Aço inoxidável: desenvolvimento, características, usos e exigências

No seu estudo sobre aço inoxidável, disponível online36, Teecherani (2008) a- firma que é comum historicamente entender que os aços inoxidáveis foram desco- bertos por acaso. Em 1912, o inglês Harry Brearly estudava uma liga Fe-Cr (13%) e justamente quando tentava fazer algumas observações metalográficas, verificou que

36 _{Disponível em: http://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/Aco_Inox/body_aco_inox.html.} Acesso em 20/11/2008.

a liga fabricada resistia à maior parte dos reagentes que se utilizavam na época em metalografia. E foi o próprio Brearly que deu o nome à liga, chamando-a de stainless steel que traduzindo para o português quer dizer aço que não mancha.

Um ano mais tarde, na Alemanha, Eduard Maurer estudava uma liga Fe-Cr que continha, além dos elementos da liga de Brearly, cerca de 8% de Ni. Como re- sultado, observou que a liga resistiu vários meses a vapores agressivos do laborató- rio no qual trabalhava.

Passados mais de setenta anos, hoje sabe-se que os aços descobertos por eles eram os nossos conhecidos AISI 420 (martensítico) e o AISI 302 (austenítico) respectivamente. Para a época, era difícil entender que aquecendo duas ligas a al- tas temperaturas (1.000 ºC) e resfriando-as rapidamente, obtinham-se duas ligas completamente diferentes, uma com alta dureza (AISI 420) e outra com ótima ducti- lidade (AISI 302). De lá para cá, os aços inoxidáveis muito evoluíram, principalmente em virtude da indústria petrolífera, da aeronáutica, da criogenia e até mesmo devido a Segunda Guerra Mundial.

Isso posto, a expressão aço inoxidável, como é usualmente conhecida, suge- re um material que não se destrói mesmo quando submetido aos mais violentos a- busos. Na verdade, esse tipo de aço não é eterno, mas geralmente tem maior resis- tência à corrosão, quando submetido a determinado meio ou agente agressivo. A- presenta, também, maior resistência à oxidação a altas temperaturas em relação a outras classes de aços, quando, neste caso em particular, recebe a denominação de aço refratário. A resistência à oxidação e corrosão desse aço se deve principalmente à presença do cromo, que a partir de um determinado valor e em contato com o oxi- gênio, permite a formação de uma película finíssima de óxido de cromo sobre a su- perfície do aço, que é impermeável e insolúvel nos meios corrosivos usuais.

Assim sendo, pode definir-se como aço inoxidável, o grupo de ligas ferrosas, resistentes à oxidação e corrosão, que contenham no mínimo 12% de cromo.

Com efeito, os aços inoxidáveis são, basicamente, ligas ferro-cromo. Outros metais atuam como elementos de liga, mas o cromo é o mais importante e sua pre- sença é indispensável para conferir a resistência à corrosão desejada.

Furtado (2006) descreveu e identificou a origem histórica, composição quími- ca e as principais características do aço inoxidável. Além disso, elaborou a classifi- cação dos três tipos de aços, presentes na composição dele: ferríticos, austeníticos e martensíticos, com suas respectivas aplicações e cuidados requeridos no manu- seio. Apresenta em seu estudo, o consumo de aço inox no Brasil e em outros paí- ses.

O aço inoxidável foi desenvolvido no início do século XX e, desde então, vem conquistando importância cada vez maior. Representa uma solução moderna, práti- ca e definitiva para aplicação nos segmentos industriais, comerciais e de serviços. Destaca-se pela resistência à corrosão, propriedades físicas e mecânicas capazes de tornar a relação custo/benefício favorável à sua ampla utilização (AMORIM CO- MERCIAL, 2003).

Como já dito, suas principais características são: resistência à corrosão, tra- balhabilidade (embutimento, estampagem, soldagem e dobramento), versatilidade, beleza, facilidade de limpeza, além de ser 100% reciclável. É obtido por meio da a- dição de elementos ao aço comum, com teor de cromo mínimo, em, aproximada- mente, 11%. Para maior facilidade na especificação e seleção dele, dada a compo- sição química, os processos metalúrgicos de produção e as características gerais, Lacerda (2007) considera que os aços inoxidáveis podem ser Ferríticos, Austeníticos e Martensíticos, conforme explica neste trecho:

Os aços inoxidáveis ferríticos são ligas de ferro-cromo com estrutura crista- lina do tipo cúbica de corpo centrada. O conteúdo de cromo está compreen- dido entre 11 e 30%. Estes aços inoxidáveis são praticamente isentos de níquel, o que os tornam baratos comparados aos austeníticos. Podem con- ter ainda dentre outros elementos de liga a presença de molibdênio, silício, alumínio, titânio e nióbio para a obtenção de certas características.

