316L vs 317L – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Os aços inoxidáveis austeníticos 316L e 317L são seleções comuns onde resistência à corrosão, conformabilidade e soldabilidade são necessárias. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de fabricação frequentemente ponderam as compensações entre o desempenho contra corrosão e o custo do material, bem como considerações para fabricação e serviço a longo prazo em ambientes contendo cloreto ou ácidos. A principal distinção prática entre 316L e 317L é o maior teor de molibdênio e um ligeiro conteúdo diferente de cromo do 317L, que aumenta a resistência à corrosão localizada em detrimento de um custo de material mais alto; é por isso que essas classificações são frequentemente comparadas ao especificar tubulações, vasos, trocadores de calor ou equipamentos sanitários para serviços agressivos.

1. Normas e Designações

Normas e designações comuns onde 316L e 317L aparecem:

• ASTM / ASME: A240 (chapas), A276 (barras), A182 (forjados), etc.
• EN: EN 10088-2 (aços inoxidáveis) e normas de produtos relacionadas.
• JIS: SUS316L, SUS317L (equivalentes da Norma Industrial Japonesa).
• GB/T: As normas chinesas incluem composições e formas de produtos semelhantes.

Tanto 316L quanto 317L são aços inoxidáveis austeníticos (inox, não carbono, liga, ferramenta ou aços HSLA). O sufixo “L” indica baixo carbono (resistência aprimorada à sensibilização durante a soldagem).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A tabela a seguir apresenta faixas de composição típicas (wt%) comumente citadas para 316L e 317L comerciais. Estas são faixas representativas de especificações de produtos comuns; os limites exatos dependem da norma específica e da forma do produto.

Elemento	316L (wt% típico)	317L (wt% típico)
C	≤ 0.03	≤ 0.03
Mn	≤ 2.0	≤ 2.0
Si	≤ 1.0	≤ 1.0
P	≤ 0.045	≤ 0.045
S	≤ 0.03	≤ 0.03
Cr	16.0–18.0	18.0–20.0
Ni	10.0–14.0	11.0–15.0
Mo	2.0–3.0	3.0–4.5
V	— (traço)	— (traço)
Nb (Cb)	— (graus opcionalmente estabilizados)	—
Ti	— (graus opcionalmente estabilizados)	—
B	Traço	Traço
N	≤ 0.10 (traço a pequeno)	≤ 0.10 (traço a pequeno)

Estratégia de liga e efeitos: - O cromo fornece o filme passivo e resistência à corrosão em massa. - O níquel estabiliza a estrutura austenítica e melhora a tenacidade e a conformabilidade. - O molibdênio é o principal elemento que aumenta a resistência à corrosão por picotamento e fendas em ambientes contendo cloreto; o 317L normalmente contém mais Mo do que o 316L. - O baixo carbono (L) reduz o risco de precipitação de carboneto de cromo (sensibilização) na zona afetada pelo calor durante a soldagem.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura: - Tanto 316L quanto 317L são totalmente austeníticos (cúbicos de face centrada) na condição recozida em temperaturas de serviço típicas. - Eles não se transformam em martensita ao resfriar a partir de temperaturas de recozimento e, portanto, não respondem a ciclos de têmpera e revenimento usados para aços ferríticos ou martensíticos.

Resposta ao tratamento térmico: - O recozimento de solução (comumente 1010–1150°C seguido de resfriamento rápido) restaura a ductilidade, dissolve precipitados e retorna a liga a uma condição totalmente austenítica e resistente à corrosão. - Não há endurecimento por tratamento térmico convencional (eles não são endurecíveis por tratamento térmico); a resistência é aumentada apenas por trabalho a frio (endurecimento por deformação). - A sensibilização (precipitação de carboneto de cromo) pode ocorrer na faixa de aproximadamente 450–850°C se o carbono estiver presente; graus de baixo carbono (L) mitigam esse risco. - Adições estabilizadoras (Nb ou Ti, não típicas para 316L/317L padrão) são usadas apenas onde se espera exposição repetida a temperaturas sensibilizadoras; caso contrário, o recozimento de solução mais baixo carbono é a abordagem usual.

4. Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas típicas, recozidas, para 316L e 317L comerciais são amplamente semelhantes; o 317L pode apresentar resistência à tração ligeiramente maior em algumas formas de produto devido à composição. Os valores abaixo são indicativos para material recozido (os reais dependem da forma do produto e da norma).

Propriedade (recozido)	316L (típico)	317L (típico)
Resistência à tração (MPa)	480–620	490–640
Prova de 0.2% / Esforço (MPa)	170–310	170–320
Alongamento (A%)	≥ 40% (depende da espessura)	≥ 40% (depende da espessura)
Tenacidade ao impacto (Charpy)	Boa, mantém tenacidade em T baixa	Boa, semelhante ao 316L
Dureza (HB ou HRB)	Moderada (recozido)	Moderada (recozido)

Interpretação: - Ambas as classificações são dúcteis e tenazes na condição recozida. As diferenças nas propriedades mecânicas são pequenas para formas de produto comuns; qualquer modesta aumento na resistência do 317L vem principalmente do maior teor de liga (Mo e às vezes Cr/Ni), não de mecanismos tratáveis termicamente. - Para aplicações onde maior resistência ao escoamento é necessária, trabalho a frio ou ligas alternativas devem ser consideradas em vez de esperar grandes diferenças entre 316L e 317L.

5. Soldabilidade

Considerações de soldabilidade para ambas as classificações são favoráveis, mas requerem boas práticas: - O baixo carbono minimiza a sensibilização em juntas soldadas, tornando ambas as classificações adequadas para soldagem por fusão sem recozimento pós-solda em muitos casos. - O teor de nitrogênio e níquel ajuda a manter a austenita e a ductilidade no metal de solda. - O molibdênio aumenta a resistência à corrosão, mas não evitará solidificação ou trincas a quente; a seleção do material de enchimento e o controle da entrada de calor são importantes.

Índices de soldabilidade úteis: - Equivalente de carbono (fórmula IIW):
$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Fator de trincas preventivas ($P_{cm}$):
$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - Tanto 316L quanto 317L calculam para baixos equivalentes de carbono em comparação com aços de maior carbono, indicando baixa endurecibilidade e baixo risco de trincas a frio. - O maior Mo do 317L tem pouco efeito adverso na soldabilidade por fusão quando o material de enchimento apropriado (compatível com 317L ou consumíveis compatíveis com 316L/317L) e parâmetros de soldagem são usados. No entanto, a especificação de metal de enchimento compatível para preservar a resistência à corrosão na zona de solda é essencial (ou seja, igualar o teor de molibdênio quando a resistência ao picotamento é crítica). - O recozimento de solução pós-solda não é rotineiramente necessário para essas classificações de baixo carbono, mas em serviços altamente corrosivos ou para seções grossas, o recozimento de solução pode restaurar a resistência total à corrosão.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

Para ligas inoxidáveis, o Número Equivalente de Resistência ao Picotamento (PREN) é um índice útil para resistência ao picotamento por cloreto: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$

• Como o 317L normalmente contém mais molibdênio do que o 316L, seu PREN é mais alto e, portanto, sua resistência ao picotamento e corrosão por fenda em ambientes contendo cloreto é superior.
• O PREN é um índice empírico e mais útil para comparar aços inoxidáveis austeníticos e duplex com microestruturas semelhantes; não deve ser usado isoladamente para prever corrosão geral em todos os ambientes.
• Para aços não inoxidáveis, as estratégias de proteção incluem galvanização, pintura ou revestimentos poliméricos; esses métodos não são relevantes para 316L/317L, pois as ligas dependem da proteção por filme passivo.

