Aço Inoxidável 307: Propriedades e Principais Aplicações

O aço inoxidável 307 é classificado como um aço inoxidável austenítico, notável pelo seu alto teor de cromo e níquel, que aprimora sua resistência à corrosão e propriedades mecânicas. Este grau é principalmente ligado com aproximadamente 18% de cromo e 8% de níquel, juntamente com pequenas quantidades de manganês, silício e carbono. A presença desses elementos contribui para sua excelente ductilidade, conformabilidade e resistência à oxidação e corrosão.

Visão Geral Abrangente

O aço inoxidável 307 é reconhecido por sua versatilidade e é frequentemente utilizado em ambientes onde a resistência à corrosão é crítica. Sua estrutura austenítica proporciona resistência e dureza superiores a temperaturas elevadas e criogênicas. O alto teor de cromo do liga oferece excelente resistência à oxidação e corrosão, tornando-o adequado para várias aplicações, incluindo processamento de alimentos, manuseio de produtos químicos e ambientes marinhos.

Vantagens:
- Resistência à Corrosão: Excepcional resistência a uma ampla gama de ambientes corrosivos, incluindo soluções ácidas e alcalinas.
- Ductilidade e Conformabilidade: Alta ductilidade permite fácil fabricação e conformação em formas complexas.
- Soldabilidade: Boa soldabilidade torna-o adequado para vários processos de fabricação.

Limitações:
- Custo: O maior conteúdo de liga pode levar a um aumento nos custos dos materiais em comparação com aços de menor grau.
- Dureza ao Trabalho: O material pode endurecer rapidamente, o que pode complicar processos de usinagem.
- Propriedades Magnéticas: Geralmente não magnético, mas pode se tornar ligeiramente magnético quando trabalhado a frio.

Historicamente, o aço inoxidável 307 tem sido uma escolha confiável para aplicações que requerem tanto resistência quanto resistência à corrosão, mantendo uma forte posição no mercado devido às suas propriedades favoráveis.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Grau	País/Região de Origem	Notas/Observações
UNS	S30700	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 304, com pequenas diferenças composicionais.
AISI/SAE	307	EUA	Similar ao 304, mas com maior teor de enxofre para melhor usinabilidade.
ASTM	A240	EUA	Especificação padrão para chapas, folhas e tiras de aço inoxidável cromo e cromo-níquel.
EN	1.4305	Europa	Grau equivalente com propriedades mecânicas ligeiramente diferentes.
JIS	SUS 307	Japão	Norma japonesa com características de resistência à corrosão semelhantes.

As diferenças entre 307 e seus equivalentes, como o AISI 304, residem principalmente no teor de enxofre, que melhora a usinabilidade, mas pode afetar ligeiramente a resistência à corrosão. Compreender essas nuances é crucial para selecionar o grau apropriado para aplicações específicas.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Intervalo de Percentagem (%)
Cr (Cromo)	18.0 - 20.0
Ni (Níquel)	8.0 - 10.0
Mn (Manganês)	2.0 máx
Si (Silício)	1.0 máx
C (Carbono)	0.08 máx
P (Fósforo)	0.045 máx
S (Enxofre)	0.03 - 0.10

Os principais elementos de liga no aço inoxidável 307 incluem cromo, que fornece resistência à corrosão; níquel, que melhora a tenacidade e a ductilidade; e enxofre, que melhora a usinabilidade. O equilíbrio desses elementos contribui para o desempenho geral do aço em várias aplicações.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura de Teste	Valor/T intervalo Típico (Métrico)	Valor/T intervalo Típico (Imperial)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	Temperatura Ambiente	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Resistência de Escoamento (0.2% desvio)	Recozido	Temperatura Ambiente	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Elongação	Recozido	Temperatura Ambiente	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Dureza (Rockwell B)	Recozido	Temperatura Ambiente	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Charpy V-notch	-20°C	40 J	29.5 ft-lbf	ASTM E23

As propriedades mecânicas do aço inoxidável 307 tornam-no adequado para aplicações que requerem alta resistência e ductilidade. Sua resistência à tração e resistência de escoamento indicam sua capacidade de suportar cargas significativas, enquanto sua porcentagem de elongação reflete sua capacidade de deformar-se sem fraturar, tornando-o ideal para aplicações estruturais.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	Temperatura Ambiente	7.93 g/cm³	0.286 lb/in³
Ponto de Fusão/Intervalo	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	16.2 W/m·K	112 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0.72 µΩ·m	0.00000072 Ω·m
Coeficiente de Expansão Térmica	20 - 100 °C	16.0 x 10⁻⁶/K	8.89 x 10⁻⁶/°F

Propriedades físicas chave, como densidade e ponto de fusão, são cruciais para aplicações envolvendo altas temperaturas ou integridade estrutural. A condutividade térmica indica sua capacidade de dissipar calor, o que é importante em aplicações onde o gerenciamento térmico é crítico.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C)	Classificação de Resistência	Notas
Cloretos	3-10	20-60	Boa	Risco de corrosão em pitting.
Ácido Sulfúrico	10-30	20-40	Regular	Susceptível a SCC.
Ácido Clorídrico	5-20	20-60	Pobre	Não recomendado.
Água Do Mar	-	Ambiente	Excelente	Excelente resistência.

