Aço inox 321 – UNS S32100
Inox austenítico Cr-Ni estabilizado ao titânio
Inox 18-10 estabilizado com titânio, que evita a precipitação de carbonetos de cromo na faixa de 425 – 815 °C. Indicado para serviço contínuo ou intermitente em alta temperatura e peças soldadas que não podem ser solubilizadas.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S32100 (321H: S32109) |
| W.Nr./EN | 1.4541 (X6CrNiTi18-10); 1.4878 é a versão refratária |
| DIN | X6CrNiTi18-10 |
| JIS | SUS321 |
| Comercial | AISI 321 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM A479 / A276 |
| Forjado/flange | ASTM A182 F321 |
| Chapa | ASTM A240 |
| Tubo | ASTM A312 / A213 TP321 |
Composição química (%)
ASTM A479 / A182 F321 (A240: Si ≤ 0,75%)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,08 |
| Mn | ≤ 2,00 |
| P | ≤ 0,045 |
| S | ≤ 0,030 |
| Si | ≤ 1,00 |
| Cr | 17,0 – 19,0 |
| Ni | 9,0 – 12,0 |
| N | ≤ 0,10 |
| Ti | 5×(C+N) – 0,70 |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Solubilizado (ASTM A479; A240 entre parênteses)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 205 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 515 MPa |
| Alongamento | ≥ 30% (A240: ≥ 40%) |
| Redução de área | ≥ 40% (A182: ≥ 50%) |
| Dureza | ≤ 217 HB (A240) |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,92 g/cm³ |
| Faixa de fusão | 1.398 – 1.446 °C |
| Módulo de elasticidade | 193 GPa |
| Condutividade térmica (20–100 °C) | 16,3 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | 16,6 µm/m·K |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Até 816 °C em aplicações de código (ASME); oxidação ≈ 900 °C. Para fluência acima de ≈ 540 °C, 321H. |
| Tratamento térmico | Solubilização 930 – 1.095 °C com resfriamento rápido. Recozimento de estabilização 845 – 900 °C por até 5 h. Alívio de tensões 425 – 815 °C sem risco de sensitização. |
| Soldagem | Boa. Usar ER347 / E347 (Nb transfere pelo arco, Ti não); ER309L para união com aço carbono. |
| Usinagem | Usinabilidade inferior ao aço carbono: encrua rapidamente; usar ferramentas afiadas, ângulo de saída positivo, avanço constante sem 'esfregar' e refrigeração abundante. Carbonitretos de Ti são abrasivos. |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Coletores e dutos de exaustão de motores e turbinas
- Juntas de expansão e foles
- Peças de fornos e aquecedores
- Trocadores de calor e tubos de caldeira
- Refino e petroquímica em temperatura intermediária
Alternativas: 347 quando a peça será soldada com muitas passes ou exige melhor fluência; 304H para alta temperatura sem necessidade de estabilização; 310S acima de ≈ 900 °C.
Aço inox 321: guia completo
O que é o aço inox 321
O 321 pertence à família dos aços inoxidáveis austeníticos. É o 304 com adição de titânio, elemento que tem mais afinidade pelo carbono do que o cromo: forma carbonetos de titânio e deixa o cromo em solução. Por isso o 321 não sofre corrosão intergranular depois de exposto à faixa de 450 – 800 °C, onde o 304 comum precipita carbonetos de cromo nos contornos de grão.
Composição química e papel dos elementos
Cromo (17 – 19%) e níquel (9 – 12%) são os do 304. O titânio entra em quantidade de no mínimo cinco vezes a soma de carbono e nitrogênio, até 0,70%. A versão 321H, com carbono controlado entre 0,04 e 0,10%, é a escolha para projeto em fluência acima de 540 °C.
Propriedades mecânicas
Solubilizado, atende a limite de escoamento mínimo de 205 MPa, limite de resistência mínimo de 515 MPa, alongamento mínimo de 30% em barras e forjados (40% em chapa) e redução de área mínima de 50%, com dureza máxima de 217 HBW.
Temperatura de uso e corrosão
A resistência à corrosão aquosa é a do 304, com PREN de 17 a 19: boa em atmosfera e água doce, limitada em cloretos. Para cloretos com temperatura, o 316Ti.
Aplicações
Coletores e tubos de exaustão, foles e juntas de expansão, trocadores de calor, componentes de fornos e caldeiras, tubulação de processo quente em refinarias e petroquímicas, peças soldadas de grande espessura que não podem ser solubilizadas depois da solda.
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, solubilização 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 Aço inox 321?
Pela ASTM A479 / A182 F321 (A240: Si ≤ 0,75%): C ≤ 0,08; Mn ≤ 2,00; P ≤ 0,045; S ≤ 0,030; Si ≤ 1,00; Cr 17,0 – 19,0.
Quais normas cobrem o Aço inox 321?
Barra: ASTM A479 / A276. Forjado/flange: ASTM A182 F321. Chapa: ASTM A240. Tubo: ASTM A312 / A213 TP321.
Até que temperatura o Aço inox 321 pode ser usado?
Até 816 °C em aplicações de código (ASME); oxidação ≈ 900 °C. Para fluência acima de ≈ 540 °C, 321H.
Quais materiais substituem o Aço inox 321?
347 quando a peça será soldada com muitas passes ou exige melhor fluência; 304H para alta temperatura sem necessidade de estabilização; 310S acima de ≈ 900 °C.