Aço Inoxidável 320: Propriedades e Principais Aplicações

O aço inoxidável 320 é classificado como um aço inoxidável austenítico, composto principalmente de ferro, cromo e níquel, com um baixo teor de carbono. Este grau específico contém normalmente cerca de 18% de cromo e 8% de níquel, que contribuem significativamente para sua resistência à corrosão e propriedades mecânicas. O baixo teor de carbono melhora sua soldabilidade e reduz o risco de precipitação de carboneto durante a soldagem, tornando-o adequado para diversas aplicações em indústrias onde alta resistência à corrosão e conformabilidade são essenciais.

Visão Geral Abrangente

O aço inoxidável 320 é conhecido por sua excelente resistência à oxidação e corrosão, particularmente em ambientes de alta temperatura. Sua estrutura austenítica fornece boa ductilidade e tenacidade, tornando-o a escolha preferida para aplicações que exigem tanto resistência quanto flexibilidade. Os principais elementos de liga, cromo e níquel, desempenham papéis cruciais em melhorar a resistência do aço a ambientes corrosivos, enquanto o baixo teor de carbono minimiza o risco de corrosão intergranular.

Vantagens:
- Resistência à Corrosão: Resistência excepcional a uma ampla gama de ambientes corrosivos, incluindo condições ácidas e alcalinas.
- Estabilidade em Altas Temperaturas: Mantém a resistência e resistência à oxidação em temperaturas elevadas.
- Soldabilidade: Baixo teor de carbono permite uma soldagem fácil, sem risco significativo de degradação da solda.

Limitações:
- Custo: Geralmente mais caro do que os aços carbono devido aos elementos de liga.
- Dureza por Trabalho: Pode se tornar duro e quebradiço quando submetido a trabalho a frio extenso, o que pode exigir manuseio cuidadoso durante a fabricação.

Historicamente, o aço inoxidável 320 tem sido utilizado em várias aplicações, particularmente nas indústrias de processamento de alimentos, química e petroquímica, onde suas propriedades únicas são altamente valorizadas. Sua posição no mercado é forte, com uma demanda consistente por seu uso em ambientes que desafiam outros materiais.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Classe	País/Região de Origem	Anotações/Observações
UNS	S32000	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 304 com pequenas diferenças de composição.
AISI/SAE	320	EUA	Semelhante ao 316, mas com diferentes elementos de liga.
ASTM	A240	EUA	Especificação padrão para placas de aço inoxidável.
EN	1.4301	Europa	Equivalente ao AISI 304, mas com diferentes propriedades mecânicas.
JIS	SUS 304	Japão	Relacionados, com resistência à corrosão semelhante.

As sutis diferenças entre esses graus podem afetar significativamente o desempenho em aplicações específicas. Por exemplo, enquanto os aços inoxidáveis 320 e 304 compartilham muitas propriedades, a resistência aprimorada do 320 a certos agentes corrosivos o torna mais adequado para ambientes específicos.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
Fe (Ferro)	Equilíbrio
Cr (Cromo)	18.0 - 20.0
Ni (Níquel)	8.0 - 10.0
C (Carbono)	≤ 0.08
Mn (Manganês)	2.0 - 2.5
Si (Silício)	≤ 1.0

Os principais elementos de liga no aço inoxidável 320 incluem cromo, que melhora a resistência à corrosão e estabilidade à oxidação, e níquel, que contribui para sua tenacidade e ductilidade. O baixo teor de carbono é crucial para manter a soldabilidade do aço e prevenir a precipitação de carbonetos, que pode levar à corrosão intergranular.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor Típico/Faixa (Métrico - Unidades SI)	Valor Típico/Faixa (Unidades Imperiais)	Norma de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	520 - 720 MPa	75 - 104 ksi	ASTM E8
Resistência de Escoamento (offset de 0.2%)	Recozido	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recozido	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Dureza	Recozido	160 - 190 HB	90 - 100 HB	ASTM E10
Força de Impacto	-40°C	40 J	30 ft-lbf	ASTM E23

As propriedades mecânicas do aço inoxidável 320 o tornam 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 alongamento reflete sua capacidade de deformação sem fraturas, tornando-o ideal para aplicações estruturais.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico - Unidades SI)	Valor (Unidades Imperiais)
Densidade	-	7.93 g/cm³	0.286 lb/in³
Ponto de Fusão/Faixa	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Condutividade Térmica	20°C	16 W/m·K	92 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Térmica Específica	20°C	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	20°C	0.73 µΩ·m	0.0000013 Ω·in

A densidade do aço inoxidável 320 indica sua massa substancial, que contribui para sua resistência. Sua condutividade térmica é moderada, tornando-o apropriado para aplicações onde a transferência de calor é necessária, mas não excessiva. A capacidade térmica específica é relativamente alta, permitindo que ele absorva e retenha calor, o que é benéfico em aplicações de alta temperatura.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Classificação de Resistência	Notas
Cloretos	3-10	20-60 / 68-140	Bom	Risco de corrosão por picotamento.
Ácido Sulfúrico	10-30	20-50 / 68-122	Regular	Susceptível a trincas por corrosão sob tensão.
Ácido Acético	5-20	20-60 / 68-140	Bom	Geralmente resistente.
Soluções Alcalinas	5-30	20-60 / 68-140	Excelente	Muito resistente.

