Aço S35VN: Propriedades e Principais Aplicações Explicadas

Aço S35VN, também conhecido como CPM S35VN, é uma liga de aço inoxidável de alto desempenho que se encaixa na categoria dos aços inoxidáveis martensíticos. É classificado principalmente como um aço de liga de carbono médio, notável por seu excelente equilíbrio entre tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Os principais elementos de liga no S35VN incluem carbono (C), cromo (Cr), vanádio (V) e molibdênio (Mo), cada um contribuindo significativamente para suas propriedades gerais.

Visão Geral Abrangente

O aço S35VN é um produto do processo de Metalurgia de Partículas de Crucible (CPM), que melhora sua microestrutura e propriedades mecânicas em comparação com métodos tradicionais de fabricação de aço. A adição de vanádio melhora a resistência ao desgaste e a tenacidade, enquanto o cromo proporciona resistência à corrosão e contribui para a formação de uma estrutura martensítica dura após o tratamento térmico. O molibdênio ainda melhora a resistência do aço e a resistência à corrosão por picotamento.

As características mais significativas do S35VN incluem:

• Alta Resistência ao Desgaste: Ideal para aplicações que requerem durabilidade e longevidade.
• Boa Tenacidade: Oferece resistência a lascas e trincas, tornando-o adequado para aplicações exigentes.
• Resistência à Corrosão: Apresenta bom desempenho em vários ambientes, incluindo condições úmidas e corrosivas.

Vantagens e Limitações

Prós	Contras
Excelente retenção de borda	Mais desafiador para afiar em comparação com aços mais macios
Boa resistência à corrosão	Custo mais elevado em comparação com aços inoxidáveis padrão
Tenacidade aprimorada	Requer tratamento térmico cuidadoso para alcançar propriedades ideais

O S35VN ganhou popularidade na indústria de fabricação de facas e em aplicações de ferramentas de alto desempenho devido à sua combinação única de propriedades. Sua importância histórica reside em seu desenvolvimento como uma melhoria em relação ao aço CPM S30V anterior, abordando algumas das limitações encontradas nessa liga.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Classificação	País/Região de Origem	Anotações/Observações
UNS	S35VN	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 440C com tenacidade aprimorada
AISI/SAE	S35VN	EUA	Versão aprimorada do S30V com melhor tenacidade
ASTM	A240	EUA	Especificação padrão para chapas de aço inoxidável
JIS	SUS440C	Japão	Propriedades semelhantes, mas com requisitos de tratamento térmico diferentes

Embora o S35VN seja frequentemente comparado a outros aços inoxidáveis como AISI 440C e S30V, é essencial notar que a composição única do S35VN oferece melhor tenacidade e retenção de borda, tornando-o uma escolha preferida para aplicações de alto desempenho.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
C (Carbono)	1,40 - 1,50
Cr (Cromo)	14,00 - 15,00
V (Vanádio)	3,00 - 3,50
Mo (Molibdênio)	1,00 - 1,50
Mn (Manganês)	0,50 máx
Si (Silício)	0,50 máx
P (Fósforo)	0,03 máx
S (Enxofre)	0,03 máx

O papel principal dos principais elementos de liga no S35VN inclui:

