AISI 431 – UNS S43100
Aço inoxidável martensítico Cr-Ni de alta resistência
Martensítico com 15–17% Cr e 1,25–2,5% Ni, que tem a melhor resistência à corrosão entre os martensíticos convencionais e boa tenacidade no estado temperado e revenido. Usado em eixos e fixadores que exigem resistência mecânica com exposição a água e ambiente marinho brando.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S43100 |
| W.Nr./EN | 1.4057 (X17CrNi16-2) |
| DIN | X17CrNi16-2 |
| JIS | SUS431 |
| Comercial | Type 431 |
| Outras | GB 14Cr17Ni2 (antigo 1Cr17Ni2); AMS 5628 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM A276 / A479 (431); EN 10088-3; AMS 5628 |
| Forjado | ASTM A473 (431) |
| Chapa | EN 10088-2 (1.4057) |
| Fio | ASTM A580 |
Composição química (%)
ASTM A276 (S43100)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,20 |
| Mn | ≤ 1,00 |
| Si | ≤ 1,00 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,030 |
| Cr | 15,0 – 17,0 |
| Ni | 1,25 – 2,50 |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Temperado e revenido QT800 (EN 10088-3, 1.4057, d ≤ 160 mm); recozido conforme ASTM A276
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 600 MPa (QT800) |
| Resistência à tração | 800 – 950 MPa (QT800) |
| Alongamento | ≥ 14% |
| Impacto Charpy V (20 °C) | ≥ 25 J |
| Dureza recozido (A276) | ≤ 277 HB |
| Dureza máx. temperado | ≈ 44 HRC (revenido baixo) |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,70 g/cm³ |
| Faixa de fusão | 1.430 – 1.510 °C |
| Módulo de elasticidade | 200 GPa |
| Condutividade térmica (100 °C) | 20,2 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | 10,2 µm/m·K |
| Resistividade elétrica | 72 µΩ·cm |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Uso estrutural até ≈ 400 °C (acima perde resistência); evitar abaixo de 0 °C em serviço com impacto, pela queda de tenacidade. |
| Tratamento térmico | Recozimento subcrítico 620–660 °C (ar) ou pleno 800–850 °C (forno). Têmpera: 950–1.020 °C, óleo ou ar. Revenido 560–700 °C para tenacidade (QT800 ≈ 600–650 °C) ou 250–370 °C para dureza máxima; evitar 400–560 °C. Duplo revenido recomendado. |
| Soldagem | Difícil (temperável ao ar). Preaquecer 200–300 °C, interpasse ≥ 200 °C, revenido pós-solda 620–660 °C. Consumíveis AWS E410/ER410 (resistência) ou E309L/ER309L (sem tratamento pós-solda, menor resistência). |
| Usinagem | Regular; usinar no estado recozido ou QT800, com ferramenta afiada e avanço constante (encrua menos que austeníticos). |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Eixos de bombas e de hélices
- Hastes e internos de válvulas
- Parafusos, porcas e prisioneiros
- Componentes aeronáuticos
- Peças de compressores e agitadores
Alternativas: 410/420 se a corrosão for branda e o custo pesar; F6NM (13-4) para melhor soldabilidade e tenacidade; 17-4PH para resistência maior com corrosão semelhante ou melhor; duplex 2205 para corrosão por cloretos.
AISI 431: guia completo
O que é o aço inox AISI 431
O 431 pertence à família dos aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos. O cromo de 15 a 17% é o mais alto entre os martensíticos convencionais e dá a melhor resistência à corrosão do grupo; o níquel de 1,25 a 2,5% compensa esse cromo e garante que o aço se transforme em martensita na têmpera.
Soldagem
É um aço de soldagem difícil, porque tempera ao ar. Exige pré-aquecimento a 200 – 300 °C, interpasse mínimo de 200 °C, resfriamento lento e revenido pós-solda a 620 – 660 °C, com consumíveis ER410NiMo ou, quando a resistência da junta não for crítica, E309L austenítico. Sempre que possível, soldar antes do tratamento térmico final.
Corrosão e limites de uso
Com PREN de 15 a 17, o 431 resiste a atmosfera, água doce e ambientes marinhos brandos em nível próximo ao dos austeníticos 301 e 302, desde que temperado e revenido, polido e passivado. Não é indicado para cloretos concentrados, água do mar estagnada nem ácidos. Sob carga, o limite prático é de cerca de 400 °C, e abaixo de 0 °C deve-se comprovar a tenacidade por ensaio de impacto.
Aplicações
Eixos de bombas e de hélices de embarcações, hastes e componentes de válvulas, parafusos, porcas e pinos de alta resistência, componentes aeronáuticos e peças de máquinas que trabalham em ambientes úmidos ou marinhos brandos.
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 AISI 431?
Pela ASTM A276 (S43100): C ≤ 0,20; Mn ≤ 1,00; Si ≤ 1,00; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Cr 15,0 – 17,0.
Quais normas cobrem o AISI 431?
Barra: ASTM A276 / A479 (431); EN 10088-3; AMS 5628. Forjado: ASTM A473 (431). Chapa: EN 10088-2 (1.4057). Fio: ASTM A580.
Até que temperatura o AISI 431 pode ser usado?
Uso estrutural até ≈ 400 °C (acima perde resistência); evitar abaixo de 0 °C em serviço com impacto, pela queda de tenacidade.
Quais materiais substituem o AISI 431?
410/420 se a corrosão for branda e o custo pesar; F6NM (13-4) para melhor soldabilidade e tenacidade; 17-4PH para resistência maior com corrosão semelhante ou melhor; duplex 2205 para corrosão por cloretos.