Aço Maraging 350: Propriedades e Principais Aplicações

O Aço Maraging 350 (C350) é um aço de alta resistência e baixo carbono, conhecido por suas propriedades mecânicas excepcionais e características metalúrgicas únicas. Classificado como um aço maraging, consiste principalmente de ferro com adições significativas de níquel (até 18%), cobalto e molibdênio. Esses elementos de liga aumentam sua resistência, tenacidade e resistência à deformação, tornando-o adequado para aplicações exigentes em várias indústrias.

Visão Geral Abrangente

O Aço Maraging 350 é particularmente notado por sua capacidade de alcançar altos níveis de resistência por meio de um processo conhecido como envelhecimento, que envolve tratamento térmico que precipita compostos intermetálicos. Este grau de aço exibe uma resistência ao escoamento de aproximadamente 2.400 MPa (348.000 psi) e uma resistência à tração de cerca de 2.500 MPa (362.500 psi), tornando-o um dos aços mais fortes disponíveis. Seu baixo teor de carbonos minimiza o risco de fragilidade, enquanto o teor de níquel contribui para sua tenacidade e ductilidade.

Vantagens:
- Alta Relação Resistência-Peso: Ideal para aplicações onde a economia de peso é crítica.
- Excelente Ductilidade e Tenacidade: Permite formas e contornos complexos sem rachaduras.
- Boa Soldabilidade: Pode ser soldado usando técnicas padrão, embora o pré-aquecimento seja frequentemente recomendado.

Limitações:
- Custo: Geralmente mais caro do que aços convencionais devido a elementos de liga e processamento.
- Resistência à Corrosão: Embora tenha resistência razoável, não é tão resistente à corrosão quanto os aços inoxidáveis.
- sensibilidade ao Tratamento Térmico: Requer controle preciso durante o tratamento térmico para alcançar as propriedades desejadas.

Historicamente, os aços maraging têm sido usados na indústria aeroespacial, ferramentas e aplicações de alto desempenho, estabelecendo uma forte posição no mercado devido às suas propriedades únicas.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Grau	País/Região de Origem	Notas/Observações
UNS	S35000	EUA	Equivalente mais próximo do AISI 300M
AISI/SAE	350	EUA	Aço maraging de alto desempenho
ASTM	A203	EUA	Usado para vasos de pressão
EN	1.6350	Europa	Propriedades semelhantes ao C350
JIS	SCMN 350	Japão	Diferenças composicionais menores

A tabela acima descreve vários padrões e designações equivalentes para o Aço Maraging 350. Notavelmente, embora esses graus possam exibir propriedades mecânicas semelhantes, diferenças sutis na composição podem afetar o desempenho, particularmente em aplicações específicas, como aeroespacial ou ferramentas.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
Fe (Ferro)	Equilíbrio
Ni (Níquel)	15.0 - 18.0
Co (Cobalto)	4.0 - 5.0
Mo (Molibdênio)	3.0 - 4.0
Ti (Titânio)	0.1 - 0.3
C (Carbono)	0.03 max

Os principais elementos de liga no Aço Maraging 350 desempenham papéis cruciais na definição de suas propriedades:
- Níquel: Aumenta a tenacidade e a resistência, contribuindo para a ductilidade geral do aço.
- Cobalto: Melhora a endurecibilidade e a resistência a temperaturas elevadas.
- Molibdênio: Aumenta a resistência e a resistência ao amolecimento durante o tratamento térmico.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor/Intervalo Típico (Unidades Métricas - SI)	Valor/Intervalo Típico (Unidades Imperiais)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Resfriado e Temperado	2.500 MPa	362.500 psi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (0.2% offset)	Resfriado e Temperado	2.400 MPa	348.000 psi	ASTM E8
Alongamento	Resfriado e Temperado	10%	10%	ASTM E8
Redução de Área	Resfriado e Temperado	50%	50%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Resfriado e Temperado	40 - 45 HRC	40 - 45 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto (Charpy)	-40°C	50 J	37 ft-lbf	ASTM E23

As propriedades mecânicas do Aço Maraging 350 tornam-no particularmente adequado para aplicações que exigem alta resistência e tenacidade. Sua alta resistência ao escoamento e à tração permite que suporte cargas mecânicas significativas, enquanto seu alongamento e redução de área indicam boa ductilidade, tornando-o ideal para formas e contornos complexos.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Unidades Métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiais)
Densidade	Temperatura Ambiente	8,0 g/cm³	0,289 lb/in³
Ponto/M faixa de Fusão	-	1.400 - 1.500 °C	2.552 - 2.732 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	20 W/m·K	13,1 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Térmica Específica	Temperatura Ambiente	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0,7 µΩ·m	0,0000013 Ω·in

As propriedades físicas do Aço Maraging 350, como sua densidade e condutividade térmica, são significativas para aplicações onde o peso e a dissipação de calor são críticos. Seu ponto de fusão relativamente alto permite que mantenha a integridade estrutural em temperaturas elevadas.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Avaliação de Resistência	Notas
Cloretos	3-5%	25°C/77°F	Razoável	Risco de corrosão por pites
Ácido Sulfúrico	10%	25°C/77°F	Pobre	Não recomendado
Água do Mar	-	25°C/77°F	Boa	Resistência moderada

O Aço Maraging 350 exibe resistência moderada à corrosão, particularmente em ambientes com cloretos, onde pode ser suscetível a pites. Comparado aos aços inoxidáveis, não apresenta um desempenho tão bom em condições ácidas, tornando-o menos adequado para aplicações em ambientes altamente corrosivos.

