ASTM A182 F9 – UNS K90941
Aço 9Cr-1Mo forjado para alta temperatura e meios sulfetantes
Aço Cr-Mo com 8–10% Cr e 1% Mo, forjado conforme ASTM A182. Tem resistência à oxidação e à sulfetação superior ao F5 e é usado em fornos e linhas quentes de refinaria. Para alta pressão/fluência, o grau modificado F91 (com V, Nb, N) o substituiu em muitas aplicações.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | K90941 |
| W.Nr./EN | X11CrMo9-1 – 1.7386 (EN 10216-2 / 10222-2) |
| DIN | X12CrMo9-1 (X12CrMo91, antigo) |
| JIS | SFVAF9 (JIS G3203) |
| Comercial | 9Cr-1Mo, F9 |
| Outras | Tubo A335 P9; chapa A387 Gr 9; conexões A234 WP9; fundido A217 C12 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forjado (flanges, conexões, válvulas) | ASTM A182/A182M F9; ASME SA-182 |
| Forjado maior | ASTM A336 F9 |
| Tubo | ASTM A335 P9 / A213 T9 |
| Chapa | ASTM A387 Gr 9 |
| Conexões soldáveis | ASTM A234 WP9 |
| Fundido | ASTM A217 C12 |
Composição química (%)
ASTM A182/A182M – F9
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,15 |
| Mn | 0,30 – 0,60 |
| P | ≤ 0,030 |
| S | ≤ 0,030 |
| Si | 0,50 – 1,00 |
| Cr | 8,0 – 10,0 |
| Mo | 0,90 – 1,10 |
Propriedades mecânicas
Recozido ou normalizado + revenido – ASTM A182 F9
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 380 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 585 MPa |
| Alongamento | ≥ 20% |
| Redução de área | ≥ 40% |
| Dureza | 179 – 217 HBW |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,75 g/cm³ (típico) |
| Módulo de elasticidade | ≈ 210 GPa (típico) |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 27 W/m·K (típico) |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 10,9 µm/m·K (típico) |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Até ≈ 650 °C (ASME); limite de oxidação ≈ 650 °C. |
| Tratamento térmico | Recozimento pleno ou normalização (≈ 950–1.000 °C) + revenido sub-crítico ≥ 675 °C. |
| Soldagem | Endurece ao ar: pré-aquecimento 200–300 °C, consumível AWS E8018-B8 / E8015-B8 (A5.5), ER80S-B8 (A5.28); TTPS obrigatório ≈ 730–790 °C. Não usar CE (IIW) como critério para 9Cr. |
| Usinagem | Razoável; mais difícil que F11/F22 pela maior dureza. |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Flanges e conexões de fornos de refinaria
- Linhas de transferência de unidades de destilação e coque
- Válvulas para óleo quente sulfetante
- Serviços com hidrogênio a alta temperatura (curvas de Nelson)
- Tubos de fornos e caldeiras
Alternativas: F5 em serviço menos severo e custo menor; F91 para fluência e alta pressão (maior resistência); inox 321/347 para ácidos naftênicos ou H2S severo.
ASTM A182 F9: guia completo
O que é o aço ASTM A182 F9
O F9 é o grau de maior teor de cromo entre os aços liga Cr-Mo convencionais da ASTM A182, acima do F5 e do F22. É a versão forjada do tubo A335 P9. Sua densidade e seu peso são os de qualquer aço; a vantagem está na resistência à oxidação e ao enxofre em alta temperatura, não em leveza nem em resistência à corrosão aquosa.
Composição química e papel dos elementos
Os 8 – 10% de cromo formam uma camada de óxido protetora estável até cerca de 650 °C; o molibdênio aumenta a resistência à fluência. O silício, entre 0,50 e 1,00%, reforça a resistência à oxidação. Diferentemente do F91, o F9 não tem vanádio, nióbio nem nitrogênio, e por isso suas tensões admissíveis em fluência são bem menores.
Propriedades mecânicas
Na condição recozida ou normalizada e revenida a norma exige limite de escoamento mínimo de 380 MPa, limite de resistência mínimo de 585 MPa, alongamento mínimo de 20%, redução de área mínima de 40% e dureza entre 179 e 217 HBW.
Tratamento térmico
Recozimento ou normalização e revenimento, com revenimento mínimo de 675 °C. A Dustre realiza o ciclo em fornos próprios, com registro de temperatura, dentro do serviço de tratamentos térmicos.
Aplicações
Fornos de refinaria e petroquímica, linhas de transferência quentes, válvulas e flanges de unidades de hidrotratamento e craqueamento, trocadores de calor com fluidos sulfurosos. Para componentes de vapor em regime de fluência severa, o F91 é a escolha.
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 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 ASTM A182 F9?
Pela ASTM A182/A182M – F9: C ≤ 0,15; Mn 0,30 – 0,60; P ≤ 0,030; S ≤ 0,030; Si 0,50 – 1,00; Cr 8,0 – 10,0.
Quais normas cobrem o ASTM A182 F9?
Forjado (flanges, conexões, válvulas): ASTM A182/A182M F9; ASME SA-182. Forjado maior: ASTM A336 F9. Tubo: ASTM A335 P9 / A213 T9. Chapa: ASTM A387 Gr 9. Conexões soldáveis: ASTM A234 WP9. Fundido: ASTM A217 C12.
Até que temperatura o ASTM A182 F9 pode ser usado?
Até ≈ 650 °C (ASME); limite de oxidação ≈ 650 °C.
Quais materiais substituem o ASTM A182 F9?
F5 em serviço menos severo e custo menor; F91 para fluência e alta pressão (maior resistência); inox 321/347 para ácidos naftênicos ou H2S severo.