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  1. CAMPO DE APLICAÇÃO

    As especificações a seguir se aplicam a porcas e parafusos em aço inoxidável austenítico, com diâmetros de rosca de 1.6 a 39 mm inclusive.

  2. ESCOLHA DO MATERIAL

    O grupo de aço inoxidável austenítico é o mais utilizado para fixadores e é dividido em três tipos, cada qual com diferentes resistências à corrosão e com um específico campo de aplicação.

    • A1 - Material de corte livre, com superior usinabilidade devido a altas porcentagens de fósforo e enxofre. Como consequência, entretanto, a resistência à corrosão é diminuída. Este tipo de aço inoxidável é raramente usado para produção em massa de fixadores.
    • A2 - É o material mais comum utilizado, também conhecido como aço 18/8 (18% Cr, 8% Ni). Possui uma excepcional resistência à corrosão, sob condições atmosféricas normais, em ambientes úmidos, na presença de ácidos orgânicos e oxidantes e na maioria das soluções alcalinas.
    • A4 - É o aço inoxidável de maior resistência à corrosão, devido ao aumento do teor de níquel e a adição de molibdênio. Tem excelente resistência à corrosão em ambientes agressivos tais como ambientes marinhos (cloretos), industriais (dióxido de enxofre), ácidos oxidantes e locais aonde a corrosão superficial pode ocorrer.
    • C1 - O aço inox C1 (410) pertence ao grupo dos aços inoxidáveis martensíticos, possui menor resistência à corrosão quando comparado ao aço inoxidável austenítico (304, 316), mas consegue oferecer alta resistência mecânica e também alta resistência ao desgaste com relativa boa resistência à corrosão. É magnético e utilizado em diversas aplicações, como instrumentos cirúrgicos, ferramentas de corte, armamentos, palhetas de turbinas à vapor, cutelaria, entre outros.

    A não ser que haja especificação em contrário, os aços inoxidáveis devem ser brilhantes e limpos. Para melhor resistência à corrosão, a passivação do material é recomendada.

    Na tabela a seguir vemos a resistência do ácido inoxidável em diversos ambientes corrosivos.

    AGENTE QUÍMICO AÇO INOXIDÁVEL AGENTE QUÍMICO AÇO INOXIDÁVEL AGENTE QUÍMICO AÇO INOXIDÁVEL
    A2 A4 A2 A4 A2 A4
    Acetato 0 1 0 Ácido Cítrico 1 0 Fosfato 1 0
    ACETONA 0 0 ÁCIDO FÓRMICO 1 0 ÁCIDO FOSFÓRICO 2 3 0 1
    ACETILENO 0 0 GLICERINA 0 0 RESINA 1 1
    ÁLCOOL 0 0 GLICOL 0 0 CARBONATO DE SÓDIO 0 0
    AMÔNIA 0 0 TRICLORETILENO 0 0 DIÓXIDO DE ENXOFRE 0 0
    BENZENO 0 0 SULFETO HIDROGÊNIO 0 1 0 ÁCIDO SULFÚRICO 3 2 3
    ACIDO CARBÔNICO 0 0 CLORETO HIDROGÊNIO 2 3 2 3 SULFATO DE COBRE 0 1 0
    CLORETOS     VERNIZ 0 0 SULFATO DE AMÔNIA 0 0
    SÓDIO/POTÁSSIO 1 1 ÁCIDO NÍTRICO 1 0 1 SULFATO DE SÓDIO 0 0
    AMÔNIA/ZINCO 2 1 NITRATO DE SÓDIO 0 2 3 ÁGUA POTÁVEL 0 0
    FERRO 3 3 ÓLEO VEGETAL 0 0 ÁGUA SALINA 1 0
    GÁS CLORÍDRICO 1 1 ÁCIDO ESTEÁRICO 1 0 ÓLEO COMBUSTÍVEL 0 0
    • 0 = Boa Resistência
    • 1 = Resistência Moderada
    • 2 = Resistência Fraca
    • 3 = Sem Resistência
  3. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS AÇOS INOXIDÁVEIS
    AÇO INOXIDÁVEL COMPOSIÇÃO QUÍMICA EM % [1] TIPOS DE AÇO INOXIDÁVEL OBS.
    C Si Mn P S Cr Mo [8] Ni DIN AISI ISO
    A1 0,12 1,0 2,0 0,2 0,15-0,35 17,0-19,0 0,6 8,0-10,0 14305 303 17 [2] [3]
    A2 0,08 1,0 2,0 0,05 0,03 17,0-20,0 8,0-13,0 14303 305 13 [4] [6] [7]
    14301 304 [4] [5] [7]
    14541 321 15 [5]
    A4 0,08 1,0 2,0 0,05 0,03 16,0-18,5 2,0-3,0 10,0-14,0 14401 316 20 [4] [6]
    14571 316Ti 21 [5]
    C1 0,15 1,0 1,0 0,04 0,03 11,5-13,5 0,75
    14006 410

    • [1] Valores máximos, a não ser quando especificado ao contrário.
    • [2] Enxofre pode ser substituído por selênio.
    • [3] Pode conter titânio 5xC até 0.8%.
    • [4] Pode conter nióbio e/ou tântalo 10xC até 1%.
    • [5] Contém titânio 5xC até 0.8%.
    • [6] Pode conter cobre até 4%.
    • [7] Molibdênio pode estar presente a critério do fabricante.
    • [8] Se para determinada aplicação, o teor de molibdênio deve ser máximo, isto deve estar especificado no pedido do cliente.

