Aço inox 316 / 316L / 316H / 316Ti / 316LN / 316LVM (UNS S31600, S31603, S31609, S31635, S31653; F316L, CF8M, CF3M, 1.4404): normas, composição e propriedades
O 316 é o aço inoxidável austenítico Cr-Ni com 2 a 3 % de molibdênio, o que lhe dá resistência a cloretos e a ácidos redutores bem superior à do 304. A mesma composição recebe nomes diferentes conforme a forma do produto: TP316L em tubo, F316L em forjado, WP316L em conexão, CF3M quando fundido e 1.4404 na norma europeia. As variantes L, H, Ti, N/LN e LVM mudam carbono, nitrogênio, titânio ou pureza para atender soldagem, alta temperatura, resistência mecânica ou implante cirúrgico.
Uma composição, várias normas
O nome muda com a forma do produto. Ao especificar, cite norma, grau e classe.
| Forma | ASTM/ASME | Grau/classe | EN | ABNT/outras |
|---|---|---|---|---|
| Chapa, bobina, tira | A240 / SA-240 | 316, 316L, 316H, 316Ti, 316N, 316LN | EN 10088-2; EN 10028-7 (pressão): 1.4401, 1.4404, 1.4571, 1.4435, 1.4429 | NBR 5601 (316, 316L, 316Ti*); AMS 5524 (316), AMS 5507 (316L); JIS G4304/G4305 SUS316/316L |
| Barra e perfil | A276 (geral), A479 / SA-479 (vasos de pressão) | 316, 316L, 316H, 316Ti, 316N, 316LN | EN 10088-3; EN 10272 (pressão) | AMS 5648 (316), AMS 5653 (316L); JIS G4303 SUS316/316L |
| Forjado e flange | A182 / SA-182; A336 (forjado pesado); A965 (alta temperatura) | F316, F316L, F316H, F316Ti, F316N, F316LN | EN 10222-5: 1.4401, 1.4404, 1.4571, 1.4429 | Flanges ASME B16.5: grupo 2.2 (316, 316H, CF8M, CF3M) e 2.3 (316L) |
| Tubo sem costura e com costura (pipe) | A312 / SA-312; A358 (com costura, grande diâmetro); A376 (alta temperatura) | TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti, TP316N, TP316LN | EN 10216-5 (sem costura), EN 10217-7 (com costura) | AMS 5573 (tubo sem costura 316); JIS G3459 SUS316TP |
| Tubo de troca térmica e caldeira (tube) | A213 / SA-213 (sem costura), A249 / SA-249 (com costura), A269 (geral), A270 (sanitário) | TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti | EN 10216-5, EN 10217-7 | JIS G3463 SUS316TB |
| Conexões soldáveis | A403 / SA-403 (butt-weld), A182 (forjadas socket/rosca) | WP316, WP316L, WP316H, WP316LN | EN 10253-4 | MSS SP-43 (leves) |
| Fundido | A351 / SA-351 (pressão), A743 (geral), A744 (corrosão) | CF8M (≈316), CF3M (≈316L), CF3MN (≈316LN) | EN 10213: 1.4408 (GX5CrNiMo19-11-2), 1.4409 (GX2CrNiMo19-11-2) | JIS G5121 SCS14 / SCS16 |
| Implante cirúrgico | ASTM F138 (barra, arame), F139 (chapa, tira) | 316LVM (UNS S31673) | ISO 5832-1; 1.4441 (X2CrNiMo18-15-3) | ABNT NBR ISO 5832-1 |
| Consumível de solda | AWS A5.9 (arame), A5.4 (eletrodo revestido) | ER316L, ER316LSi, ER316H, E316L-16, ER318* | EN ISO 14343: 19 12 3 L (Si) | — |
EN 1.4401/1.4404 exigem Mo 2,00–2,50 % (ASTM aceita 2,00–3,00 %); para garantir Mo ≥ 2,5 % na norma europeia especifique 1.4435 ou 1.4436.