Quando comparado a outros graus de aço, como o aço inoxidável 304, o Aço Maraging 350 pode oferecer propriedades mecânicas superiores, mas às custas da resistência à corrosão. Essa troca é crucial ao selecionar materiais para aplicações específicas.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temperatura Máxima de Serviço Contínuo	300 °C	572 °F	Adequado para aplicações de alta temperatura
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	400 °C	752 °F	Apenas exposição a curto prazo
Temperatura de Escamação	600 °C	1.112 °F	Risco de oxidação nessa temperatura

O Aço Maraging 350 mantém sua resistência e tenacidade em temperaturas elevadas, tornando-o adequado para aplicações que experimentam ciclagem térmica. No entanto, a exposição prolongada a temperaturas acima de 300 °C pode levar à oxidação e degradação das propriedades mecânicas.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendada (Classificação AWS)	Gás/Fulcro de Proteção Típico	Notas
TIG	ERNiCrMo-3	Argônio	Pré-aquecimento recomendado
MIG	ERNiCrMo-3	Argônio/CO2	Tratamento térmico pós-soldagem recomendado

O Aço Maraging 350 é geralmente soldável usando processos padrão como TIG e MIG. No entanto, o pré-aquecimento é frequentemente recomendado para evitar rachaduras, e o tratamento térmico pós-soldagem é essencial para restaurar as propriedades mecânicas desejadas.

Maquinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço Maraging 350	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice de Maquinabilidade Relativo	50	100	Requer ferramentas de carboneto
Velocidade de Corte Típica (Usinagem)	30 m/min	60 m/min	Use fluido de corte para reduzir o calor

O Aço Maraging 350 possui maquinabilidade moderada, exigindo ferramentas de carboneto e velocidades de corte apropriadas para obter resultados ideais. Atenção cuidadosa ao resfriamento é necessária para evitar a endurecimento do trabalho.

Conformabilidade

O Aço Maraging 350 exibe boa conformabilidade, permitindo processos de conformação a frio e a quente. No entanto, devido à sua alta resistência, raios de curvatura maiores são recomendados para evitar rachaduras durante as operações de conformação.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Propósito Principal / Resultado Esperado
Tratamento de Solução	820 - 850 °C / 1.508 - 1.562 °F	1 - 2 horas	Ar ou Óleo	Dissolver precipitados
Envelhecimento	480 - 500 °C / 896 - 932 °F	4 - 8 horas	Ar	Endurecimento por precipitação

Os processos de tratamento térmico para o Aço Maraging 350 envolvem tratamento de solução seguido de envelhecimento. Esses processos levam a uma fina distribuição de compostos intermetálicos, melhorando significativamente a resistência e a tenacidade do material.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sectores	Exemplo de Aplicação Específica	Propriedades Chave do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Aeroespacial	Componentes de aeronaves	Alta resistência, baixo peso	Crítico para desempenho
Ferramentaria	Moldes e matrizes	Tenacidade, resistência ao desgaste	Duração em condições adversas
Automotivo	Peças de alto desempenho	Força, ductilidade	Segurança e desempenho

Outras aplicações incluem:
- Equipamentos Esportivos: Usado em equipamentos de alto desempenho devido à sua relação resistência-peso.
- Militar: Componentes em sistemas de defesa onde a confiabilidade é primordial.

O Aço Maraging 350 é escolhido para aplicações que exigem excepcional resistência e tenacidade, particularmente onde a economia de peso é essencial, como na aeroespacial e em componentes automotivos de alto desempenho.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	Aço Maraging 350	Aço AISI 4340	Aço Inoxidável 304	Nota Breve sobre Prós/Contras ou Troca
Propriedade Mecânica Chave	Alta resistência	Boa tenacidade	Força moderada	C350 se destaca na resistência
Aspecto Corrosivo Chave	Razoável	Pobre	Excelente	C350 menos adequado para ambientes corrosivos
Soldabilidade	Boa	Razoável	Excelente	C350 requer tratamento pré/pós-soldagem
Maquinabilidade	Moderada	Boa	Excelente	C350 precisa de ferramentas de carboneto
Conformabilidade	Boa	Razoável	Excelente	C350 requer raios de curvatura maiores
Custo Aproximado Relativo	Alto	Moderado	Moderado	C350 é mais caro
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	C350 é menos comum

Ao selecionar o Aço Maraging 350, as considerações incluem seu alto custo e disponibilidade moderada em comparação com graus mais comuns, como o AISI 4340 ou o aço inoxidável 304. No entanto, suas propriedades únicas o tornam inestimável para aplicações onde o desempenho é crítico.

Em resumo, o Aço Maraging 350 se destaca por suas propriedades mecânicas excepcionais, tornando-o uma escolha preferida em aplicações de alto desempenho. Sua combinação única de resistência, tenacidade e soldabilidade, juntamente com suas exigências específicas de tratamento térmico, o posiciona como material de escolha para engenheiros e projetistas em indústrias exigentes.