Aço Inoxidável 402: Propriedades e Principais Aplicações

O aço inoxidável 402 é classificado como um aço inoxidável austenítico, conhecido principalmente por seu alto teor de cromo e níquel. Este grau é caracterizado por sua excelente resistência à corrosão, boa formabilidade e alta resistência, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações em indústrias como automotiva, aeroespacial e processamento de alimentos. Os principais elementos de liga no aço inoxidável 402 incluem cromo (Cr), níquel (Ni) e ferro (Fe), com o cromo sendo o mais significativo para aumentar a resistência à corrosão e o níquel contribuindo para sua tenacidade e ductilidade.

Visão Geral Abrangente

As características mais significativas do aço inoxidável 402 incluem sua alta resistência à oxidação e corrosão, particularmente em ambientes levemente corrosivos. Ele também apresenta boas propriedades mecânicas, incluindo resistência e ductilidade, que são essenciais para aplicações estruturais. No entanto, é importante observar que, embora o aço inoxidável 402 ofereça muitas vantagens, ele também possui limitações. Por exemplo, pode não ter um desempenho tão bom em ambientes altamente ácidos ou ricos em cloretos em comparação com outros graus de aço inoxidável, como 304 ou 316.

Vantagens:
- Excelente resistência à corrosão em ambientes brandos
- Boas propriedades mecânicas, incluindo resistência e ductilidade
- Resistência a altas temperaturas

Limitações:
- Desempenho reduzido em ambientes altamente ácidos ou ricos em cloretos
- Menor soldabilidade em comparação com alguns outros graus de aço inoxidável

Historicamente, o aço inoxidável 402 tem sido utilizado em aplicações onde uma combinação de resistência e resistência à corrosão é necessária, como na fabricação de componentes automotivos e equipamentos industriais. Sua posição no mercado é forte, particularmente em setores que priorizam durabilidade e resistência ao desgaste.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Grau	País/Região de Origem	Anotações/Observações
UNS	S40200	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 402
AISI/SAE	402	EUA	Diferenças composicionais menores a serem observadas
ASTM	A240	EUA	Especificação padrão para placas de aço inoxidável
EN	1.4006	Europa	Grau equivalente em normas europeias
JIS	SUS 402	Japão	Propriedades similares com variações leves

A tabela acima destaca os vários padrões e designações associados ao aço inoxidável 402. Notavelmente, enquanto graus como AISI 304 e 316 são mais comumente usados, o 402 oferece vantagens específicas em certas aplicações, particularmente onde uma resistência à corrosão moderada é suficiente.

Propriedades Principais

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Intervalo de Percentagem (%)
Cr (Cromo)	11.5 - 13.5
Ni (Níquel)	0.5 - 2.0
Fe (Ferro)	Equilíbrio
C (Carbono)	0.03 máximo
Mn (Manganês)	1.0 máximo
Si (Silício)	1.0 máximo

O papel principal do cromo no aço inoxidável 402 é aumentar sua resistência à corrosão, enquanto o níquel contribui para sua tenacidade e ductilidade. O baixo teor de carbono ajuda a prevenir a precipitação de carbonetos, o que pode levar à corrosão intergranular. Manganês e silício são incluídos para melhorar a resistência geral e a trabalhabilidade do aço.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura de Teste	Valor Típico/Intervalo (Métrico)	Valor Típico/Intervalo (Imperial)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	Temperatura Ambiente	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (0.2% desvio)	Recozido	Temperatura Ambiente	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recozido	Temperatura Ambiente	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Dureza (Rockwell B)	Recozido	Temperatura Ambiente	80 - 90 HRB	80 - 90 HRB	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Recozido	-20°C (-4°F)	40 J	29.5 ft-lbf	ASTM E23

As propriedades mecânicas do aço inoxidável 402 o tornam adequado para aplicações que requerem boa resistência e ductilidade. Sua resistência à tração e resistência ao escoamento indicam que pode suportar cargas significativas, enquanto sua porcentagem de alongamento mostra que pode ser deformado sem quebrar, o que é crucial para processos de conformação.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	Temperatura Ambiente	7.8 g/cm³	0.282 lb/in³
Ponto de Fusão	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	25 W/m·K	14.5 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0.73 µΩ·m	0.00000073 Ω·m
Coeficiente de Expansão Térmica	Temperatura Ambiente	16.5 x 10⁻⁶/K	9.2 x 10⁻⁶/°F

A densidade e o ponto de fusão do aço inoxidável 402 indicam sua robustez, enquanto sua condutividade térmica e capacidade calorífica específica são importantes para aplicações envolvendo transferência de calor. A resistividade elétrica é relativamente baixa, tornando-o adequado para certas aplicações elétricas.

resistência à corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Avaliação de Resistência	Anotações
Cloretos	3 - 10	20 - 60 / 68 - 140	Razoável	Risco de corrosão por picotamento
Ácido Sulfúrico	10 - 30	20 - 40 / 68 - 104	Pobre	Não recomendado
Ácido Acético	5 - 20	20 - 60 / 68 - 140	Boa	Resistência moderada
Atmosférico	-	-	Excelente	Boa resistência

