido. A descalcificação remove essa incrustação usando decapagem ou métodos mecânicos como jateamento de granalha. Esse processo garante uma superfície limpa para processamento e acabamento posteriores.

Acabamento em aço inoxidável

Na indústria siderúrgica, os processos de acabamento são essenciais para melhorar a qualidade da superfície, a aparência e o desempenho do produto final. Esses métodos garantem que o aço atenda a padrões específicos para aplicações que exigem precisão e durabilidade. Os métodos comuns de acabamento incluem:

• Esmerilhamento e polimento

O lixamento remove imperfeições da superfície, como arranhões ou bordas ásperas, e geralmente é feito usando ferramentas abrasivas ou rodas de esmeril.

O polimento produz uma superfície lisa e reflexiva. Este processo pode ser realizado com diferentes graus de abrasivos para atingir um acabamento semelhante a um espelho.

• Escovação

Este método cria um acabamento acetinado ou fosco na superfície de aço usando escovas abrasivas. É comumente usado em aplicações como eletrodomésticos, onde um acabamento suave, mas não reflexivo, é preferido.

• Decapagem

Mergulhe o aço em um banho ácido, geralmente uma mistura de ácidos nítrico e fluorídrico, para remover a incrustação de óxido do tratamento térmico ou laminação a quente. Este processo restaura a superfície do aço e aumenta sua resistência à corrosão.

• Eletropolimento

Use um banho eletroquímico para remover uma camada fina da superfície do material. Este processo melhora a aparência do aço, reduz a microrrugosidade e melhora a resistência à corrosão

• Passivação

Use uma solução ácida para limpar a superfície do aço inoxidável removendo ferro livre e impurezas. Este processo aumenta a formação da camada protetora de óxido de cromo, melhorando a resistência à corrosão

• Revestimento

Isso pode aumentar a durabilidade, a resistência ao desgaste ou o apelo estético do aço inoxidável. Revestimento em pó, galvanização e galvanização são métodos comuns. Diferentes revestimentos oferecem diferentes níveis de proteção ou acabamento decorativo.

Fabricação de aço inoxidável

• Corte

O aço é cortado em tamanhos e formas específicas usando métodos como cisalhamento, serragem ou técnicas de corte a laser. A precisão nesta etapa é vital para atender às especificações do produto.

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• Soldagem

Técnicas como TIG, MIG ou soldagem por resistência garantem juntas fortes e resistentes à corrosão.

Controle de qualidade

Por meio de diferentes testes, os fabricantes verificam a composição, a resistência e a integridade do material. Na produção de aço inoxidável, a etapa de controle de qualidade normalmente envolve as seguintes etapas:

• Análise química

Isso garante que a composição química do material corresponda às especificações, confirmando que a mistura certa de elementos como cromo e níquel está presente.

• Testes mecânicos

Testes são conduzidos para verificar a resistência à tração, dureza e ductilidade do aço inoxidável, garantindo que ele atenda aos padrões de desempenho mecânico.

• Ensaios Não Destrutivos (END)

Métodos ultrassônicos e radiográficos detectam defeitos internos sem danificar o material.

Produtos de aço inoxidável

Folhas

• Chapas de aço inoxidável são peças finas e planas de aço, comumente usadas em aplicações que exigem um alto grau de resistência à corrosão e uma superfície lisa e uniforme.
• Normalmente com menos de 6 mm de espessura, essas chapas podem ser laminadas a quente ou a frio, sendo que a laminação a frio oferece melhor qualidade de superfície e resistência.

Placas

• As placas são mais espessas que as folhas. Elas são projetadas para aplicações industriais mais pesadas.
• As placas geralmente são mais espessas do que 6 mm e oferecem resistência superior para aplicações de suporte de carga.

Bobinas

• Bobinas de aço inoxidável são tiras longas e contínuas de aço enroladas em forma de bobina para facilitar o transporte e o armazenamento.
• As bobinas podem ser laminadas a quente ou a frio. Elas vêm em uma variedade de larguras e espessuras.

Barras

• As barras têm vários formatos, como redondo, quadrado e hexagonal. 
• Eles são usados em uma ampla gama de aplicações industriais e de construção.
• As barras oferecem versatilidade em forma e são frequentemente usadas quando propriedades mecânicas ou formatos específicos são necessários.

Fios

• Fios de aço inoxidável são fios longos e finos de aço. Eles são tipicamente usados em aplicações que exigem flexibilidade e resistência à tração.
• Fortalece o material e melhora seu acabamento superficial.

Tubos

• Tubos de aço inoxidável são tubos ocos usados para transportar líquidos, gases ou outros materiais.
• Disponíveis em vários tamanhos, os tubos são normalmente fabricados por soldagem ou métodos sem costura, dependendo da aplicação.

Tubos

• Semelhantes aos tubos, mas geralmente mais finos e usados em aplicações mais precisas ou de menor escala.
• Os tubos são frequentemente sem costura ou soldados. Eles têm vários formatos, como redondo, quadrado ou retangular.

Folhas

• Chapas de aço inoxidável extremamente finas. Geralmente usadas para aplicações especializadas.
• Normalmente com menos de 0,15 mm de espessura, as folhas são usadas em ambientes precisos e de alto desempenho.

Seções Estruturais

• Seções estruturais de aço inoxidável incluem vigas, ângulos e canais. Elas são usadas em projetos de construção e infraestrutura.
• Essas seções fornecem resistência à carga e são fabricadas por meio de processos de laminação a quente.

Quanto tempo leva para fabricar aço inoxidável?

Normalmente, leva de 8 a 12 horas para produzir aço inoxidável em um forno elétrico a arco. Esse tempo inclui a fusão das matérias-primas e etapas adicionais como descarbonetação, fundição e conformação. No entanto, processamentos adicionais como tratamento térmico, laminação e acabamento podem estender o tempo geral de produção.

O que torna o aço inoxidável caro?

O aço inoxidável é caro porque contém elementos de liga de alto custo, como cromo, níquel e, às vezes, molibdênio. Além disso, o processo de produção que consome muita energia, como fusão e refino, aumenta o custo. A necessidade de controle de qualidade rigoroso e processos de acabamento, como polimento ou recozimento, também aumentam o preço.

De onde vem a maior parte do aço inoxidável?

Os maiores produtores incluem a China, que responde por mais da metade da produção mundial de aço inoxidável. Outros grandes produtores incluem Índia, Japão, Coreia do Sul e alguns países europeus como a Alemanha.

Resumo

Garantir o controle de qualidade na produção de aço inoxidável é essencial para garantir que o material atenda aos padrões exigidos. Ajuda a manter a resistência do aço, resistência à corrosão e durabilidade. 

No Steel Pro Group, temos orgulho de oferecer uma ampla seleção de produtos de aço inoxidável de alta qualidade, incluindo chapas, barras, bobinas e soluções personalizadas adaptadas às suas necessidades. Teremos prazer em ajudá-lo — sinta-se à vontade para visite nosso site ou entre em contato conosco para mais detalhes ou um orçamento personalizado.