Aço N690: Visão Geral das Propriedades e Principais Aplicações

Aço N690, também conhecido como Bohler N690, é um aço inoxidável de alto desempenho que se enquadra na categoria dos aços inoxidáveis martensíticos. Esta classificação de aço é principalmente liga de cromo, molibdênio e vanádio, que melhoram significativamente sua dureza, resistência à corrosão e propriedades mecânicas gerais. O N690 é particularmente conhecido por sua excelente retenção de fio e resistência ao desgaste, tornando-se uma escolha popular na fabricação de facas e ferramentas de corte de alta qualidade.

Visão Geral Abrangente

O aço N690 é classificado como um aço inoxidável martensítico, que se caracteriza por seu alto teor de carbono e a capacidade de ser temperado através do tratamento térmico. Os principais elementos de liga no N690 incluem:

• Cromo (Cr): Tipicamente em torno de 17%, o que proporciona resistência à corrosão e contribui para a dureza do aço.
• Molibdênio (Mo): Aproximadamente 1,1%, melhorando a resistência ao pitting e à corrosão em fendas.
• Vanádio (V): Cerca de 0,2%, que melhora a resistência ao desgaste e contribui para a estrutura de grão fino.

A combinação desses elementos resulta em um aço que apresenta notável dureza, atingindo tipicamente uma dureza Rockwell de 58-60 HRC após o tratamento térmico adequado.

Vantagens e Limitações

Vantagens (Prós)	Limitações (Contras)
Excelente retenção de fio e resistência ao desgaste	Mais difícil de usinar em comparação com aços de liga inferior
Boa resistência à corrosão, adequada para vários ambientes	Pode ser suscetível à fragilidade se não for tratado termicamente corretamente
Alta dureza e resistência, tornando-o ideal para ferramentas de corte	Exige manuseio cuidadoso para evitar lascas ou trincas
Retém bem o fio, tornando-o popular em aplicações de facas	Ductilidade limitada em comparação com aços inoxidáveis austeníticos

O aço N690 encontrou seu nicho no mercado, particularmente na indústria de fabricação de facas, onde suas propriedades são altamente valorizadas. Sua importância histórica está ligada ao seu desenvolvimento pela Bohler, uma empresa conhecida por produzir aços de ferramentas de alta qualidade, que estabeleceu o N690 como um padrão de desempenho em várias aplicações.

Nomens Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Normativa	Designação/Classificação	País/Região de Origem	Notas/Observações
UNS	S69030	EUA	Equivalente mais próximo ao N690
AISI/SAE	440C	EUA	Diferanças composicionais menores; 440C tem maior teor de carbono
ASTM	A276	EUA	Especificação geral para barras de aço inoxidável
EN	1.4528	Europa	Classe equivalente nos padrões europeus
JIS	SUS440C	Japão	Propriedades similares, mas resposta ao tratamento térmico diferente

Embora o N690 seja frequentemente comparado ao 440C, é importante notar que o maior teor de cromo no N690 proporciona melhor resistência à corrosão, enquanto o 440C pode oferecer ligeiramente maior dureza devido ao seu teor de carbono. Essa distinção pode influenciar a seleção do aço para aplicações específicas, particularmente em ambientes onde a resistência à corrosão é crítica.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa Percentual (%)
Carbono (C)	0,90 - 1,00
Cromo (Cr)	16,0 - 17,0
Molibdênio (Mo)	1,0 - 1,2
Vanádio (V)	0,1 - 0,3
Manganês (Mn)	0,5 - 1,0
Silício (Si)	0,5 máx
Fósforo (P)	0,03 máx
Enxofre (S)	0,03 máx

O papel principal dos elementos de liga chave no aço N690 é o seguinte:

• Cromo: Melhora a resistência à corrosão e a dureza.
• Molibdênio: Melhora a resistência a pitting e melhora a tenacidade geral.
• Vanádio: Contribui para a resistência ao desgaste e ajuda a refinar a estrutura do grão, levando a propriedades mecânicas melhoradas.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura de Teste	Valor Típico/Faixa (Unidades Métricas - SI)	Valor Típico/Faixa (Unidades Imperiais)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Temperado e Revenido	Temperatura Ambiente	1000 - 1100 MPa	145 - 160 ksi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (offset de 0,2%)	Temperado e Revenido	Temperatura Ambiente	800 - 900 MPa	116 - 130 ksi	ASTM E8
Elongação	Temperado e Revenido	Temperatura Ambiente	12 - 15%	12 - 15%	ASTM E8
Dureza	Temperado e Revenido	Temperatura Ambiente	58 - 60 HRC	58 - 60 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Temperado e Revenido	-20 °C	30 - 40 J	22 - 30 ft-lbf	ASTM E23

A combinação de alta resistência à tração e escoamento, junto com boa dureza, torna o aço N690 adequado para aplicações que requerem alta carga mecânica e integridade estrutural. Sua capacidade de manter essas propriedades sob várias condições é crítica para ferramentas e componentes submetidos a desgaste e impacto.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Unidades Métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiais)
Densidade	-	7,8 g/cm³	0,282 lb/in³
Ponto de Fusão/Intervalo	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Condutividade Térmica	20 °C	25 W/m·K	14,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Calorífica Específica	20 °C	500 J/kg·K	0,119 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	20 °C	0,75 μΩ·m	0,0013 Ω·in

A importância prática das propriedades físicas do N690 é evidente em suas aplicações. Por exemplo, sua alta densidade contribui para o peso e equilíbrio de facas, enquanto sua condutividade térmica permite uma dissipação eficaz de calor durante operações de corte. O ponto de fusão indica sua adequação para aplicações em altas temperaturas, embora seja necessário ter cuidado para evitar superaquecimento durante o processamento.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Avaliando Resistência	Notas
Cloretos	3-10	20-60 °C / 68-140 °F	Boa	Risco de corrosão por pitting
Ácidos (Sulfúrico)	10-30	20-40 °C / 68-104 °F	Regular	Susceptível à SCC
Soluções Alcalinas	5-20	20-60 °C / 68-140 °F	Boa	Resistência limitada
Condições Atmosféricas	-	-	Excelente	Bom para aplicações externas

O aço N690 exibe boa resistência a vários ambientes corrosivos, particularmente em condições atmosféricas e cloretos leves. No entanto, é suscetível à corrosão por pitting em ambientes de alta concentração de cloretos, o que pode ser uma preocupação para aplicações marinhas. Comparado a outros aços inoxidáveis como AISI 440C e 154CM, o N690 oferece resistência à corrosão superior devido ao seu maior teor de cromo, tornando-se uma escolha preferida para aplicações que exigem durabilidade e longevidade.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temperatura Máxima de Serviço Contínuo	300 °C	572 °F	Adequado para aplicações em alta temperatura
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	350 °C	662 °F	Pode suportar exposição de curto prazo a temperaturas superiores
Temperatura de Escamação	600 °C	1112 °F	Começa a perder propriedades mecânicas além desta temperatura

Em temperaturas elevadas, o aço N690 mantém suas propriedades mecânicas até um certo limite. No entanto, a exposição prolongada a altas temperaturas pode levar à oxidação e a uma diminuição da dureza. É essencial considerar esses fatores ao selecionar o N690 para aplicações envolvendo calor.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
TIG	ER 316L	Argônio	Pré-aquecimento recomendado
MIG	ER 308L	Argônio + CO2	Tratamento térmico pós-solda aconselhado
Stick	E308-16	-	Controle cuidadoso da entrada de calor

O aço N690 pode ser soldado usando vários processos, mas requer controle cuidadoso da entrada de calor para evitar trincas. O pré-aquecimento é frequentemente recomendado, e o tratamento térmico pós-solda pode ajudar a aliviar tensões e melhorar a tenacidade. A escolha do metal de adição é crucial para garantir compatibilidade e manter a resistência à corrosão.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço N690	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice de Usinabilidade Relativo	50%	100%	Mais difícil de usinar devido à dureza
Velocidade de Corte Típica (Torno)	30-40 m/min	80-100 m/min	Use ferramentas de metal duro para melhores resultados

O aço N690 apresenta desafios na usinagem devido à sua dureza. As condições ideais incluem o uso de ferramentas de metal duro e a manutenção de velocidades de corte mais baixas para evitar desgaste da ferramenta. Resfriamento e lubrificação adequados são essenciais para atingir acabamentos superficiais desejados.