O aço inoxidável 402 exibe boa resistência à corrosão atmosférica e resistência moderada a certos ácidos. No entanto, é suscetível à corrosão por picotamento em ambientes com cloretos, o que é uma consideração crítica para aplicações em ambientes costeiros ou marinhos. Comparado a graus como 304 e 316, o desempenho do 402 em ambientes altamente corrosivos é notavelmente inferior, particularmente em condições ricas em cloretos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	800 °C	1472 °F	Adequado para altas temperaturas
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	900 °C	1652 °F	Exposição de curto prazo
Temp. de Escamação	1000 °C	1832 °F	Risco de oxidação

Em temperaturas elevadas, o aço inoxidável 402 mantém sua resistência e resistência à oxidação, tornando-o adequado para aplicações que envolvem calor. No entanto, a exposição prolongada a temperaturas acima de 800 °C pode levar à formação de escamas, o que pode comprometer sua integridade estrutural.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Reposição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Anotações
TIG	ER 308L	Argônio	Pré-aquecimento recomendado
MIG	ER 308L	Argônio + mistura de CO2	Tratamento térmico pós-soldagem pode ser necessário

O aço inoxidável 402 pode ser soldado usando técnicas padrão, mas recomenda-se pré-aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem para minimizar o risco de trincas. A escolha do metal de reposição é crucial para garantir compatibilidade e manter a resistência à corrosão.

Maquinabilidade

Parâmetro de Máquinabilidade	Aço Inoxidável 402	AISI 1212	Anotações/Dicas
Índice de Máquinabilidade Relativa	40	100	Requer velocidades de corte mais lentas
Velocidade Típica de Corte (Torneamento)	30 m/min	80 m/min	Use ferramentas de carboneto para melhores resultados

Usar o aço inoxidável 402 pode ser desafiador devido à sua tenacidade. As condições ideais incluem o uso de ferramentas de carboneto e velocidades de corte mais lentas para prevenir o desgaste da ferramenta.

Conformabilidade

O aço inoxidável 402 apresenta boa conformabilidade, tornando-o adequado para processos de conformação a frio e quente. No entanto, é essencial considerar o enrijecimento por trabalho, que pode afetar a ductilidade do material durante as operações de conformação.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Intervalo de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Objetivo Principal / Resultado Esperado
Recozido	1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F	1 - 2 horas	Ar ou água	Aumentar a ductilidade e reduzir a dureza

Processos de tratamento térmico, como recozido, são cruciais para aumentar a ductilidade e reduzir a dureza do aço inoxidável 402. Durante o recozimento, a microestrutura se transforma, levando a propriedades mecânicas melhoradas.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Automotiva	Sistemas de escape	Resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas	Durabilidade e desempenho
Aeroespacial	Componentes de motor	Alta resistência, resistência ao calor	Segurança e confiabilidade
Processamento de Alimentos	Equipamentos e fixações	Resistência à corrosão, facilidade de limpeza	Higiene e conformidade

Outras aplicações incluem:
- Equipamentos de processamento químico
- Ferragens marinhas
- Aplicações arquitetônicas

O aço inoxidável 402 é escolhido para aplicações que requerem um equilíbrio entre resistência e resistência à corrosão, particularmente em ambientes onde se espera exposição à umidade ou agentes corrosivos leves.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Características/Propriedades	Aço Inoxidável 402	Aço Inoxidável 304	Aço Inoxidável 316	Nota Breve de Prós/Contras ou Troca
Propriedade Mecânica Principal	Força moderada	Alta força	Alta força	402 é menos forte que 304 e 316
Aspecto Principal de Corrosão	Razoável em cloretos	Bom em cloretos	Excelente em cloretos	316 oferece superior resistência à corrosão
Soldabilidade	Moderada	Bom	Bom	402 requer mais cuidado na soldagem
Maquinabilidade	Moderada	Bom	Moderada	304 é mais fácil de maquinar
Conformabilidade	Boa	Excelente	Boa	304 tem superior conformabilidade
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Moderado	Mais alto	402 é econômico para aplicações específicas
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	304 e 316 são mais comumente disponíveis

Ao selecionar o aço inoxidável 402, as considerações incluem sua relação custo-benefício, disponibilidade e requisitos de desempenho específicos. Embora pode não ser tão amplamente utilizado quanto 304 ou 316, oferece vantagens únicas em certas aplicações, particularmente onde uma resistência à corrosão moderada e boas propriedades mecânicas são necessárias. A segurança e as propriedades magnéticas também são fatores essenciais, especialmente em indústrias onde materiais não magnéticos são preferidos.

Em resumo, o aço inoxidável 402 é um material versátil que equilibra resistência, resistência à corrosão e custo, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações de engenharia.