Orientação prática: - Use 316L para aplicações químicas gerais e sanitárias onde os níveis de cloreto são moderados. - Use 317L onde o potencial de picotamento por cloreto, corrosão por fenda ou alguns ambientes ácidos (por exemplo, ácido sulfúrico ou fosfórico em certas concentrações) exigem resistência à corrosão localizada aprimorada.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Conformabilidade: Ambas as classificações se formam e são profundas bem na condição recozida devido à estrutura austenítica estável e boa ductilidade.
• Maquinabilidade: Aços inoxidáveis austeníticos são endurecíveis por trabalho; a maquinabilidade é moderada a ruim em comparação com aços carbono. O 317L é ligeiramente mais difícil de usinar em alguns casos devido ao maior teor de liga; use ferramentas afiadas, montagens rígidas e velocidades de corte apropriadas.
• Acabamento de superfície e polimento: Ambos polidos para um bom acabamento; o maior teor de liga do 317L pode exigir etapas de polimento ligeiramente diferentes para alcançar um acabamento espelhado.
• Trabalho a frio: Ambos respondem bem ao trabalho a frio para endurecimento, mas o trabalho a frio aumenta a suscetibilidade à martensita induzida por deformação em austeníticos de menor Ni—menos preocupante com essas classificações de alto Ni.

8. Aplicações Típicas

316L — Usos Típicos	317L — Usos Típicos
Equipamentos de processamento de alimentos e bebidas (tanques, tubulações)	Equipamentos de processo químico que lidam com correntes de cloreto ou ácido mais agressivas
Dispositivos farmacêuticos e médicos (instrumentos cirúrgicos, implantes—onde especificado)	Scrubbers de controle de poluição, desulfurização de gases de combustão onde maior resistência ao picotamento é necessária
Conexões marinhas, condensadores de água do mar (exposição moderada ao cloreto)	Trocadores de calor e tubulações em correntes de processo contendo cloreto
Trocadores de calor, condensadores e acabamentos arquitetônicos	Componentes onde a resistência a fendas/picotamento é uma prioridade (por exemplo, sistemas de salmoura)

Racional de seleção: - Escolha 316L para ampla resistência à corrosão a um custo mais baixo e aquisição mais fácil para serviço geral. - Escolha 317L quando o ambiente de serviço incluir maior concentração de cloreto, fendas ou risco de corrosão localizada que justifique o custo incremental.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo: O 317L é tipicamente mais caro do que o 316L devido ao maior teor de molibdênio e à composição ligeiramente mais alta de níquel/cromo; os preços variam com os mercados de metais de commodities e formas (chapas, placas, barras, tubos).
• Disponibilidade: O 316L é uma das classificações de aço inoxidável austenítico mais amplamente disponíveis em uma gama completa de formas e acabamentos de produtos. O 317L está comumente disponível, mas menos onipresente em formas especiais e pode ter prazos de entrega mais longos para certas formas ou acabamentos de produtos.
• Conselho de aquisição: Para itens padrão de alto volume, o 316L geralmente será a escolha econômica; para equipamentos de processo projetados onde a corrosão localizada é um modo de falha, especifique 317L e planeje um tempo de aquisição mais longo e um orçamento de material mais alto.

10. Resumo e Recomendação

Critério	316L	317L
Soldabilidade	Excelente (baixo C)	Excelente (baixo C), seleção de metal de enchimento recomendada
Resistência – Tenacidade	Semelhante, ambos dúcteis e tenazes	Semelhante, resistência ligeiramente maior possível
Resistência à corrosão localizada (picotamento/fenda)	Boa	Melhor (maior Mo → maior PREN)
Custo	Mais baixo	Mais alto
Disponibilidade	Muito alta	Alta, mas ligeiramente menos onipresente

Recomendação: - Escolha 316L se você precisar de um aço inoxidável austenítico robusto, econômico e altamente soldável para resistência geral à corrosão, aplicações sanitárias ou componentes marinhos onde a exposição ao cloreto é moderada. - Escolha 317L se o projeto deve resistir ao picotamento ou corrosão por fenda em serviços mais agressivos contendo cloreto ou ácidos, ou onde o aumento marginal no custo do material é justificado pela redução de manutenção e maior vida útil.

Nota final: Especifique limites de composição reais e requisitos mecânicos referenciando a norma aplicável (ASTM, EN, JIS, GB) e a forma do produto (placa, tubo, barra). Onde a corrosão localizada é um modo de falha crítico, realize testes de corrosão específicos para a aplicação ou consulte engenheiros de corrosão para validar a escolha da classificação, acabamento de superfície e procedimento de solda.