Materiais para Fixadores Industriais

Aços Carbono

Mais de 90% dos fixadores do mundo são fabricados em aço, devido à sua resistência intrínseca, boa usinabilidade e custo competitivo. Os aços para fixadores se dividem em três categorias principais:

Aço de Baixo Carbono

Contém menos de 0,25% de carbono. Oferece excelente ductilidade e tenacidade, é facilmente usinado e soldado, e tem custo muito baixo. Resistência à tração entre 410 e 550 MPa (60.000 a 80.000 psi). Corresponde ao SAE Grau 2 em polegada e classes 4.6, 4.8 e 5.8 no sistema métrico. Graus AISI típicos: 1006, 1010, 1016, 1018, 1022 e 1035.

Aço de Médio Carbono

Carbono entre 0,25% e 0,60%. Facilmente tratado termicamente, com resistência à tração entre 690 e 830 MPa (100.000 a 120.000 psi). Corresponde ao SAE Grau 5 e classe métrica 8.8. Graus AISI típicos: 1038, 1541, 5132 e 5135.

Aço-Liga

Aço carbono com adição de elementos como cromo, molibdênio, manganês, boro e silício, que ampliam a capacidade de tratamento térmico e permitem atingir alta resistência combinada com ductilidade. Resistência superior a 1.034 MPa (150.000 psi). Corresponde ao SAE Grau 8 e classes métricas 10.9 e 12.9. Graus AISI típicos: 4137, 4140, 4340 e 5140.

Aços Inoxidáveis

Aços com mínimo de 10,5% de cromo. O cromo forma uma camada de óxido invisível na superfície (filme passivo) que resiste à oxidação e se auto-repara em presença de oxigênio. Existem três classes principais:

Austenítico — AISI 304 e 316

Contém 15 a 20% de cromo e 5 a 19% de níquel. Oferece o maior grau de resistência à corrosão entre os inoxidáveis. Resistência à tração entre 500 e 800 MPa (72.000 a 115.000 psi) dependendo do tratamento. Não magnético. O AISI 316 adiciona molibdênio, aumentando significativamente a resistência em ambientes com cloretos e ácidos. Fixadores ASTM A193-B8 (304) e B8M (316) são os mais especificados no Brasil para serviço corrosivo.

Martensítico — AISI 410, 416, 420, 431

Contém 12 a 18% de cromo. Pode ser endurecido por tratamento térmico, atingindo alta resistência mecânica. É magnético e tem características de soldagem ruins. A resistência à tração varia entre 500 e 1.100 MPa, dependendo do grau e tratamento. Indicado apenas para ambientes levemente corrosivos.

Ferrítico — AISI 430 e 430F

Contém 15 a 18% de cromo. Não é tratável termicamente, é magnético e tem péssima soldabilidade. A resistência à tração é de aproximadamente 450 a 600 MPa (65.000 a 87.000 psi). Não deve ser usado em ambientes com alta probabilidade de corrosão.

Materiais Não Ferrosos

Usados em aplicações específicas onde aço e inox não são adequados — como requisitos de condutividade elétrica, leveza, não magnetismo ou aparência.

Alumínio

Metal leve com excelente relação resistência/peso, boa resistência à corrosão na maioria dos ambientes, e alta condutividade elétrica e térmica. Facilmente conformado e usinado. Resistência à tração entre 90 e 414 MPa (13.000 a 60.000 psi). Graus típicos: AISI 2024, 6061, 6262 e 7075. É o material não ferroso mais usado em fixadores.

Cobre

Utilizado quando se exige alta condutividade elétrica e térmica combinada com resistência à corrosão. Não magnético e não pode ser endurecido por tratamento térmico — apenas por encruamento. Resistência à tração do cobre puro: ~207 MPa (30.000 psi).

Latão

Liga de cobre e zinco. É o material à base de cobre mais comum. Alta resistência à corrosão e boa condutividade elétrica. Seu uso como fixador é limitado pela relativa maciez. Utilizado principalmente pela aparência e onde há contato com produtos alimentícios.

Bronze Silício

Liga de cobre, estanho e pequena quantidade de silício (com manganês ou alumínio para maior resistência). Alta resistência à tração e excelente resistência à corrosão em ambientes marinhos — especialmente resistente à ação da água salgada. Não magnético. Muito usado em aplicações navais e marítimas.

Ligas Especiais (Superligas)

Materiais proprietários desenvolvidos para condições extremas de temperatura, pressão e corrosão. São chamados de superligas por sua capacidade de manter as propriedades mecânicas em faixas de temperatura onde os aços comuns falham.

Monel 400® (UNS N04400)

Liga de níquel e cobre endurecida apenas por encruamento. Baixíssima taxa de corrosão em água salgada. Excelente resistência ao stress corrosion cracking em água doce. Operação até 538°C (1.000°F). Amplamente usada em aplicações marítimas e marinhas.

Monel K500® (UNS N05500)

Mesma composição base do Monel 400, porém com adição de alumínio e titânio que permitem endurecimento por precipitação. Maior resistência e dureza que o 400. Mantém as mesmas características de resistência à corrosão.

Inconel 600® (UNS N06600)

Material de engenharia padrão com excelente resistência ao calor e à corrosão. Alta resistência mecânica. Endurecível apenas por encruamento. Muito usado em aplicações de alta temperatura e em ambientes oxidantes.

Inconel 718® (UNS N07718)

Liga de níquel endurecível por precipitação, com propriedades excepcionais de resistência ao escoamento, tração e ruptura por creep até 704°C (1.300°F). Permite soldagem e recozimento sem endurecimento espontâneo. Usado em fixadores de alta resistência sujeitos a temperaturas elevadas.

Inconel X-750® (UNS N07750)

Liga de níquel-cromo para resistência à corrosão e oxidação com alta resistência mecânica até 704°C (1.300°F). Disponível em todas as formas comerciais de produção, sendo usado em ampla variedade de fixadores especiais.

Incoloy 825® (UNS N08825)

Liga de níquel-ferro-cromo com titânio, cobre e molibdênio. Excelente resistência a pitting, corrosão por fissura, corrosão intergranular e stress corrosion cracking. Boas propriedades mecânicas de temperatura moderada a alta. Faixa de trabalho a quente: 871 a 1.177°C (1.600 a 2.150°F).

Hastelloy B-2® (UNS N10665)

Liga à base de níquel com excelente resistência ao ácido clorídrico em todas as concentrações e temperaturas. Boa resistência ao stress corrosion cracking e pitting. Usado em aplicações de processo químico, especialmente no estado soldado.

Hastelloy C Series®

Ligas versáteis de níquel-cromo-molibdênio com excelente resistência tanto a ácidos oxidantes quanto redutores, e soluções de cloreto em ampla faixa de temperatura. Podem ser tratadas termicamente para alta resistência mecânica mantendo excelente resistência à corrosão e ductilidade.

Titânio

Comparado ao alumínio, o titânio tem relação resistência/peso superior, excelente resistência à corrosão, bom desempenho a altas temperaturas e é por isso extensivamente usado na indústria aeroespacial. É altamente resistente a agentes químicos e substâncias oxidantes agressivas usadas na indústria química. Fixadores de titânio podem atingir resistência à tração acima de 1.034 MPa (150.000 psi). O alto custo limita seu uso a aplicações onde nenhum outro material atende os requisitos.