O tipo 630, também conhecido como 17-4, é um aço inoxidável martensítico de têmpera por precipitação que ganhou grande destaque em injeção de metal (MIM) devido à sua combinação única de alta dureza e resistência após tratamento térmico adequado. Este artigo fornece uma visão abrangente sobre o 17-4 PH, suas especificações, processo de tratamento térmico, considerações de soldagem e propriedades mecânicas. Compreender esses pontos é essencial para projetistas e compradores que necessitam de peças produzidas por MIM.
O aço inoxidável 17-4PH é conhecido por sua alta dureza e resistência após tratamento térmico apropriado. Também oferece resistência à corrosão e ao calor similar ao grau 304.
Normalmente, este aço é fornecido em condição solubilizada, facilitando a usinagem. Após envelhecimento térmico, alcança alta resistência. Esse tratamento ocorre a temperaturas tão baixas que não há distorção significativa, tornando o material ideal para produção de eixos longos que não necessitam de retificação após o tratamento.
O 17-4 PH é usado em vários setores graças às suas propriedades únicas. Pode ser aplicado em eixos de embarcações tanto em água doce quanto salgada, com proteção catódica adicional. Quando envelhecido acima de 550°C, apresenta excelente resistência à corrosão sob tensão.
Principais estados do aço inoxidável 17-4 PH para MIM:
MIM-17-4 PH (sinterizado)
MIM-17-4 PH (tratado termicamente)
MIM-17-4 PH (H900)
MIM-17-4 PH (H1100)
O 17-4 PH possui composição química específica que determina suas propriedades. Veja a tabela abaixo:
Elemento | Percentagem |
Carbono (C) | Máx. 0,07 % |
Manganês (Mn) | Máx. 1,00 % |
Silício (Si) | Máx. 1,00 % |
Fósforo (P) | Máx. 0,040 % |
Enxofre (S) | Máx. 0,030 % |
Cromo (Cr) | 15,0 - 17,5 % |
Níquel (Ni) | 3,0 - 5,0 % |
Cobre (Cu) | 3,0 - 5,0 % |
Nióbio + Tântalo (Nb+Ta) | 0,15 - 0,45 % |
As propriedades físicas do 17-4 PH também são fundamentais em suas aplicações. Veja algumas delas:
Propriedade | Valor |
Densidade | 7750 kg/m3 |
Módulo de elasticidade | 196 GPa |
Coeficiente de dilatação térmica (0-100℃) | 10,8 μm/m/°C |
Condutividade térmica a 100°C | 18,4 W/m·K |
Calor específico (0-100°C) | 460 J/kg·K |
Resistividade elétrica | 800 nΩ·m |
O processo térmico do 17-4 PH envolve tratamento de solução e têmpera. O tratamento de solução (Condição A) consiste em aquecimento a 1040°C por meia hora e resfriamento ao ar até, no máximo, 30°C. Para pequenas seções não complexas, pode-se empregar têmpera em óleo.
A têmpera (envelhecimento) é realizada em temperatura relativamente baixa, sem distorção e com apenas leve descoloração superficial. O encolhimento é pequeno: cerca de 0,05% para condição H900 e 0,10% para H1150.
O 17-4 PH pode ser soldado com todos os métodos padrão sem necessidade de pré-aquecimento, o que simplifica o processo. Propriedades similares ao metal base podem ser obtidas na solda após tratamento térmico pós-soldagem. Tal como em outros aços de alta resistência, é importante evitar concentração de tensões no projeto e no procedimento de soldagem.
Quanto à usinabilidade, o 17-4 PH é geralmente fornecido na condição solubilizada, na qual pode ser usinado. Sua usinabilidade é semelhante à do grau 304, tornando-o versátil para diversas aplicações.
Após tratamento de solução e têmpera, o 17-4 PH apresenta propriedades mecânicas impressionantes. Veja alguns valores típicos:
Condição | Temperatura de têmpera (°C) | Tempo (h) | Resistência à tração (MPa) | Límite de escoamento 0,2% (MPa) | Alongamento (% em 50mm) | Rockwell C (HRC) | Brinell (HB) |
H900 | 480 | 1 | 1310 | 1170 | 10 | 40 | 388 |
H925 | 495 | 4 | 1170 | 1070 | 10 | 38 | 375 |
H1025 | 550 | 4 | 1070 | 1000 | 12 | 35 | 331 |
H1075 | 580 | 4 | 1000 | 860 | 13 | 32 | 311 |
H1100 | 595 | 4 | 965 | 795 | 14 | 31 | 302 |
H1150 | 620 | 4 | 930 | 725 | 16 | 28 | 277 |
Essas propriedades tornam o 17-4 PH ideal para aplicações onde se exige alta resistência ou dureza com certa resistência à corrosão.
O 17-4PH é um aço inoxidável versátil que, após tratamento térmico adequado, oferece uma combinação única de alta dureza e resistência. Sua resistência à corrosão e ao calor, similar ao grau 304, o torna útil em diversos setores.
As especificações do 17-4 PH, incluindo composição química e propriedades físicas, definem suas características únicas. O tratamento térmico, envolvendo solução e têmpera, aprimora ainda mais as propriedades mecânicas sem causar distorções significativas.
O 17-4 PH pode ser soldado com sucesso usando todos os métodos padrão e sua usinabilidade é semelhante à do grau 304. Suas propriedades mecânicas, como resistência à tração, limite de escoamento, alongamento e dureza, o tornam adequado para aplicações onde alta resistência e dureza, além de resistência à corrosão, são requeridas.
O futuro do 17-4 PH é promissor devido às suas propriedades únicas e vasta gama de aplicações. Seja você um projetista ou comprador de peças MIM, conhecer as propriedades e aplicações do 17-4 PH auxilia na tomada de decisão.
Aço inoxidável | ||
MIM 304L | Excelente resistência à corrosão. Alta resistência e dureza após tratamento térmico. | Grau biocompatível para uso médico. Muito usado em peças pequenas e complexas que exigem resistência à corrosão. |
MIM 440C | ||
MIM 430 | ||
MIM 316 | ||
Aços baixa liga | ||
MIM 4605 | Altíssima resistência à tração e escoamento após tratamento térmico. Boa tenacidade e ductilidade após tratamento. | Utilizado para componentes estruturais de alta resistência. |
Aço ferramenta | ||
Excelente dureza, resistência ao desgaste e abrasão. Estabilidade dimensional e resistência em altas temperaturas. | Usado para pequenas ferramentas de precisão como insertos e matrizes. | |
MIM P20 | ||
Materiais magnéticos | ||
Liga Fe-Ni | Propriedades magnéticas ajustadas, como alta permeabilidade e baixas perdas no núcleo. | Usado em componentes eletrônicos, como indutores, relés, sensores. |
Liga Fe-Si | ||
Liga Fe-Co | ||
Ligas de cobre | ||
Cobre | Boa resistência à corrosão, condutividade elétrica e térmica, propriedades antifricção. | Usado em conectores elétricos, trocadores de calor, conexões, mancais. |
Bronze | ||
Latão | ||
Liga tungstênio-cobre | ||
Ligas de titânio | ||
Alta relação resistência/peso. Bom desempenho em altas temperaturas. | Ampliamente utilizado em aeroespacial e implantes médicos. | |
Ligas pesadas | ||
Wu-Ni-Fe | Densidade e dureza extremamente altas. | Usado como contrapesos e massas amortecedoras de vibração. |