O aço inoxidável 320 apresenta excelente resistência a uma variedade de ambientes corrosivos, particularmente em soluções alcalinas e ácidos orgânicos. No entanto, é suscetível à corrosão por picotamento em ambientes com cloretos e a trincas por corrosão sob tensão em ácido sulfúrico. Comparado ao aço inoxidável 316, que tem molibdênio adicionado para maior resistência ao picotamento, o 320 pode não se desempenhar tão bem em ambientes ricos em cloretos, mas oferece melhor resistência em condições alcalinas.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temperatura Máxima de Serviço Contínuo	800	1472	Adequado para aplicações em altas temperaturas.
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	900	1652	Pode suportar exposição de curto prazo a temperaturas mais altas.
Temperatura de Escalonamento	1000	1832	Começa a oxidar significativamente acima desta temperatura.

Em temperaturas elevadas, o aço inoxidável 320 mantém sua resistência e resistência à oxidação, tornando-o adequado para aplicações em ambientes de alta temperatura. No entanto, a exposição prolongada a temperaturas acima de 800 °C (1472 °F) pode levar à oxidação e escalonamento, o que pode comprometer sua integridade estrutural.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendada (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
TIG	ER308L	Argônio	Excelente para seções finas.
MIG	ER308L	Argônio + CO2	Bom para seções mais grossas.
Eletrodo revestido	E308L	-	Adequado para aplicações externas.

O aço inoxidável 320 é altamente soldável devido ao seu baixo teor de carbono, que minimiza o risco de precipitação de carboneto durante a soldagem. O tratamento pré-aquecimento geralmente não é necessário, mas o tratamento térmico pós-soldagem pode ser benéfico para aliviar tensões e melhorar a resistência à corrosão.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço Inoxidável 320	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice Relativo de Usinabilidade	40	100	Mais desafiador para usinar.
Velocidade de Corte Típica (Torneamento)	25 m/min	50 m/min	Utilize ferramentas de carboneto para melhores resultados.

A usinagem do aço inoxidável 320 pode ser mais desafiadora em comparação aos aços carbono devido às suas características de endurecimento por trabalho. É aconselhável usar ferramentas de aço rápida ou de carboneto e manter velocidades de corte adequadas e aplicação de refrigerante para evitar superaquecimento.

Conformabilidade

O aço inoxidável 320 apresenta boa conformabilidade, permitindo processos de conformação a frio e a quente. No entanto, é essencial considerar o efeito de endurecimento por trabalho durante a conformação a frio, que pode exigir força adicional e pode levar à redução da ductilidade. O raio de curvatura mínimo deve ser cuidadosamente calculado para evitar trincas.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Principal Propósito / Resultado Esperado
Recozimento	1000 - 1100 / 1832 - 2012	1 - 2 horas	Ar	Aliviar tensões e melhorar a ductilidade.
Tratamento de Solução	1000 - 1100 / 1832 - 2012	30 minutos	Água	Dissolver carbonetos e melhorar a resistência à corrosão.

Os processos de tratamento térmico, como recozimento e tratamento de solução, são críticos para otimizar a microestrutura do aço inoxidável 320. Esses tratamentos melhoram a ductilidade e resistência à corrosão, dissolvendo carbonetos e aliviando tensões internas.

Aplicações e Usos Finais Típicos

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Propriedades Chave do Aço Utilizadas nessa Aplicação	Motivo da Seleção (Breve)
Processamento de Alimentos	Equipamentos e tubulações	Resistência à corrosão, facilidade de limpeza	Higiene e durabilidade
Processamento Químico	Reatores e tanques de armazenamento	Estabilidade em altas temperaturas, resistência à corrosão	Segurança e longevidade
Petróleo e Gás	Componentes de tubulação	Resistência, soldabilidade e resistência à corrosão	Confiabilidade em ambientes hostis

Outras aplicações incluem:
- Equipamentos farmacêuticos
- Ambientes marinhos
- Estruturas arquitetônicas

A seleção do aço inoxidável 320 para essas aplicações se deve principalmente à sua excelente resistência à corrosão e propriedades mecânicas, que garantem segurança e longevidade em ambientes exigentes.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	Aço Inoxidável 320	Aço Inoxidável AISI 316	Aço Inoxidável AISI 304	Nota breve de Prós/Contras ou Compensação
Propriedade Mecânica Chave	Alta resistência à tração	Excelente resistência à corrosão	Boa ductilidade	O 320 oferece um equilíbrio entre resistência e resistência à corrosão.
Aspecto Chave da Corrosão	Bom em soluções alcalinas	Melhor em ambientes ricos em cloretos	Resistência moderada	O 316 é superior em ambientes ricos em cloretos.
Soldabilidade	Excelente	Bom	Bom	Todos os graus são soldáveis, mas o 320 tem uma vantagem devido ao baixo teor de carbono.
Usinabilidade	Moderada	Boa	Excelente	O 320 é mais difícil de usinar do que o 304 e o 316.
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Mais alto	Mais baixo	O 320 é geralmente mais rentável do que o 316.
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	O 304 é o aço inoxidável mais comumente disponível.

Ao selecionar o aço inoxidável 320, as considerações incluem sua relação custo-benefício, disponibilidade e requisitos de desempenho específicos em ambientes corrosivos. Suas propriedades únicas o tornam adequado para aplicações de nicho onde outros graus podem não se desempenhar tão bem. Além disso, considerações de segurança em ambientes de alta tensão devem ser levadas em conta, garantindo que o material selecionado atenda a todos os padrões regulatórios e de desempenho.