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15-5PH – UNS S15500 (XM-12)

Aço inoxidável martensítico endurecível por precipitação (Cr-Ni-Cu)

Versão do 17-4PH com menos Cr e ferrita delta praticamente nula, o que dá melhor tenacidade transversal e em seções grandes. Endurece por precipitação de cobre num único envelhecimento entre 480 e 620 °C, com corrosão comparável à do 304 em muitos meios.

Atualizado em out/2026 · valores mínimos conforme a norma citada; físicas são típicas

FamíliaInox endurecível por precipitação
UNSS15500
W.Nr. / EN1.4545 (X5CrNiCu15-5)
PREN≈ 14 – 15,5 (sem Mo)

Designações e equivalências

Designações de 15-5PH – UNS S15500 (XM-12)
SistemaDesignação
UNS S15500
W.Nr./EN 1.4545 (X5CrNiCu15-5)
DIN X5CrNiCu15-5
Comercial 15-5PH (marca registrada ATI), XM-12
Outras AMS 5659 (barra/forjado VAR/ESR)

Normas por forma de produto

Normas de 15-5PH – UNS S15500 (XM-12)
FormaNorma
Barra ASTM A564 XM-12; AMS 5659
Forjado ASTM A705 XM-12; AMS 5659
Chapa ASTM A693 XM-12; AMS 5862
Fundido equivalente ASTM A747 CB7Cu-2

Composição química (%)

ASTM A564 XM-12

Composição química de 15-5PH – UNS S15500 (XM-12), conforme ASTM A564 XM-12
ElementoFaixa (%)
C ≤ 0,07
Mn ≤ 1,00
Si ≤ 1,00
P ≤ 0,040
S ≤ 0,030
Cr 14,0 – 15,5
Ni 3,5 – 5,5
Cu 2,5 – 4,5
Nb + Ta 0,15 – 0,45
Fe balanço

Propriedades mecânicas

Envelhecido – mínimos ASTM A564 (barra, longitudinal); demais condições na tabela de envelhecimento

Propriedades mecânicas de 15-5PH – UNS S15500 (XM-12)
PropriedadeValor
H900 – Rp0,2 / Rm ≥ 1.170 / ≥ 1.310 MPa; A ≥ 10%; ≥ 40 HRC
H1025 – Rp0,2 / Rm ≥ 1.000 / ≥ 1.070 MPa; A ≥ 12%; ≥ 35 HRC
H1075 – Rp0,2 / Rm ≥ 860 / ≥ 1.000 MPa; A ≥ 13%; ≥ 32 HRC
H1150 – Rp0,2 / Rm ≥ 725 / ≥ 930 MPa; A ≥ 16%; ≥ 28 HRC
H1150M – Rp0,2 / Rm ≥ 515 / ≥ 795 MPa; A ≥ 18%
Condição A (solubilizado) ≤ 38 HRC / 363 HB

Propriedades físicas típicas

Valores típicos a 20 °C
PropriedadeValor
Densidade 7,78 g/cm³ (A) / 7,81 g/cm³ (H900)
Faixa de fusão 1.400 – 1.440 °C
Módulo de elasticidade 196 GPa
Condutividade térmica (100 °C) 17,8 W/m·K
Expansão térmica (20–100 °C) 10,8 µm/m·K

Condições de envelhecimento

Condições de tratamento e propriedades resultantes
CondiçãoEnvelhecimentoRp0,2 mín.Rm mín.A mín.Dureza mín.
A (solubilizado) 1.040 ± 15 °C, resfriar < 30 °C–––≤ 363 HB / 38 HRC máx.
H900 482 °C / 1 h / ar1.170 MPa1.310 MPa10%388 HB / 40 HRC
H925 496 °C / 4 h / ar1.070 MPa1.170 MPa10%375 HB / 38 HRC
H1025 552 °C / 4 h / ar1.000 MPa1.070 MPa12%331 HB / 35 HRC
H1075 579 °C / 4 h / ar860 MPa1.000 MPa13%311 HB / 32 HRC
H1100 593 °C / 4 h / ar795 MPa965 MPa14%302 HB / 31 HRC
H1150 621 °C / 4 h / ar725 MPa930 MPa16%277 HB / 28 HRC
H1150M 760 °C / 2 h / ar + 621 °C / 4 h / ar515 MPa795 MPa18%≈ 255 HB (típico)