Composição química por norma (%)
As faixas de cada norma lado a lado, para ver onde elas diferem.
| Norma / grau | C | Mn | P máx | S máx | Si máx | Cr | Ni | Mo | N | Outros |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A240 316 (S31600) | 0,08 máx | 2,00 máx | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10 máx | — |
| ASTM A240 316L (S31603) | 0,030 máx | 2,00 máx | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10 máx | — |
| ASTM A240 316H (S31609) | 0,04–0,10 | 2,00 máx | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | — | Grão ASTM nº 7 ou mais grosso |
| ASTM A240 316Ti (S31635) | 0,08 máx | 2,00 máx | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10 máx | Ti 5×(C+N) mín, 0,70 máx |
| ASTM A240 316LN (S31653) | 0,030 máx | 2,00 máx | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10–0,16 | 316N (S31651): mesmo N com C 0,08 máx |
| EN 10088-2 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) | 0,030 máx | 2,00 máx | 0,045 | 0,015 | 1,00 | 16,5–18,5 | 10,0–13,0 | 2,00–2,50 | 0,11 máx | 1.4401: C 0,07 máx; 1.4571: C 0,08, Ni 10,5–13,5, Ti 5×C a 0,70 |
| EN 10088-2 1.4435 (X2CrNiMo18-14-3) | 0,030 máx | 2,00 máx | 0,045 | 0,015 | 1,00 | 17,0–19,0 | 12,5–15,0 | 2,50–3,00 | 0,11 máx | 1.4429 (316LN): N 0,12–0,22, Ni 11,0–14,0 |
| ASTM A351 CF8M (J92900) | 0,08 máx | 1,50 máx | 0,040 | 0,040 | 1,50 | 18,0–21,0 | 9,0–12,0 | 2,00–3,00 | — | CF3M (J92800): C 0,03 máx, Cr 17,0–21,0, Ni 9,0–13,0 |
| ASTM F138 316LVM (S31673) | 0,030 máx | 2,00 máx | 0,025 | 0,010 | 0,75 | 17,00–19,00 | 13,00–15,00 | 2,25–3,00 | 0,10 máx | Cu 0,50 máx; Cr + 3,3 Mo ≥ 26,0 |
Propriedades mecânicas por norma
Valores mínimos à temperatura ambiente, na condição de fornecimento indicada.
| Norma e condição | LE mín | LR | Along. | RA | Dureza |
|---|---|---|---|---|---|
| FORJADO | |||||
| A182 F316 / F316H / F316Ti, solubilizado | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa mín (75 ksi) | 30 % | 50 % (F316Ti: 40 %) | não especificada |
| A182 F316L, solubilizado | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa mín (70 ksi) | 30 % | 50 % | não especificada |
| A182 F316LN, solubilizado | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa mín (75 ksi) | 30 % | 50 % | não especificada |
| A182 F316N, solubilizado | 240 MPa (35 ksi) | 550 MPa mín (80 ksi) | 30 % | 50 % | não especificada |
| LAMINADO (CHAPA E BARRA) | |||||
| A240 316 / 316H / 316Ti / 316LN, solubilizado | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa mín (75 ksi) | 40 % | — | 217 HBW / 95 HRB máx |
| A240 316L, solubilizado | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa mín (70 ksi) | 40 % | — | 217 HBW / 95 HRB máx |
| A240 316N, solubilizado | 240 MPa (35 ksi) | 550 MPa mín (80 ksi) | 35 % | — | 217 HBW / 95 HRB máx |
