Aço Inoxidável 404: Propriedades e Principais Aplicações

O aço inoxidável 404 é classificado como um aço inoxidável austenítico, conhecido principalmente por seu alto teor de cromo e níquel, que proporciona excelente resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas. Os principais elementos de liga no aço inoxidável 404 incluem cromo (Cr), níquel (Ni) e molibdênio (Mo), com a seguinte composição aproximada:

Elemento	Intervalo de Percentagem (%)
Cromo (Cr)	18.0 - 20.0
Níquel (Ni)	8.0 - 10.0
Molibdênio (Mo)	0.5 - 1.0
Carbono (C)	≤ 0.03
Manganês (Mn)	2.0 - 3.0
Silício (Si)	≤ 1.0
Fósforo (P)	≤ 0.045
Enxofre (S)	≤ 0.03

As propriedades inerentes do aço inoxidável 404 incluem excelente soldabilidade, boa conformabilidade e resistência à oxidação e corrosão. Sua microestrutura única permite que mantenha resistência e tenacidade a altas temperaturas, tornando-o adequado para várias aplicações em indústrias como automotiva, aeroespacial e processamento químico.

Vantagens e Limitações

Vantagens:
- Resistência à Corrosão: O aço inoxidável 404 apresenta excelente resistência a uma ampla gama de ambientes corrosivos, incluindo condições atmosféricas e muitos produtos químicos.
- Soldabilidade: Esta liga pode ser facilmente soldada usando técnicas padrão, tornando-a versátil para a fabricação.
- Propriedades Mecânicas: Oferece um bom equilíbrio entre resistência e ductilidade, essencial para aplicações estruturais.

Limitações:
- Custo: Os elementos de liga podem tornar o aço inoxidável 404 mais caro do que os aços carbono.
- Dureza ao Trabalho: Embora possa ser conformado, o trabalho a frio excessivo pode levar à dureza ao trabalho, o que pode complicar o processamento posterior.

Historicamente, o aço inoxidável 404 tem sido significativo em aplicações que exigem tanto resistência quanto resistência à corrosão, posicionando-o como uma escolha confiável em vários setores de engenharia.

Nome Alternativo, Normas e Equivalentes

Organização Normativa	Designação/Nível	País/Região de Origem	Anotações/Observações
UNS	S40400	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 404
AISI/SAE	404	EUA	Diferenças composicionais menores a serem cientes
ASTM	A240	EUA	Especificação padrão para chapas de aço inoxidável
EN	1.4002	Europa	Propriedades semelhantes, mas podem diferir em desempenho mecânico
JIS	SUS 404	Japão	Comparável, mas pode ter padrões de processamento diferentes

As diferenças entre os graus equivalentes geralmente residem na composição específica e nas propriedades mecânicas, que podem afetar o desempenho em aplicações particulares. Por exemplo, embora tanto o AISI 404 quanto o EN 1.4002 possam oferecer resistência semelhante à corrosão, sua resistência à tração e ductilidade podem variar, influenciando sua adequação para tarefas de engenharia específicas.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Intervalo de Percentagem (%)
Cr (Cromo)	18.0 - 20.0
Ni (Níquel)	8.0 - 10.0
Mo (Molibdênio)	0.5 - 1.0
C (Carbono)	≤ 0.03
Mn (Manganês)	2.0 - 3.0
Si (Silício)	≤ 1.0
P (Fósforo)	≤ 0.045
S (Enxofre)	≤ 0.03

O papel primário do cromo no aço inoxidável 404 é melhorar a resistência à corrosão e aumentar a dureza. O níquel contribui para a tenacidade e ductilidade do aço, enquanto o molibdênio aumenta a resistência à corrosão por pites e fendas, particularmente em ambientes com cloreto.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura do Teste	Valor Típico/Intervalo (Métrico - Unidades SI)	Valor Típico/Intervalo (Unidades Imperiais)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recocido	Temperatura Ambiente	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Limite de Escoamento (offset de 0.2%)	Recocido	Temperatura Ambiente	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recocido	Temperatura Ambiente	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Dureza	Recocido	Temperatura Ambiente	160 - 220 HB	90 - 100 HRB	ASTM E10
Resistência ao Impacto	Recocido	-20°C	40 J	30 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o aço inoxidável 404 adequado para aplicações que exigem alta resistência e ductilidade, como componentes estruturais em edifícios e maquinários. Sua capacidade de suportar cargas significativas enquanto mantém a integridade sob estresse é crucial para a segurança e o desempenho.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico - Unidades SI)	Valor (Unidades Imperiais)
Densidade	Temperatura Ambiente	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Ponto de Fusão	-	1400 - 1450 °C	2550 - 2642 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	16 W/m·K	9.3 BTU·in/ft²·h·°F
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0.73 µΩ·m	0.00000073 Ω·in
Coeficiente de Expansão Térmica	20 - 100 °C	16.5 x 10⁻⁶ /K	9.2 x 10⁻⁶ /°F

