O aço não possui um único ponto de fusão aplicável a todos os graus. Trata-se de uma liga à base de ferro com carbono e outros elementos em proporções que variam conforme o material. Durante o aquecimento, muitos aços atravessam uma faixa entre o solidus, quando surge a primeira fração líquida, e o liquidus, quando a liga se encontra totalmente líquida no modelo de equilíbrio adotado.
A BSSA indica, como referência, 1400–1450°C para 304/304L e 1375–1400°C para 316/316L. Os aços carbono também apresentam solidus e liquidus dependentes da composição.
Referência rápida
| Material | Faixa de referência |
|---|---|
| Ferro puro | aprox. 1535–1538°C |
| 304 / 304L | 1400–1450°C |
| 316 / 316L | 1375–1400°C |
| 430 | 1425–1510°C |
| 410 | 1480–1530°C |
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Os intervalos de inoxidáveis acima vêm da tabela BSSA/ASM e servem como referência técnica. Controle de processo requer dados adequados ao grau e, quando aplicável, à composição da corrida.
Solidus e liquidus
Ao atingir o solidus, a liga começa a formar líquido. Entre solidus e liquidus coexistem sólido e líquido. O liquidus define o limite superior dessa região de duas fases.
A diferença é relevante em siderurgia, fundição, soldagem e simulações térmicas. Um valor arredondado para “ponto de fusão do aço” pode omitir a faixa que controla o início e o fim da fusão.
Efeito da composição
O sistema Fe-C fornece a base para interpretar os aços carbono. O teor de carbono altera os campos de fase e as temperaturas associadas. Manganês, silício, cromo, níquel, molibdênio e outros elementos modificam ainda mais o comportamento de solidificação.
Termos de família, como aço carbono ou aço inoxidável, não definem uma temperatura exata. Para cálculos de processo, use a composição do grau ou da corrida e uma fonte termodinâmica, especificação de processo ou dado do produtor devidamente qualificado.
Faixas de alguns inoxidáveis
| Grau | °C | °F aprox. |
|---|---|---|
| 316 / 316L | 1375–1400 | 2507–2552 |
| 304 / 304L | 1400–1450 | 2552–2642 |
| 321 / 347 | 1400–1425 | 2552–2597 |
| 17-4PH | 1400–1440 | 2552–2624 |
| 430 | 1425–1510 | 2597–2750 |
| 410 | 1480–1530 | 2696–2786 |
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Aço carbono
O aço carbono também apresenta uma faixa de fusão ligada à química. Identifique o grau ou a análise da corrida, defina se a necessidade é solidus, liquidus ou temperatura operacional do processo e use a referência apropriada. O ferro puro ajuda a estabelecer uma escala física, porém não substitui o dado do aço comercial.
Fusão e temperatura de serviço
Resistência mecânica, rigidez, oxidação e estabilidade dimensional mudam em temperaturas muito inferiores à fusão. Projetos de alta temperatura precisam das propriedades do material na faixa real de serviço e das regras do código aplicável.
A BSSA mostra que materiais com faixas de fusão semelhantes podem apresentar temperaturas máximas de serviço diferentes. Equipamentos de forno, exaustão quente e componentes pressurizados devem ser avaliados com dados de alta temperatura adequados.
Soldagem e fundição
Na soldagem, uma pequena região forma a poça líquida enquanto a zona adjacente percorre ciclos térmicos em estado sólido. Na fundição, é comum trabalhar acima do liquidus para obter o superaquecimento necessário ao fluxo e ao enchimento. Esse valor depende de química, processo, seção e equipamento.
Ao consultar uma tabela, registre o grau, a definição do valor, a fonte e a composição associada. Isso evita tratar um número genérico como propriedade universal do aço.
Fonte das faixas do aço inoxidável: BSSA / ASM.