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Materiais: fichas e tabelas de consulta

Propriedades, equivalências entre normas e tabelas práticas das ligas que mais aparecem nos nossos projetos. Valores de referência para pré-dimensionamento: no projeto, confirme sempre com a norma vigente e o certificado do material.

Folha07
AssuntoMateriais
Materiais09
UnidadeSI

Especialidade em aço inox

30 anos de projetos em AISI 304

O AISI 304 é a liga mais usada pelos fabricantes da nossa região, principalmente em equipamentos para laticínios. Ele resiste à corrosão, aceita acabamento sanitário e é fácil de soldar e conformar.

Em mais de 30 anos de desenho técnico, acumulamos conhecimento em resistência dos materiais e no comportamento dessa liga em soldas, chapas finas e ciclos térmicos. Esse conhecimento entra no cálculo de cada equipamento. Trabalhamos também com outras ligas, conforme a necessidade do projeto.

História

O aço inoxidável moderno nasceu em 1913, em Sheffield, na Inglaterra, quando Harry Brearley procurava um aço que resistisse ao desgaste de canos de armas e percebeu que uma liga com cerca de 13% de cromo não enferrujava.

AISI 304

Ficha de referência

UNS S30400 · EN 1.4301 · X5CrNi18-10 · JIS SUS304

Aço inoxidável austenítico

Composição química (ASTM A240, % em massa)

Cromo
17,5 a 19,5
Níquel
8,0 a 10,5
Carbono
≤ 0,07
Nitrogênio
≤ 0,10

Propriedades mecânicas mínimas (chapa)

Limite de escoamento
≥ 205 MPa
Resistência à tração
≥ 515 MPa
Alongamento
≥ 40%
Dureza
≤ 201 HB

Propriedades físicas típicas

Densidade
7,93 g/cm³
Módulo de elasticidade
193 GPa
Coef. de Poisson
0,29
Dilatação (0 a 100 °C)
17,3 µm/m·°C
Condutividade térmica
16,2 W/m·K
Tensão admissível ASME
138 MPa

PRFV · plástico reforçado com fibra de vidro

O outro material da casa

São 33 anos de trabalho dentro de fábricas de PRFV. O material é leve, não enferruja e resiste a ácido clorídrico, hipoclorito, cloretos e efluentes que atacam os metais. Em troca, é cerca de 20 vezes menos rígido que o aço, não escoa antes de romper e tem a temperatura limitada pela resina.

  • Densidade: 1,5 a 2,0 g/cm³
  • Módulo: 7 a 25 GPa, conforme o laminado e a direção
  • Resistência à tração: 80 a 400 MPa, da laminação manual ao enrolamento filamentar
  • Projeto: limitado pela deformação do laminado, em torno de 0,1%
Tanque de PRFV de fundo cônico

Comparativo de metais

Oito ligas lado a lado

Valores mínimos de norma para as propriedades mecânicas e valores típicos para as físicas. Role a tabela para o lado no celular.

Ligaσe mín (MPa)σr mín (MPa)Along. (%)ρ (g/cm³)E (GPa)α (µm/m·°C)k (W/m·K)PRENUso típico
AISI 304205515407,9319317,316,2≈ 19Uso geral, laticínios, alimentos
AISI 304L170485407,9319317,316,2≈ 19Chapas grossas com muita solda
AISI 316205515407,9819315,916,3≈ 24Cloretos, salmoura, química
AISI 316L170485407,9819315,916,3≈ 24Cloretos com soldas espessas, farmacêutica
AISI 430205450227,7520010,426,1≈ 17Ferrítico e magnético, acabamentos
Duplex 2205450655257,8220013,719,0≈ 35Alta resistência e meios agressivos
ASTM A36250400207,8520011,751,9—Estruturas pintadas ou galvanizadas
Alumínio 6061-T6240290102,7068,923,6167—Estruturas leves, peças usinadas

Inox: ASTM A240 (chapa). A36: ASTM A36. Alumínio: ASTM B209, chapa T6. PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N, calculado com a composição típica.

Corrosão por pites

O cloreto decide entre 304 e 316

O 304 resiste bem ao leite, ao creme e ao soro. O ponto fraco são os cloretos: sal, salmoura, alguns sanitizantes e água com muito cloreto atacam a camada protetora em pontos isolados e formam pites, pequenos furos que avançam para dentro da chapa.

O molibdênio do 316 aumenta a resistência a esse ataque. Como referência prática para água à temperatura ambiente, costuma-se citar cerca de 200 mg/L de cloretos para o 304 e cerca de 1.000 mg/L para o 316. Temperatura alta, frestas e produto parado reduzem esses limites.

As versões L, com no máximo 0,03% de carbono, reduzem a sensitização: a formação de carbonetos de cromo quando a região da solda passa entre cerca de 450 °C e 850 °C. Em troca, o escoamento mínimo cai de 205 para 170 MPa.

Equivalências entre normas
AISIUNSENDesignação ENJIS
304S304001.4301X5CrNi18-10SUS304
304LS304031.4307X2CrNi18-9SUS304L
316S316001.4401X5CrNiMo17-12-2SUS316
316LS316031.4404X2CrNiMo17-12-2SUS316L
430S430001.4016X6Cr17SUS430
2205S322051.4462X2CrNiMoN22-5-3SUS329J3L

Tubos sanitários

Dimensões, massa e volume por metro

Massa calculada para AISI 304 (7,93 g/cm³). Para tubos de outras ligas ou medidas, use a calculadora de peso.

Padrão OD (ASTM A270)
BitolaØ ext. (mm)Parede (mm)Ø int. (mm)kg/mL/m
1"25,401,6522,100,980,38
1 ½"38,101,6534,801,500,95
2"50,801,6547,502,021,77
2 ½"63,501,6560,202,542,85
3"76,201,6572,903,064,17
4"101,602,1197,385,237,45
Padrão DIN 11850, série 2
DNØ ext. (mm)Parede (mm)Ø int. (mm)kg/mL/m
25291,5261,030,53
32351,5321,250,80
40411,5381,481,13
50531,5501,931,96
65702,0663,393,42
80852,0814,145,15
1001042,01005,087,85

Acabamentos superficiais

Do 2B ao espelhado

AcabamentoComo é obtidoAspecto
2BLaminado a frio, recozido, decapado e com passe leve de acabamentoLiso e fosco
BARecozido em atmosfera controladaBrilhante e refletivo
Nº 4Lixado em uma direçãoEscovado
Nº 8Polido em etapas sucessivasEspelhado

Para superfícies em contato com o produto, a referência sanitária 3-A pede rugosidade Ra de até 0,8 µm (32 µin). Soldas devem ser niveladas e polidas na mesma medida.

Por que não enferruja

O cromo forma na superfície uma camada de óxido com poucos nanômetros de espessura. Se ela é riscada, se refaz sozinha em contato com o oxigênio.

Definição

Pela norma europeia EN 10088, um aço é inoxidável a partir de 10,5% de cromo.

Ímã no inox

O 304 recozido praticamente não é magnético. Depois de dobrado ou repuxado, pode atrair levemente o ímã, sem perder a resistência à corrosão.

Contaminação

Ferramentas e escovas usadas em aço carbono deixam partículas de ferro no inox, que enferrujam na superfície. Separe as ferramentas.

Em dúvida sobre qual liga usar?

A escolha do material entra no memorial, com as tensões admissíveis de cada componente.