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Materiais para Moldagem por Injeção de Metal | Aço Inoxidável 17-4 PH

Índice
Descrição 
O que é o aço 17-4 PH?
Especificações do 17-4 PH
Tratamento térmico e têmpera do 17-4 PH
Soldabilidade e usinabilidade do 17-4 PH
Propriedades mecânicas do 17-4 PH
Conclusão
Outros materiais para injeção de metal

Descrição 

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.

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O que é o aço 17-4 PH?

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)

Especificações do 17-4 PH

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

Tratamento térmico e têmpera do 17-4 PH

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.

Soldabilidade e usinabilidade do 17-4 PH

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.

Propriedades mecânicas do 17-4 PH

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.

Conclusão

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.

Outros materiais para injeção de metal

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 316L

MIM 17-4 PH

MIM 420

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.

MIM 4140

MIM 4340

MIM 2700 (FN08)

MIM 2200 (Fe-2Ni)

MIM 52100

MIM 8620

MIM 9310

MIM 430L

Aço ferramenta

MIM H13

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

MIM S7

MIM M2

MIM D2

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

Ti-6Al-4V (Grau 5)

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.