O aço inoxidável 307 exibe boa resistência a uma variedade de ambientes corrosivos, particularmente em condições ricas em cloretos. No entanto, é suscetível a trincas de corrosão sob tensão (SCC) na presença de cloretos e deve ser utilizado com cautela em tais ambientes. Comparado ao aço inoxidável 304, o 307 oferece melhor usinabilidade, mas pode ter resistência à corrosão ligeiramente reduzida em certos ambientes ácidos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temperatura Máxima de Serviço Contínuo	870	1600	Adequado para aplicações de alta temperatura.
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	925	1700	Capaz de suportar exposições de curto prazo a temperaturas mais elevadas.
Temperatura de Escamação	600	1112	Risco de escamação acima desta temperatura.

O aço inoxidável 307 mantém suas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas, tornando-o adequado para aplicações envolvendo exposição ao calor. No entanto, a exposição prolongada a temperaturas acima de 600 °C pode levar à escamação e degradação do material.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
TIG	ER308L	Argônio	Bom para seções finas.
MIG	ER308L	Argônio/CO2	Adequado para seções mais grossas.
Eletrodo	E308L	-	Requer controle cuidadoso.

O aço inoxidável 307 é conhecido por sua boa soldabilidade, particularmente com processos TIG e MIG. O tratamento térmico pré-aquecido e o tratamento térmico posterior à soldagem podem ser necessários para evitar trincas e garantir propriedades mecânicas ideais. A seleção cuidadosa dos metais de adição é crucial para manter a resistência à corrosão.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	[Aço Inoxidável 307]	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice Relativo de Usinagem	60%	100%	Requer ferramentas afiadas e refrigerante.
Velocidade de Corte Típica (Torneamento)	30-50 m/min	80-100 m/min	Velocidades mais baixas recomendadas.

O aço inoxidável 307 possui usinabilidade moderada, que pode ser melhorada com o uso de ferramentas e técnicas de corte apropriadas. A tendência de endurecimento ao trabalho pode apresentar desafios, necessitando de controle cuidadoso dos parâmetros de usinagem.

Conformabilidade

O aço inoxidável 307 exibe excelente conformabilidade, permitindo processos de conformação a frio e a quente. Ele pode ser facilmente dobrado e moldado em geometrias complexas, tornando-o adequado para várias aplicações de fabricação. No entanto, deve-se ter cuidado para evitar excesso de endurecimento ao trabalho durante a conformação a frio.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Intervalo de Temperatura (°C)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Principal Propósito / Resultado Esperado
Recozimento	1010 - 1120	1-2 horas	Ar ou Água	Aliviar tensões, melhorar ductilidade.
Tratamento de Solução	1000 - 1100	30 minutos	Resfriamento Rápido	Melhorar a resistência à corrosão.

Processos de tratamento térmico, como recozimento e tratamento de solução, são essenciais para otimizar a microestrutura e as propriedades do aço inoxidável 307. Esses tratamentos melhoram a ductilidade e a resistência à corrosão, tornando o material mais adequado para aplicações exigentes.

Aplicações e Usos Finais Típicos

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Propriedades Chave do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção
Processamento de Alimentos	Equipamentos e contêineres	Resistência à corrosão, facilidade de limpeza	Higiene e durabilidade
Indústria Química	Tanques de armazenamento	Alta resistência, resistência à corrosão	Segurança e longevidade
Marinha	Fixações de barcos	Excelente resistência à água do mar	Durabilidade em ambientes severos
Farmacêutica	Equipamentos de processamento	Não reativo, fácil de esterilizar	Conformidade com padrões

O aço inoxidável 307 é amplamente utilizado em indústrias onde a resistência à corrosão e a higiene são primordiais. Suas propriedades fazem dele uma escolha ideal para equipamentos de processamento de alimentos, tanques de armazenamento químicos e aplicações marinhas.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Maior Perspectiva

Característica/Propriedade	Aço Inoxidável 307	AISI 304	AISI 316	Nota Breve de Pró/Contra ou Compensação
Propriedade Mecânica Chave	Resistência Moderada	Alta Resistência	Alta Resistência	316 oferece melhor resistência à corrosão.
Aspecto Chave da Corrosão	Bom em muitos ambientes	Bom em muitos ambientes	Excelente em cloretos	316 é preferido para aplicações marinhas.
Soldabilidade	Boa	Excelente	Boa	304 é frequentemente mais fácil de soldar.
Usinabilidade	Moderada	Boa	Moderada	304 é mais fácil de usinar.
Conformabilidade	Excelente	Excelente	Boa	Todos os graus são conformáveis, mas variam em facilidade.
Custo Relativo Aproximado	Moderado	Moderado	Mais Alto	316 é mais caro devido ao molibdênio.
Disponibilidade Típica	Comum	Muito Comum	Comum	304 é o mais amplamente disponível.

Ao selecionar o aço inoxidável 307, considerações como custo, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação são cruciais. Embora ofereça um bom equilíbrio de propriedades, alternativas como AISI 304 e AISI 316 podem ser mais adequadas dependendo das condições ambientais específicas e demandas mecânicas. Compreender essas compensações pode orientar engenheiros e designers a fazer escolhas informadas sobre materiais para seus projetos.