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Aços Inoxidáveis 3XX ou aço “Série 300”?

NEM TUDO É O QUE PARECE...

Neste artigo são abordadas, de forma simples e didática, as principais diferenças entre os aços inoxidáveis austeníticos da série 3XX e o aço denominado “Série 300”, suas características técnicas e os riscos da utilização indevida, de forma a orientar o interessado a optar pelo tipo de aço mais indicado para a sua aplicação.

O aço “Série 300” é um inox da série 3XX?

Tem se difundido no mercado brasileiro a denominação comercial de um aço inoxidável “Série 300”, induzindo o consumidor a acreditar que se trata de um aço austenítico da família 3XX, como o conhecido AISI 304. No entanto, trata-se na verdade de um aço da família 2XX! No artigo a seguir abordaremos as principais diferenças entre essas duas famílias, enfatizando composição química e resistência à corrosão, que são atributos essenciais para a correta especificação, para as mais diversas aplicações.

O aço denominado “Série 300” é, na verdade, um aço da família 2XX e não da família 3XX!

A utilização de manganês no lugar do níquel nos aços 2XX tem como único objetivo a redução de preço, mesmo às custas das propriedades do aço inox!

O aço “Série 300” apresenta 2,5% menos cromo (Cr) que o 304, elemento essencial para a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis.

A presença de enxofre e o elevado teor de carbono do aço denominado “Série 300” também contribuem para a redução da sua resistência à corrosão, principalmente corrosão por pites e intergranular.

Famílias 2XX e 3XX. Quais as diferenças?

Os aços inoxidáveis austeníticos tradicionais são compostos basicamente por ferro, cromo e níquel, sendo este último o principal elemento de liga responsável pela estrutura austenítica da família 3XX. Já a família 2XX, também austenítica, possui como principal elemento austenitizante o manganês, que substitui parcial ou quase totalmente o níquel. De uma forma prática temos:

3XX: inox austenítico com alto teor de níquel

2XX: inox austenítico com alto teor de manganês

Na tabela 1 temos um comparativo de composição química entre os principais aços destas duas famílias e também os resultados do aço “Série 300”, importado na forma de tubos.

Tabela 1 - composição química

Nota-se pelos dados acima, uma diferença expressiva entre os teores de Mn e Ni dos aços 304 e 201, ressaltando que o aço “Série 300” também possui elevado teor de manganês.

Por que se utiliza manganês ao invés de níquel?

O manganês é um metal muito abundante em nosso planeta e de fácil obtenção. No entanto, o Manganês não confere aos aços com ele produzidos as mesmas propriedades que o Níquel. Por isso, o Manganês possui valor comercial muito menor do que o níquel; assim, os aços da família 2XX possuem também preços menores e performance inferior aos aços 3XX.

A utilização de manganês no lugar do níquel nos aços 2XX tem como único objetivo a redução de preço, mesmo às custas das propriedades do aço inox!

O aço “Série 300” possui o mesmo desempenho que os aços da série 3XX?

De acordo as análises comparativas e ensaios realizados em tubos inox, os produzidos com os aços “Série 300” não apresentaram o mesmo desempenho que os produzidos com os aços da série 3XX, como o 304. É sabido que o principal elemento de liga que garante resistência à corrosão aos aços inoxidáveis é o cromo (Cr). Conforme análise química na tabela 1, o aço “Série 300” apresenta 2,5% menos Cr que o 304. 

As equações 1 e 2 a seguir demonstram a importância do cromo para os aços inoxidáveis, onde PREN significa número equivalente de resistência à corrosão por pites. Quanto maior for o valor da equação, melhor é a resistência à corrosão.

(1) PREN = %Cr + 3,3xMo% + 16xN
(2) PREN-Mn = %Cr + 3,3xMo% + 30xN - %Mn

Nota-se que o manganês atua como redutor da resistência à corrosão promovida principalmente pelo cromo.

Há outros fatores que também contribuem negativamente para a resistência à corrosão neste material. O enxofre presente no aço “Série 300” se combina com o manganês em abundância, formando sulfetos, que são pontos preferenciais para o início da corrosão por pites. Além disso, teores de carbono mais elevados, comprometem o desempenho em materiais soldados por haver precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão, podendo desencadear corrosão intergranular. Isso reduz substancialmente a resistência à corrosão desses aços, em especial nas regiões afetadas pela solda. O mesmo não ocorre com os aços 3XX, que possuem baixos teores de carbono.

Uma das formas de se avaliar a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis é através da realização de ensaio de névoa salina (ASTM B117). A figura 1 abaixo apresenta o resultado de testes realizados no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo) em tubos inox 304 e 2XX após 1000 h em ensaio de névoa salina (NaCl 5%), onde nota-se claramente corrosão na região soldada no tubo 2XX.


Figura 1 - condição superficial após 1000h de névoa salina

Nem tudo é o que parece

Os aços inoxidáveis denominados “Série 300” não devem ser confundidos com os aços da série 3XX. As análises realizadas demonstraram que se trata na verdade de um aço austenítico com alto teor de manganês, da família 2XX!  Os ensaios de composição química e resistência à corrosão comprovam a superioridade do 304. A substituição pela “Série 300” pode resultar em corrosão e resultados indesejados, manchando ainda o bom desempenho da conhecida família 3XX. Uma falsa economia de custos é gerada face à necessidade posterior de assistência técnica e eventual substituição por um aço mais adequado.

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