Propriedades e aplicações do aço inoxidável 9Cr18

O aço inoxidável 9Cr18 é um aço inoxidável martensítico com alto teor de carbono e alto teor de cromo. É conhecido por sua alta dureza, resistência ao desgaste e boa resistência à corrosão após tratamento térmico adequado. Veja aqui um resumo do que você precisa saber.

1. Composição química do aço inoxidável 9Cr18

A composição específica do 9Cr18 lhe confere propriedades distintas. De acordo com a norma GB/T 1220-2007, as faixas típicas (em porcentagem de peso) são:

• Carbono (C): 0.90% – 1.00%
• Cromo (Cr): 17.00% – 19.00%
• Silício (Si): ≤0,80%
• Manganês (Mn): ≤0,80%
• Fósforo (P): ≤0,040%
• Enxofre (S): ≤0,030%

Você também pode ver este grau referido como 95Cr18 ou encontrar especificações semelhantes em normas internacionais, como ASTM A959 (como 440B) ou JIS G4303 (como SUS440B). Embora possa haver pequenas variações nas faixas (por exemplo, C: 0,75-0,95%, Cr: 16,00-18,00% para 440B), as características principais permanecem consistentes.

Um ponto-chave: O alto teor de carbono e cromo exige um controle cuidadoso durante a produção para controlar a formação de carbonetos e garantir propriedades uniformes. Esta é uma área de foco fundamental para a Aobo Steel.

2. Propriedades físicas e mecânicas do aço inoxidável 9Cr18

2.1 Dados físicos principais

• Densidade: Aproximadamente 7,7 t/m³
• Módulo de elasticidade (E a 20°C): 203,89 GPa
• Condutividade térmica (λ a 20°C): 29,3 W/(m·K)
• Capacidade térmica específica (cₚ a 20°C): 459,8 J/(kg·K)
• Resistividade elétrica (ρ a 20°C): 0,60 × 10⁻⁶ Ω·m
• Coeficiente de expansão linear (×10⁻⁶ /°C): Varia com a temperatura (por exemplo, 10,5 de 20-100°C, 11,5 de 20-400°C)

2.2 Propriedades Mecânicas e Dureza

As propriedades mecânicas, especialmente a dureza, dependem muito do tratamento térmico aplicado.

1. Dureza (recozido): O recozimento suave normalmente resulta em dureza ≤255 HBW.
2. Dureza (têmpera): A têmpera de 1030-1070°C (algumas fontes especificam 1050-1075°C) produz uma dureza de ≥56 HRC, podendo atingir até 60,5 HRC, dependendo da temperatura exata.
3. Dureza (Temperado):
   
   • O revenimento a 200-300°C normalmente resulta em uma dureza de 56-60 HRC.
   • O revenimento em torno de 160-200 °C é frequentemente preferido para atingir o melhor equilíbrio entre dureza e resistência à corrosão, normalmente resultando em uma dureza de 55-59 HRC.
   • Temperaturas de revenimento mais altas (500-600 °C) reduzem a dureza para a faixa de 40-53 HRC, mas aumentam a tenacidade.
4. Tratamento pelo frio: A aplicação de tratamento a frio (por exemplo, -75 °C) após a têmpera pode aumentar a dureza em mais 1-1,5 HRC.

3. Tratamento térmico de aço inoxidável 9Cr18

A obtenção do desempenho desejado do 9Cr18 depende muito da correta tratamento térmico.

• Recozimento suave: Aquecer a 800-840 °C, manter, resfriar o forno abaixo de 500 °C e, em seguida, resfriar ao ar. Dureza alvo: ≤255 HBW.
• Têmpera: Aquecer a 1030-1070 °C (ou 1050-1075 °C) e, em seguida, temperar em óleo. Dureza alvo: ≥56 HRC.
• Têmpera: Tempere de acordo com o equilíbrio necessário entre dureza, tenacidade e resistência à corrosão (veja os valores de dureza acima). As faixas comuns são de 160 a 300 °C.
• Temperaturas críticas (aproximadas): Ac1: 830°C, Ac3: 810°C, Ms: 145°C.

4. Resistência à corrosão

Como um aço inoxidável martensítico, o 9Cr18 oferece boa resistência à corrosão, superior à dos aços do tipo Cr17.

• Resistente à atmosfera, à água e a certos ácidos e sais suaves.
• O desempenho varia em diferentes meios químicos (como ácidos nítrico, acético e fosfórico) dependendo da concentração e da temperatura.
• Apresenta boa resistência à água do mar.
• Para uma resistência ideal à corrosão, a estrutura requer pelo menos 11-12% de cromo dissolvido na martensita, o que pode ser obtido por meio de tratamento térmico adequado.

5. Processo de forjamento

A forja correta é essencial para a qualidade. Temos vasta experiência nessa área.

• Temperatura inicial de forjamento: 1050-1100°C
• Temperatura final de forjamento: >850°C
• Resfriamento: O resfriamento lento após o forjamento (por exemplo, resfriamento do forno) é fundamental para evitar problemas. O controle cuidadoso da taxa de aquecimento também é importante.

6. Aplicações do aço inoxidável 9Cr18

A combinação de alta dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão torna o 9Cr18 adequado para aplicações exigentes:

• Ferramentas de corte: Facas, instrumentos cirúrgicos e tesouras de alta qualidade exigem bordas afiadas e resistência a manchas.
• Moldes: Moldes de injeção de plástico, especialmente para resinas corrosivas ou peças ópticas que exigem alto polimento e durabilidade.
• Rolamentos: Os rolamentos de elementos rolantes precisam de resistência ao desgaste e à corrosão.
• Componentes: Eixos, peças de bombas, válvulas, fixadores e molas operando em ambientes levemente corrosivos ou de alto desgaste.

7. Considerações

• Distribuição de carboneto: Como mencionado, controlar a formação de carbonetos durante a fabricação e o forjamento do aço é crucial para um desempenho consistente. A Aobo Steel gerencia isso por meio de um rigoroso controle de processo.
• Fabricação de moldes: Garanta que o tratamento térmico adequado alcance o cromo dissolvido necessário para a resistência à corrosão em aplicações de moldes. A adição de molibdênio (como no 9Cr18Mo) pode aumentar a resistência à corrosão e o endurecimento secundário, se necessário, para aplicações específicas com alto teor de carbono.
• Melhorias de superfície: Tratamentos como implantação de íons de nitrogênio podem aumentar ainda mais a dureza da superfície e a resistência ao desgaste, conforme necessário.

Resumo

O 9Cr18 é um aço inoxidável martensítico confiável que oferece uma forte combinação de dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Seu desempenho depende do controle preciso da composição química e do tratamento térmico adequado – áreas em que a experiência da Aobo Steel agrega valor real. É uma escolha sólida para ferramentas, moldes, rolamentos e diversos componentes industriais.