| A276 / A479 316, recozido | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa mín (75 ksi) | 30 % (A479); 40 % (A276 laminado a quente)* | 40 % (A479); 50 % (A276)* | — |
| EN 10088-2 1.4404, chapa grossa (P ≤ 75 mm) | 220 MPa | 520–670 MPa | 45 % | — | — |
| EN 10088-3 1.4404 / 1.4401, barra ≤ 160 mm | 200 MPa | 500–700 MPa | 40 % | — | — |
| ASTM F138 316LVM, recozido | 190 MPa | 490–690 MPa* | 40 % | — | — |
| ASTM F138 316LVM, trabalhado a frio | 690 MPa* | 860 MPa mín* | 12 %* | — | — |
| TUBOS, CONEXÕES E FUNDIDOS | |||||
| A312 TP316 / TP316H, solubilizado | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa mín (75 ksi) | 35 % long. / 25 % transv. | — | — |
| A312 TP316L, solubilizado | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa mín (70 ksi) | 35 % long. / 25 % transv. | — | — |
| A213 TP316 / TP316H / TP316Ti | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa mín (75 ksi) | 35 % | — | 192 HBW / 90 HRB máx |
| A213 TP316L | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa mín (70 ksi) | 35 % | — | 192 HBW / 90 HRB máx |
| A403 WP316 / WP316L | 205 / 170 MPa | 515 / 485 MPa mín | 28 % long.* | — | — |
| A351 CF8M e CF3M, solubilizado | 205 MPa (30 ksi) | 485 MPa mín (70 ksi) | 30 % | — | não especificada |
316 x 316L x 316H x 316Ti: o que muda é o carbono
O 316 tem C até 0,08 %; ao ser soldado ou aquecido entre ~425 e 815 °C precipita carbonetos de cromo no contorno de grão (sensitização) e perde resistência à corrosão intergranular. O 316L (C ≤ 0,030 %) evita isso e é o padrão em peças soldadas, mas tem LE mínimo menor (170 contra 205 MPa). Por isso a usina vende chapa e tubo com certificação dupla 316/316L: química de L com resistência de 316. O 316H (C 0,04–0,10 % e grão grosso) é o contrário: carbono alto para resistência à fluência acima de ~540 °C. O 316Ti prende o carbono com titânio e é o equivalente europeu preferido (1.4571), enquanto o 316LN adiciona nitrogênio para recuperar a resistência perdida pelo baixo carbono.
Tratamentos térmicos previstos nas normas
| Norma | Condição de fornecimento | Temperatura |
|---|---|---|
| ASTM A240, A479, A312, A213, A182 (316, 316L, 316N, 316LN) | Solubilizado e resfriado rapidamente (água ou outro meio rápido) | ≥ 1040 °C (1900 °F) |
| ASTM A213 / A312 / A240 316H | Solubilizado, tamanho de grão ASTM nº 7 ou mais grosso | ≥ 1040 °C (1900 °F) |
| ASTM 316Ti / EN 1.4571 | Solubilizado; estabilização opcional por acordo | ≥ 1040 °C; estabilização ≈ 870–900 °C* |
| EN 10088-2/-3 (1.4401, 1.4404, 1.4435, 1.4571) | Solubilizado (+AT), resfriamento em água ou ar rápido | 1020–1120 °C* |
| ASTM A351 CF8M / CF3M | Solubilizado e temperado em água | ≥ 1040 °C (1900 °F)* |
| ASTM F138 / ISO 5832-1 (316LVM) | Recozido, trabalhado a frio ou extra duro (por condição) | conforme fabricante |