Recebem esse nome porque são endurecíveis em sua totalidade por trata- mento térmico, além de ser magnéticos e usados na condição de recozido. Confor- me Krysiak et al (1993), “nesta condição, com uma granulação fina, os aços inoxidá- veis ferríticos apresentam condições satisfatórias de ductilidade e tenacidade à tem- peratura ambiente”. São empregados normalmente na fabricação de eletrodomésti- cos, balcões frigoríficos, utensílios de cozinha e em aplicações de alta temperatura.

Os aços inoxidáveis austeníticos são aqueles que se destacam pela resistên- cia à corrosão, soldabilidade e trabalhabilidade a frio. Os aços desse grupo são magnéticos e não são endurecíveis por têmpera. Padilha e Guedes (1994) definem- no como “ligas ferro-cromo-níquel com estrutura cristalina do tipo cúbica de face centrada”. Esses aços são conhecidos pela excelente característica de resistência à corrosão em diversos meios agressivos. Apresentam a combinação de baixo limite de escoamento, alta resistência à tração e bom alongamento, oferecendo excelentes condições para trabalho a frio. (LACERDA, 2007, p. 5)

Os aços austeníticos se destacam na fabricação de vagões de trens e metrôs, garrafas térmicas, talheres, mobiliário urbano e na indústria de papel e celulose, da- das as suas características atenderem às necessidades desses produtos.

Por fim, os aços inoxidáveis martensíticos são aqueles endurecíveis por têm- pera, além de ser magnéticos. Lippold e Kotecki (2005) afirmam que são ligas base- adas no sistema ternário ferro-cromo-carbono. O teor de cromo situa-se na faixa de 11,5 a 18% e o carbono, na maioria dos casos, entre 0,1 a 0,25%, podendo chegar a alguns tipos a até 1,2%”.

Lacerda (2007, p. 8) explica, ainda, que esses aços recebem esta denomina- ção porque apresentam, na temperatura ambiente, uma estrutura predominantemen- te martensítica, proveniente da transformação da austenita mesmo com baixas taxas de resfriamento. São recomendados para aplicações que exijam alta resistência me- cânica, resistência à abrasão, erosão em ambiente seco ou úmido como elementos de turbinas a gás ou vapor, mancais e ferramentas. Em virtude de suas particulari- dades têm grande aplicação na fabricação de facas, lâminas de barbear, bisturis e utensílios odonto-cirúrgicos.

Sobre o consumo do aço inox no Brasil e em outros países, Patrício (2003, p. 12) comenta que a Acesita S.A era a única fabricante de aços inoxidáveis planos da América do Sul. Cumpre destacar que o consumo de aço inox per capita/ano do Brasil é extremamente baixo se comparado com outros países da Europa, da Ásia e mesmo com alguns países das Américas do Norte e do Sul, tais como o México e a Argentina. Enquanto o Brasil tem um consumo per capta anual de 1,2 kg, na Alema-

nha e Coréia do Sul esse mesmo consumo per capta é de 10 kg, na Itália é de 20 kg e Taiwan atinge um consumo per capta de 23,3 kg.

Levando-se em conta esses dados, pode-se afirmar que o Brasil está numa condição extremamente desfavorável se comparada com os maiores consumidores. Já o consumo mundial do aço inox, conforme o mesmo estudo de Patrício (2003), cresce a taxas bem maiores que a de outros materiais. De 1980 a 2002, o cresci- mento global foi de 170% (para 16 milhões de toneladas), em comparação com 25% do aço carbono, 30% do alumínio e 60% de plástico e cobre. No Brasil, que registrou aumento médio de 10% ao ano nos últimos dez anos, o crescimento é maior do que a taxa média mundial, de 6% ao ano.