Tratamento térmico, soldagem e usinagem

ItemPrática usual
Temperatura de serviço Até ≈ 315 °C; exposição prolongada acima disso causa fragilização (envelhecimento a 475 °C).
Tratamento térmico Solubilização (condição A) a 1.040 ± 15 °C, resfriamento ao ar ou óleo até < 30 °C; usinar em A e envelhecer depois. Envelhecimento (ASTM A564, mínimos de barra): H900 482 °C/1 h → Rp0,2 1.170 / Rm 1.310 MPa, 40 HRC; H925 496 °C/4 h → 1.070/1.170 MPa, 38 HRC; H1025 552 °C/4 h → 1.000/1.070 MPa, 35 HRC; H1075 579 °C/4 h → 860/1.000 MPa, 32 HRC; H1100 593 °C/4 h → 795/965 MPa, 31 HRC; H1150 621 °C/4 h → 725/930 MPa, 28 HRC; H1150M 760 °C/2 h + 621 °C/4 h → 515/795 MPa (≈ 255 HB). Mesmos ciclos e mínimos do 17-4PH (A564 trata 630 e XM-12 juntos).
Soldagem Boa: soldar na condição A ou H1150, sem preaquecimento; reenvelhecer (ou solubilizar + envelhecer) após soldagem. Consumível AWS ER630 (17-4PH) para resistência; ER308L/ER309L quando a junta não precisa da resistência do metal-base.
Usinagem Boa na condição A ou H1150; acabamento após envelhecimento com contração de ≈ 0,05% (H900) a considerar.

Metal de adição para soldar

A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.

Aplicações típicas

  • Estruturas e fixações aeronáuticas
  • Eixos e hastes de válvulas
  • Componentes de bombas e compressores
  • Engrenagens e acoplamentos
  • Peças de seção grande com tenacidade transversal
  • Ferramentaria e moldes para plástico

Alternativas: 17-4PH quando a tenacidade transversal não é crítica (mais disponível); 13-8Mo (XM-13) para tenacidade e resistência maiores; 431 ou F6NM quando 900 MPa bastam e se busca custo menor.

15-5PH: guia completo

O que é o aço inox 15-5PH

O 15-5PH pertence à família dos aços inoxidáveis especiais, no grupo dos endurecíveis por precipitação (PH, de precipitation hardening). Foi desenvolvido como evolução do 17-4PH: com um pouco menos de cromo e mais níquel, e produzido por refusão a vácuo, elimina a ferrita delta em faixas que prejudica a tenacidade transversal do 17-4PH. A estrutura é martensítica de baixo carbono; a resistência vem de precipitados de cobre finíssimos formados no envelhecimento.

Composição química

Cromo de 14 a 15,5%, níquel de 3,5 a 5,5%, cobre de 2,5 a 4,5% e nióbio de 0,15 a 0,45%, com carbono até 0,07%.

Tratamento térmico

A solubilização é feita a 1.040 °C com resfriamento até abaixo de 32 °C, que completa a transformação em martensita; o envelhecimento vai de 482 °C (H900) a 621 °C (H1150) por 1 a 4 horas, e o H1150M soma um patamar prévio a 760 °C. A Dustre executa esses ciclos em fornos próprios dentro do serviço de tratamentos térmicos, com certificado da condição entregue.

Corrosão e limites de uso

A resistência à corrosão é semelhante à do 304 na maioria dos meios, com PREN de 14 a 16, e superior à dos martensíticos convencionais. Nas condições mais duras (H900) o aço é sensível a corrosão sob tensão e a fragilização por hidrogênio; para meios corrosivos usa-se H1025 ou acima, e para H2S o H1150D com dureza até 33 HRC. Em temperatura, o uso sob carga vai até cerca de 315 °C.

Aplicações

Componentes de trem de pouso, acessórios e fixadores aeronáuticos, eixos e hastes de válvulas de óleo e gás, componentes de bombas e compressores, peças de equipamentos médicos e de alimentos e componentes de alta resistência que exigem tenacidade em seções grossas.

Formas de fornecimento e serviços da Dustre

Barras redondas e blocos forjados em matriz aberta, cortados em serra fita na medida, com usinagem de desbaste ou acabamento, tratamento térmico (têmpera e revenido, recozimento, solubilização e envelhecimento) em fornos próprios e ensaios de dureza, tração e impacto. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.

Perguntas frequentes

Qual a composição química do 15-5PH?

Pela ASTM A564 XM-12: C ≤ 0,07; Mn ≤ 1,00; Si ≤ 1,00; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Cr 14,0 – 15,5.

Quais normas cobrem o 15-5PH?

Barra: ASTM A564 XM-12; AMS 5659. Forjado: ASTM A705 XM-12; AMS 5659. Chapa: ASTM A693 XM-12; AMS 5862. Fundido equivalente: ASTM A747 CB7Cu-2.

Até que temperatura o 15-5PH pode ser usado?

Até ≈ 315 °C; exposição prolongada acima disso causa fragilização (envelhecimento a 475 °C).

Quais materiais substituem o 15-5PH?

17-4PH quando a tenacidade transversal não é crítica (mais disponível); 13-8Mo (XM-13) para tenacidade e resistência maiores; 431 ou F6NM quando 900 MPa bastam e se busca custo menor.

Precisa de 15-5PH?Barras, forjados e peças com certificado EN 10204 3.1.

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