Variantes da família
| Variante | Normas | Diferença | LE / LR |
|---|---|---|---|
| 316L (S31603, 1.4404) | A240, A182 F316L, A312 TP316L, A403 WP316L, CF3M | C ≤ 0,030 %: imune à sensitização na soldagem usual | 170 / 485 MPa (certificação dupla: 205 / 515) |
| 316H (S31609) | A240, A182 F316H, A312/A213 TP316H, A376 | C 0,04–0,10 % e grão grosso: fluência acima de ~540 °C | 205 / 515 MPa |
| 316Ti (S31635, 1.4571) | A240, A182 F316Ti, A312 TP316Ti, EN 10088 | Ti 5×(C+N) a 0,70 % estabiliza o carbono | 205 / 515 MPa |
| 316N / 316LN (S31651 / S31653, 1.4429) | A240, A182 F316N/F316LN, A312 TP316LN, CF3MN | N 0,10–0,16 % (EN até 0,22 %): mais resistência e estabilidade austenítica, uso criogênico | 316LN 205 / 515; 316N 240 / 550 MPa |
| 1.4435 (316L alto Mo/Ni) | EN 10088, BN2 / 316L UG (ureia)* | Mo 2,5–3,0 %, Ni 12,5–15 %, ferrita mínima: farmacêutico e ureia | 220 / 520 MPa (chapa) |
| 316LVM (S31673, 1.4441) | ASTM F138, F139, ISO 5832-1 | Refundido a vácuo, Cr + 3,3 Mo ≥ 26, S ≤ 0,010, limpeza inclusionária controlada | 190 / 490 MPa recozido |
Corrosão, PREN e temperatura
- PREN (Cr + 3,3 Mo + 16 N): ≈ 22,6 no mínimo da ASTM e ≈ 24 típico para 316/316L; ≈ 26 para 1.4435 e 316LVM. Resiste a água do mar parada só em baixas temperaturas; para cloreto alto use 904L, duplex ou superausteníticos.
- Corrosão sob tensão por cloreto: risco relevante acima de ~60 °C com cloretos e tensão trativa, como em todo austenítico Cr-Ni.
- Sensitização: faixa de ~425 a 815 °C precipita carbonetos de Cr; prefira 316L ou 316Ti em peças soldadas e verifique por ASTM A262 (práticas A/E) ou ISO 3651-2.
- Fase sigma: exposição longa entre ~550 e 900 °C forma sigma e reduz tenacidade; mais crítica no 316 com ferrita (soldas, CF8M).
- Temperatura: oxidação aceitável até ~870 °C intermitente e ~925 °C contínuo*; acima de ~540 °C use 316H (ASME só admite tensões do 316 nessa faixa com C ≥ 0,04 %*). Boa tenacidade em criogenia.
- NACE MR0175/ISO 15156-3 e MR0103: aceito solubilizado, sem trabalho a frio para aumentar resistência, dureza ≤ 22 HRC (237 HBW), dentro dos limites de ambiente da Tabela A.2 (≈ 60 °C e pH2S ≤ 100 kPa*).
Grau implante 316LVM (ASTM F138 / ISO 5832-1)
- Fusão primária seguida de refusão a vácuo (VAR) ou ESR para limpeza inclusionária, verificada por ASTM E45*.
- Química mais estreita que o 316L: Cr 17–19, Ni 13–15, Mo 2,25–3,00, P ≤ 0,025, S ≤ 0,010, Cu ≤ 0,50 e Cr + 3,3 Mo ≥ 26,0.
- Microestrutura totalmente austenítica, sem ferrita delta, não magnética mesmo após conformação.
- Fornecido recozido, trabalhado a frio ou extra duro; a resistência sobe de ~490 MPa (recozido) para mais de 1000 MPa em arame/barra fina encruada.
- Usado em placas, parafusos ósseos, hastes intramedulares, fios de cerclagem, stents e instrumentais; no Brasil, ABNT NBR ISO 5832-1.
Soldagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Consumível 316 / 316L | ER316L ou ER316LSi (AWS A5.9), E316L-16 (A5.4); EN ISO 14343 19 12 3 L (Si) |
| Consumível 316H | ER316H / E316H-16 (C 0,04–0,08 %) para manter resistência à fluência |
| Consumível 316Ti | ER316L ou ER318 (estabilizado ao Nb)*; Ti não transfere bem no arco |
| Fundido CF8M / CF3M | ER316 / ER316L; reparo em fundido segue A351/A488 |
| Pré-aquecimento | Não requerido |
| Interpasse | ≤ 150 °C (prática comum; algumas especificações aceitam 175 °C) |
| Ferrita no metal de solda | FN 3–10 para evitar trinca a quente; baixa ou nula em serviço criogênico ou ureia |
| TTPS | Não requerido; solubilização só se exigido por corrosão. Junta dissimilar com aço carbono: ER309LMo |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Equivalências internacionais
| Sistema | Designação |
|---|---|
| AISI / SAE | 316, 316L, 316H, 316Ti, 316N, 316LN; SAE 30316 / 30316L |
| UNS | S31600, S31603, S31609, S31635, S31651, S31653, S31673; fundidos J92900 (CF8M), J92800 (CF3M) |
| EN / W.Nr. | 1.4401 X5CrNiMo17-12-2; 1.4404 X2CrNiMo17-12-2; 1.4436 X3CrNiMo17-13-3; 1.4435 X2CrNiMo18-14-3; 1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2; 1.4429 X2CrNiMoN17-13-3; 1.4441 X2CrNiMo18-15-3; fundidos 1.4408 / 1.4409 |
| ABNT | NBR 5601: 316, 316L, 316N, 316Ti*; NBR ISO 5832-1 (implante) |
| JIS | SUS316, SUS316L, SUS316H*, SUS316Ti, SUS316N, SUS316LN; fundido SCS14 (CF8M), SCS16 (CF3M) |
| GB (China) | 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L), 07Cr17Ni12Mo2 (316H), 06Cr17Ni12Mo2Ti (316Ti), 022Cr17Ni12Mo2N (316LN)* |
| ISO / outros | ISO 15510 X2CrNiMo17-12-2*; antigo AFNOR Z2CND17-12; BS 316S11 / 316S31* |
Equivalência é aproximada: EN limita Mo a 2,00–2,50 % no 1.4401/1.4404 e S a 0,015 %, e os mínimos mecânicos diferem; confira a norma do pedido antes de substituir.
Aplicações típicas
| Forma ou setor | Onde é usado |
|---|---|
| Química e petroquímica | Tubulação, vasos, trocadores e tanques para ácidos orgânicos, ácido sulfúrico diluído e meios com cloreto moderado |
| Óleo e gás e offshore | Tubing de instrumentação, conexões, flanges F316L, válvulas CF8M/CF3M, ambiente marinho atmosférico |
| Alimentos, bebidas e farmacêutico | Tubos sanitários A270, tanques, reatores; 1.4435 com baixa ferrita em linhas de água purificada |
| Celulose e papel, tratamento de água | Branqueamento, bombas, peneiras, tubulação de efluentes |
| Alta temperatura e energia | 316H em superaquecedores, coletores e tubulação de vapor; 316Ti em escapes e trocadores |
| Criogenia | 316LN em tanques e componentes para gases liquefeitos e ímãs supercondutores |
| Médico | 316LVM em implantes ortopédicos, parafusos, stents e instrumental cirúrgico |
Perguntas frequentes
Posso usar 316L no lugar de 316?
Sim em corrosão, e é o preferido para solda. Mas o LE mínimo do 316L é 170 MPa contra 205 MPa; se o projeto foi calculado com 316, peça material com certificação dupla 316/316L.
Qual a diferença entre F316L, TP316L, WP316L e CF3M?
É a mesma liga em formas diferentes: F = forjado (A182), TP = tubo (A312/A213), WP = conexão soldável (A403) e CF3M = fundido (A351). A composição é quase igual; o fundido tem mais Cr e Si e contém ferrita.
316Ti ou 316L?
Ambos resistem à sensitização. O 316L domina no mercado ASTM; o 316Ti (1.4571) é tradicional na Europa e mantém um pouco mais de resistência em temperatura, mas é mais difícil de polir e de soldar sem perda de Ti.
O 316 é magnético?
Solubilizado é praticamente não magnético. Trabalho a frio pode formar martensita e deixar leve magnetismo; soldas e fundidos CF8M atraem um pouco por causa da ferrita. O 316LVM é especificado para permanecer não magnético.