Tratamento térmico do aço inoxidável 416

416 na família dos inoxidáveis martensíticos

O 416 é o grau de usinagem livre da família martensítica com 12 a 14 por cento de cromo. Apresenta o mesmo carbono de 0,15 por cento que o tipo 410, o que coloca o teto de dureza no mesmo valor baixo, e os dois graus situam-se juntos na base da família. A diferença entre eles é a usinabilidade. O enxofre é elevado até 0,15 por cento como adição deliberada, o manganês é aumentado para 1,25 por cento para fixar esse enxofre, e o molibdênio é adicionado a 0,60 por cento, valor que a ficha do 410 não apresenta de forma alguma. Esses três valores são a razão pela qual o 416 torneia e fura como um grau de corte livre enquanto o 410 não o faz, e são também a razão pela qual o grau é escolhido para peças como corpos de válvula, eixos de bomba, buchas e componentes de molde que necessitam de resistência à corrosão juntamente com um acabamento usinado.

A ficha é informação de referência de oficina e não uma especificação. Apresenta uma etapa de pré-aquecimento, uma temperatura de têmpera e dois meios de resfriamento, depois uma tabela de revenimento em dureza Brinell com um único valor em cada linha e nenhuma faixa de tolerância em lugar algum. Vale a pena tratar um primeiro lote de peças de uma nova corrida de aço como um teste antes de o ciclo entrar em produção.

Composição química do 416

Elementos listados na ficha de referência, percentual

Fonte, informações de referência de tratamento térmico para o aço inoxidável tipo 416, página impressa 200.

A ficha apresenta o enxofre como máximo de 0,15 por cento. O enxofre é a adição deliberada de usinagem livre neste grau, e a faixa ASTM escreve o mesmo valor como 0,15 min, que é a forma que a tabela de composição de aço inoxidável deste site apresenta. Vanádio e tungstênio estão listados na ficha sem valor, portanto essas linhas são omitidas em vez de impressas em branco. Os dados de composição são apenas para referência geral, os valores reais variam por norma, usina e número de corrida, portanto confirme com o certificado de ensaio do material da corrida ou consulte a Aobo Steel.

O cromo a 13,00 por cento é o valor mais alto nas fichas de aço inoxidável martensítico e é o elemento no qual resistência à corrosão se baseia. O enxofre a 0,15 por cento é cinco vezes os 0,03 por cento que a ficha indica para o 410, e é o elemento que faz o trabalho neste grau, pois o enxofre forma inclusões de sulfeto de manganês que quebram o cavaco e permitem ao operador usar avanços mais pesados com a mesma ferramenta. O manganês a 1,25 por cento é elevado junto com ele porque o manganês é o que mantém esse enxofre no aço como sulfeto. O molibdênio a 0,60 por cento tem um valor nesta ficha, enquanto a ficha do 410 lista o elemento sem valor correspondente. O carbono a 0,15 por cento é o mesmo do 410 e é o valor que limita a dureza. O fósforo a 0,06 por cento e o enxofre a 0,15 por cento são impressos como máximos, e a linha do enxofre merece uma segunda análise com seu fornecedor, pelo motivo exposto abaixo da tabela. Os dados de composição na tabela são apenas para referência geral, os valores reais variam conforme a norma, a usina e o número da corrida, portanto confirme os valores com o certificado de ensaio do material da corrida ou consulte a Aobo Steel.

Têmpera do 416

Pré-aquecimento, temperatura de têmpera e resfriamento

Fonte, informações de referência de tratamento térmico para o aço inoxidável tipo 416, página impressa 200.

A ficha apresenta uma etapa de pré-aquecimento, uma temperatura de têmpera e dois meios de resfriamento para o grau, sem condição de dimensão de seção para nenhum deles, portanto os valores se aplicam à carga conforme apresentado.

O ciclo é o mesmo que a ficha apresenta para o 410. A carga entra a 1200 °F (650 °C) para o pré-aquecimento, depois sobe a 1850 °F (1010 °C) para austenitização, seguida de têmpera ao ar ou em óleo. O ar é o mais lento dos dois meios e o indicado para seções finas onde a distorção deve ser contida, enquanto o óleo é usado onde a seção é espessa o suficiente para necessitar de resfriamento mais rápido. Dois graus com o mesmo teor de carbono endurecem no mesmo ciclo, portanto a diferença entre eles aparece na tabela de revenimento e não aqui. Uma peça de 416 sai da têmpera com cerca de 210 Brinell, próximo dos 220 que a ficha apresenta para o 410 e bem abaixo do que uma matriz ou uma aresta de corte necessita, razão pela qual o grau é escolhido para ferragens resistentes à corrosão e não para ferramentas que precisam manter o fio. Uma temperatura de têmpera é apresentada, portanto uma oficina que opere com uma janela de austenitização diferente está trabalhando fora do que a ficha fornece.

Resposta ao revenimento do 416

Dureza deixada por cada temperatura de revenimento

Fonte, informações de referência de tratamento térmico para o aço inoxidável tipo 416, página impressa 200.

A ficha apresenta 210 BHN para a condição como temperado e 210 BHN novamente após um revenimento a 300 °F (150 °C), portanto o primeiro passo da linha é plano. A dureza é apresentada em Brinell na ficha e não em Rockwell C, e nenhuma faixa de tolerância aparece em qualquer linha.

A linha sobe onde a linha do 410 se mantém plana. O 416 sai da têmpera com 210 Brinell e ganha 5 pontos a 400 °F (205 °C), mais 5 a 500 °F (260 °C) e mais 5 a 600 °F (315 °C), atingindo 225 Brinell. De 700 °F (370 °C) a 900 °F (480 °C) a ficha apresenta 230 Brinell em todas as três linhas, que é o pico da curva e 20 pontos acima do valor como temperado. Esse aumento ocorre no revenimento e não na têmpera, portanto uma oficina que necessite do valor mais alto tem de obtê-lo do ciclo de revenimento. A 1000 °F (540 °C) a leitura cai para 178 Brinell, o valor mais baixo da ficha, e esse é o ponto em que o revenimento ultrapassou a faixa na qual a peça mantém a sua resistência. A ficha apresenta um valor em cada linha e nada diz sobre o número de ciclos de revenimento, portanto trate a linha como a resposta do grau e defina os ciclos com o seu tratador térmico antes de as peças entrarem em serviço.

Dados de referência relacionados

O 416 situa-se com os outros graus de inoxidável martensítico neste site. Os graus ao seu lado em carbono estão apresentados na página de tratamento térmico do aço inoxidável 410, a página de tratamento térmico do aço inoxidável 420, a página de tratamento térmico do aço inoxidável 440A e o página de tratamento térmico do aço inoxidável 440B. As linhas de propriedades mecânicas para o 416 e o 416Se estão na Tabela de propriedades do aço inoxidável martensítico, a composição química de cada grau está na tabela de composição do aço inoxidável, e as faixas de revenimento entre os grupos de aços-ferramenta estão na Tabela de revenimento de aço para ferramentas. A condição de fornecimento dos graus resistentes à corrosão que mantemos está na página do aço inoxidável 420.

Dados de referência compilados de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, segunda edição, Carl Hanser Verlag, 2009). A composição química, o ciclo de têmpera e a resposta ao revenimento para o tipo 416 provêm das informações de referência de tratamento térmico na página impressa 200.