• Carbono: Aumenta a dureza e a resistência através da formação de carbonetos.
• Cromo: Melhora a resistência à corrosão e contribui para a formação de uma estrutura martensítica dura.
• Vanádio: Melhora a resistência ao desgaste e a tenacidade ao refinar a estrutura de grão.
• Molibdênio: Aumenta a resistência e a resistência à corrosão por picotamento.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura de Teste	Valor Típico/Intervalo (Métrico - Unidades SI)	Valor Típico/Intervalo (Unidades Imperiais)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Endurecido & Temperado	Temperatura Ambiente	1.200 - 1.300 MPa	174 - 188 ksi	ASTM E8
Limite de Elasticidade (offset de 0,2%)	Endurecido & Temperado	Temperatura Ambiente	1.100 - 1.200 MPa	160 - 174 ksi	ASTM E8
Alongamento	Endurecido & Temperado	Temperatura Ambiente	5 - 7%	5 - 7%	ASTM E8
Dureza	Endurecido & Temperado	Temperatura Ambiente	58 - 62 HRC	58 - 62 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Endurecido & Temperado	-20°C	50 - 60 J	37 - 44 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o aço S35VN particularmente adequado para aplicações que exigem alta resistência e tenacidade, como lâminas de facas e ferramentas de corte. Sua alta resistência à tração e ao escoamento garantem a integridade estrutural sob carga mecânica, enquanto sua dureza proporciona excelente resistência ao desgaste.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico - Unidades SI)	Valor (Unidades Imperiais)
Densidade	Temperatura Ambiente	7,75 g/cm³	0,28 lb/in³
Ponto de Fusão	-	1.400 - 1.500 °C	2.552 - 2.732 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0,5 µΩ·m	0,5 µΩ·in
Coef. de Expansão Térmica	Temperatura Ambiente	11,5 x 10⁻⁶ /K	6,4 x 10⁻⁶ /°F

A importância prática das principais propriedades físicas do S35VN inclui:

• Densidade: Afeta o peso e o equilíbrio de ferramentas e facas, tornando-se adequado para aplicações onde o peso é uma consideração.
• Condutividade Térmica: Importante para aplicações que envolvem processos de tratamento térmico, garantindo aquecimento e resfriamento uniformes.
• Coeficiente de Expansão Térmica: Crítico para aplicações onde a estabilidade dimensional sob variações de temperatura é necessária.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Classificação de Resistência	Anotações
Cloretos	3,5%	25°C/77°F	Bom	Risco de corrosão por picotamento
Ácidos (Sulfúrico)	10%	25°C/77°F	Regular	Susceptível à corrosão localizada
Soluções Alcalinas	10%	25°C/77°F	Bom	Geralmente resistente
Atmosférica	-	-	Excelente	Apresenta bom desempenho em ambientes úmidos

O S35VN apresenta boa resistência à corrosão em vários ambientes, incluindo condições atmosféricas, cloretos e soluções alcalinas. No entanto, é suscetível à corrosão por picotamento em ambientes ricos em cloreto, um problema comum para aços inoxidáveis. Em comparação com outras ligas como AISI 440C e S30V, o S35VN oferece melhor tenacidade e resistência a lascas, tornando-o uma escolha melhor para aplicações onde tanto a resistência à corrosão quanto o desempenho mecânico são críticos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	300°C	572°F	Adequado para aplicações em altas temperaturas
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	400°C	752°F	Pode suportar exposição de curto prazo a temperaturas mais altas
Temperatura de Escamação	600°C	1.112°F	Começa a perder propriedades em temperaturas elevadas

Em altas temperaturas, o S35VN mantém bem suas propriedades mecânicas, tornando-o adequado para aplicações que podem sofrer ciclos térmicos. No entanto, a exposição prolongada a temperaturas acima de 300°C pode levar à redução da dureza e da resistência, exigindo consideração cuidadosa em aplicações de alta temperatura.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Anotações
TIG	ER 316L	Argônio	Requer pré-aquecimento para evitar trincas
MIG	ER 308L	Argônio/CO2	Tratamento térmico pós-soldagem recomendado

O S35VN pode ser soldado usando métodos convencionais, mas deve-se ter cuidado para evitar trincas devido ao seu alto teor de carbono. O pré-aquecimento e o tratamento térmico pós-soldagem podem ajudar a mitigar esses problemas, garantindo a integridade da solda.