A densidade e o ponto de fusão do aço inoxidável 404 indicam sua robustez, tornando-o adequado para aplicações em altas temperaturas. A condutividade térmica e a capacidade calorífica específica são essenciais para aplicações que envolvem troca de calor, enquanto a resistividade elétrica é relevante em aplicações elétricas.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Classificação de Resistência	Anotações
Cloretos	3.5%	25°C/77°F	Bom	Risco de pites
Ácido Sulfúrico	10%	20°C/68°F	Razoável	Susceptível a SCC
Ácido Acético	5%	25°C/77°F	Bom	Resistente à corrosão localizada
Condições Atmosféricas	-	-	Excelente	Desempenha bem em ambientes úmidos

O aço inoxidável 404 exibe excelente resistência à corrosão atmosférica e boa resistência a muitos ácidos e cloretos. Contudo, é suscetível ao rompimento por corrosão sob tensão (SCC) em certos ambientes, particularmente na presença de cloretos. Comparado ao aço inoxidável 304, que oferece resistência à corrosão semelhante, mas com melhor desempenho em ambientes ácidos, o 404 pode ser preferido em aplicações onde a exposição a cloretos é uma preocupação.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	800 °C	1472 °F	Adequado para aplicações em alta temperatura
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	900 °C	1652 °F	Suporta exposição de curto prazo
Temperatura de Escamação	1000 °C	1832 °F	Risco de oxidação além deste limite

Em altas temperaturas, o aço inoxidável 404 mantém sua resistência e resistência à oxidação, tornando-o adequado para aplicações em ambientes de alta temperatura. No entanto, a exposição prolongada acima de 800 °C pode levar à escamação e degradação das propriedades mecânicas.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Refil recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Observações
TIG	ER404	Argônio	Bom para seções finas
MIG	ER404	Argônio/CO2	Adequado para seções mais grossas
Stick	E404	-	Não comumente usado

O aço inoxidável 404 é altamente soldável usando vários métodos, incluindo soldagem TIG e MIG. O pré-aquecimento pode ser necessário para seções mais grossas para evitar trincas. O tratamento térmico pós-solda pode melhorar as propriedades mecânicas da solda.

Maquinabilidade

Parâmetro de Usinagem	[Aço Inoxidável 404]	[AISI 1212]	Anotações/Dicas
Índice Relativo de Maquinabilidade	60%	100%	Mais difícil de usinar do que aços carbono
Velocidade de Corte Típica (Torno)	30 m/min	50 m/min	Use ferramentas de carbeto para melhores resultados

Usinar aço inoxidável 404 pode ser desafiador devido às suas características de endurecimento ao trabalho. Utilizar ferramentas e velocidades de corte apropriadas é essencial para uma usinagem eficiente.

Conformabilidade

O aço inoxidável 404 pode ser formado através de processos a frio e a quente. A conformação a frio pode levar ao endurecimento ao trabalho, enquanto a conformação a quente permite uma melhor ductilidade. O raio de dobra mínimo deve ser considerado durante a fabricação para evitar trincas.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Objetivo Primário / Resultado Esperado
Recocido	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	1 - 2 horas	Resfriamento ao ar	Aliviar tensões, melhorar ductilidade
Tratamento de Solução	1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F	30 minutos	Resfriamento em água	Aumentar a resistência à corrosão

Processos de tratamento térmico, como recocido e tratamento de solução, são críticos para otimizar a microestrutura do aço inoxidável 404, melhorando suas propriedades mecânicas e resistência à corrosão.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Automotiva	Sistemas de escape	Resistência à corrosão, resistência à alta temperatura	Durabilidade em ambientes agressivos
Processamento Químico	Tanques de armazenamento	Resistência à corrosão, soldabilidade	Segurança e confiabilidade no manuseio químico
Aeroespacial	Componentes estruturais	Relação resistência/peso, resistência à oxidação	Desempenho sob condições extremas

Outras aplicações incluem:
* - Equipamentos para processamento de alimentos
* - Ambientes marinhos
* - Estruturas arquitetônicas

O aço inoxidável 404 é escolhido para essas aplicações devido ao seu excelente equilíbrio entre resistência, resistência à corrosão e facilidade de fabricação, garantindo um desempenho duradouro em ambientes exigentes.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	Aço Inoxidável 404	Aço Inoxidável 304	Aço Inoxidável 316	Nota Breve sobre Pro/Con ou Troca
Propriedade Mecânica Chave	Alta resistência	Resistência moderada	Alta resistência	404 oferece melhor resistência que 304, mas menos que 316
Aspecto Chave da Corrosão	Bom em ambientes leves	Excelente em muitos ambientes	Superior em ambientes com cloretos	316 é preferido para aplicações marinhas
Soldabilidade	Excelente	Bom	Todos os graus são soldáveis, mas 316 pode exigir mais cuidado
Maquinabilidade	Moderada	Boa	Razoável	404 é mais difícil de usinar do que 304
Conformabilidade	Boa	Excelente	Boa	404 é menos conformável que 304
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Mais baixo	Mais alto	404 é econômico para aplicações específicas
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	304 e 316 são mais comumente estocadas

Ao selecionar o aço inoxidável 404, as considerações incluem custo-benefício, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação. Suas propriedades únicas o tornam adequado para aplicações de nicho, particularmente onde um equilíbrio entre resistência e resistência à corrosão é crítico. Além disso, os fatores de segurança e as condições ambientais devem ser avaliados para garantir desempenho e durabilidade ideais em serviço.