Formabilidade

O aço N690 não é particularmente conhecido por sua formabilidade, pois é um aço duro que pode ser desafiador de moldar. A conformação a frio é possível, mas pode levar ao trabalho endurecido, exigindo controle cuidadoso dos raios de dobramento e dos processos de conformação. A conformação a quente é mais viável, mas as temperaturas devem ser monitoradas para evitar comprometer as propriedades do aço.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Objetivo Principal / Resultado Esperado
Recozimento	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1-2 horas	Ar ou Óleo	Reduzir dureza, melhorar ductilidade
Endurecimento	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 minutos	Óleo ou Água	Aumentar dureza
Revenimento	200 - 600 °C / 392 - 1112 °F	1 hora	Ar	Reduzir fragilidade, aumentar tenacidade

O processo de tratamento térmico para o aço N690 envolve tempera e revenimento para alcançar a dureza e tenacidade desejadas. Durante a têmpera, o aço é resfriado rapidamente para travar a estrutura martensítica, enquanto o revenimento ajuda a aliviar tensões internas e melhorar a ductilidade. Compreender essas transformações é crucial para otimizar o desempenho do aço em várias aplicações.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Fabricação de Facas	Facas de cozinha de alta qualidade	Excelente retenção de fio, resistência à corrosão	Ideal para aplicações culinárias
Fabricação de Ferramentas	Ferramentas de corte	Alta dureza, resistência ao desgaste	Essencial para durabilidade
Instrumentos Médicos	Ferramentas cirúrgicas	Resistência à corrosão, resistência	Requisitos de segurança e higiene
Aeroespacial	Componentes em motores de aviões	Alta relação resistência/peso, resistência ao calor	Crítico para o desempenho

O aço N690 é amplamente utilizado em indústrias que exigem materiais de alto desempenho. Sua excelente retenção de fio o torna um favorito entre os fabricantes de facas, enquanto sua resistência e resistência à corrosão são vitais para instrumentos cirúrgicos e componentes aeroespaciais.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	Aço N690	440C	154CM	Nota Breve sobre Prós/Contras ou Trade-off
Propriedade Mecânica Chave	Alta dureza	Alta dureza	Dureza moderada	N690 oferece melhor resistência à corrosão do que 440C
Aspecto de Corrosão Chave	Boa	Regular	Boa	N690 é superior em ambientes ricos em cloretos
Soldabilidade	Moderada	Pobre	Moderada	N690 requer técnicas de soldagem cuidadosas
Usinabilidade	Desafiador	Moderada	Boa	N690 é mais difícil de usinar do que 154CM
Formabilidade	Limitada	Moderada	Boa	N690 é menos moldável do que 154CM
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Baixo	Moderado	N690 é geralmente mais caro devido aos elementos de liga
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Moderada	N690 pode ser menos disponível do que 440C

Ao selecionar o aço N690, considerações incluem a sua relação custo-benefício, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação. Embora possa ser mais caro do que algumas alternativas, suas propriedades superiores muitas vezes justificam o investimento, particularmente em aplicações de alto desempenho. Além disso, suas propriedades magnéticas são mínimas, tornando-o adequado para aplicações onde a interferência magnética é uma preocupação.

Em resumo, o aço N690 é um material versátil e de alto desempenho que se destaca em várias aplicações, particularmente onde dureza, resistência à corrosão e retenção de fio são críticos. Compreender suas propriedades, vantagens e limitações é essencial para tomar decisões informadas na seleção de materiais.