Maquinabilidade

Parâmetro de Usinagem	S35VN	AISI 1212	Anotações/Dicas
Índice de Maquinabilidade Relativo	60%	100%	Mais desafiador de usinar do que aços mais macios
Velocidade de Corte Típica (Torneamento)	30-40 m/min	60-80 m/min	Use ferramentas de metal duro para melhores resultados

A usinagem do S35VN requer ferramentas e técnicas especializadas devido à sua dureza. Ferramentas de metal duro são recomendadas, e velocidades de corte mais lentas podem ajudar a alcançar melhores acabamentos de superfície.

Formaabilidade

O S35VN não é particularmente adequado para processos de conformação extensiva devido à sua alta dureza e resistência. A conformação a frio é possível, mas pode levar ao endurecimento, exigindo controle cuidadoso dos raios de curvatura e das técnicas de conformação.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Propósito Primário / Resultado Esperado
Recoilho	1.000 - 1.100°C / 1.832 - 2.012°F	1-2 horas	Resfriamento ao ar	Reduzir dureza, melhorar maquinabilidade
Endurecimento	1.050 - 1.100°C / 1.922 - 2.012°F	30 minutos	Óleo ou ar	Alcançar dureza e resistência
Tempera	400 - 600°C / 752 - 1.112°F	1 hora	Resfriamento ao ar	Reduzir fragilidade, aumentar tenacidade

Os processos de tratamento térmico para o S35VN envolvem austenitização, endurecimento e tempera para alcançar o equilíbrio desejado entre dureza e tenacidade. As transformações metalúrgicas durante esses tratamentos impactam significativamente a microestrutura, resultando em uma distribuição fina de carbonetos que aumentam a resistência ao desgaste.

Aplicações e Usos Finais Típicos

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Propriedades Chave do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Fabricação de Facas	Facas de cozinha de alta gama	Alta resistência ao desgaste, retenção de borda	Preferido para cutelaria premium
Fabricação de Ferramentas	Ferramentas de corte	Tenacidade, dureza	Adequado para aplicações de usinagem exigentes
Dispositivos Médicos	Instrumentos cirúrgicos	Resistência à corrosão, resistência	Essencial para ambientes estéreis

Outras aplicações incluem:

• • Componentes aeroespaciais
• • Peças automotivas
• • Máquinas industriais

O S35VN é escolhido para essas aplicações devido à sua combinação única de propriedades, particularmente sua capacidade de manter bordas afiadas e resistir ao desgaste em ambientes exigentes.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Informações Adicionais

Característica/Propriedade	S35VN	AISI 440C	S30V	Anotações Breves sobre Prós/Contras ou Compromissos
Propriedade Mecânica Chave	Alta resistência, tenacidade	Alta dureza	Boa retenção de borda	S35VN oferece um equilíbrio entre tenacidade e resistência ao desgaste
Aspecto Chave de Corrosão	Boa resistência	Resistência moderada	Boa resistência	S35VN se apresenta melhor em ambientes úmidos
Soldabilidade	Moderada	Pobre	Moderada	Requer cuidado para evitar trincas
Maquinabilidade	Dificultosa	Fácil	Moderada	S35VN necessita de ferramentas especializadas
Formaabilidade	Limitada	Moderada	Limitada	Não é ideal para conformações extensivas
Custo Aproximado Relativo	Maior	Moderado	Maior	Custo reflete os benefícios de desempenho
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	S35VN é menos comum do que o 440C

Ao selecionar S35VN, as considerações incluem sua relação custo-benefício, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação. Embora possa ser mais caro do que algumas alternativas, seu desempenho superior em retenção de borda e tenacidade muitas vezes justifica o investimento. Além disso, sua disponibilidade pode variar, portanto, é essencial obter a partir de fornecedores respeitáveis para garantir qualidade consistente.

Em resumo, o aço S35VN destaca-se como um material versátil e de alto desempenho, particularmente adequado para aplicações que exigem uma combinação de resistência, tenacidade e resistência à corrosão. Suas propriedades únicas, derivadas de sua composição e processamento, fazem dele uma escolha preferida em várias indústrias, particularmente na fabricação de facas de alta qualidade e em aplicações de ferramentas.