  4. DESEMPENHO SOB DIFERENTES TIPOS DE CORROSÃO
    1. CORROSÃO ATMOSFÉRICA

      Este tipo de corrosão é ocasionado por ataque químico da atmosfera ou ambiente agressivo, e é definido comumente como a perda de material superficial em mm/ano. O ataque ocorre gradualmente e na maioria das vezes é visível e verificável. Não ocorre colapso repentino e portanto, este tipo de corrosão não é perigoso.

      Geralmente o aço inoxidável A2 é bastante satisfatório neste caso, embora para condições mais agressivas, ser recomendado o tipo A4.

    2. CORROSÃO POR CONTATO (GALVÂNICA)

      Quando dois metais, na presença de um eletrólito, criam uma diferença de potencial elétrico, ocorre uma ação galvânica que leva o material menos nobre (anodo) a se corroer e sacrificar-se para proteger o material mais nobre (catodo). Quanto maior for a diferença de potencial elétrico e maior for à área de contato do material nobre em relação ao material menos nobre, mais severamente o material menos nobre (anodo) será atacado. Aços inoxidáveis austeníticos passivados são considerados relativamente materiais nobres, ao mesmo tempo que os fixadores tem comparativamente uma pequena superfície em relação ao equipamento em construção.

      A tabela abaixo mostra os graus de corrosão por contato para diferentes materiais. Aonde a corrosão por contato não puder ser evitada, ela deve ser minimizada através de graxas não ácidas, vernizes, embuchamento ou arruelas plásticas.

      material liga de magnésio zinco OBS. zinco a fogo liga de alumínio cádmio aço carbono aço ligado ferro maleável aço cromo chumbo estanho cobre aço inoxidável
      superfície* pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne pqn gne
      liga de magnésio M G M G M G G M G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      zinco S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      zinco a fogo S M G G G M G M G G G G G G G G G G G G G G G G G M
      liga de alumínio S M S G M G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      cádmio S M S G M G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      aço abono S S S G S G S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G
      aço ligado S S S G G G G S G M G G G G G G G G G G G G G G G
      ferro maleável S S S G S G S M S G S G G G G M G G G G G G
      liga de magnésio S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      liga de magnésio S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      liga de magnésio S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      liga de magnésio S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      liga de magnésio S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
      liga de magnésio S G S G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G
    3. CORROSÃO INTERCRISTALINA

      Aços inoxidáveis austeníticos da série A2 e A4 não devem mostrar carbetos de cromo entre 400 oC e 800 oC, o que causará o ataque do material nos contornos dos grãos. Isto é conseguido escolhendo-se o tipo correto de material, como por exemplo, um baixo teor de carbono, ou a adição de elementos estabilizadores como o nióbio e o titânio. Para fixadores a primeira opção é a mais utilizada.

    4. CORROSÃO SUPERFICIAL

      Porosidades localizadas, crescendo rápida e profundamente no material permitem que o produto seja atacado severa e repentinamente. Este tipo de corrosão acontece especialmente em ambientes halógenos (cloretos), tal como clima marinho e águas salinas. Nestes casos o material A4 oferece uma melhor resistência à corrosão superficial, devido ao teor de molibdênio.

    5. CORROSÃO ENTRE CAMADAS

      Na presença de ambiente aquoso, poderá ocorrer a corrosão entre camadas, como por exemplo, sob material sedimentado ou sob camada de pintura, pois não existe suficiente oxigênio para restaurar a passivação do aço inoxidável.

    6. CORROSÃO POR TENSÃO (TRANSCRISTALINA)

      Em atmosferas onde se verificam a presença de cloretos, podem ocorrer fissuras entre os cristais do material, no momento em que as peças são expostas a tensões internas e externas.

      Este fenômeno raramente acontece na deformação a frio de fixadores.

  5. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS

    Aços inoxidáveis austeníticos são normalmente não magnéticos. A escolha certa do material manterá o limite de permeabilidade (taxa de penetração num campo magnético) abaixo de 1.05G/Oe.

    Entretanto, após a deformação a frio do aço inoxidável austenítico, alguma possibilidade de magnetização pode se evidenciar, devido à chamada martensita induzida. Neste aspecto o material A4 é menos susceptível do que o material A2 que por sua vez, é menos susceptível que o material A1.

    Para algumas aplicações específicas, como em equipamentos nucleares, tipos especiais de material não magnetizável devem ser usados, pois req2,0 0,2 0,15-0,35 17,0-19,0 0,6 8,0-10,0 14305 303 17 [2] [3]

    A2 0,08 1,0 2,0 0,05 0,03 uerem uma permeabilidade o mais próximo possível de 1.0 G/Oe

  6. FAIXA DE TEMPERATURA

    Os aços inoxidáveis austeníticos são resistentes ao calor para temperaturas de até 400 oC em caldeiras a vapor e válvulas de pressão e resistentes à oxidação para temperaturas de até 800 oC, segundo a norma DIN 267 parte 11.

    As temperaturas mínimas de utilização são -196 oC para o material A2 e -60 oC para o material A4.

  1. SISTEMA DE DESIGNAÇÃO DE CLASSES

    A propriedade característica do aço inoxidável austenítico é que, diferentemente do aço carbono, ele não pode ser endurecido por tratamento térmico, mas somente por deformação a frio. Por este processo, o aço inoxidável austenítico tem suas propriedades mecânicas aumentadas consideravelmente.

    Os materiais A1, A2 e A4 são divididos em três classes cada um: 50 - 70 - 80, dependendo do método de produção e dimensões.

    O número da classe exprime 1/10 da resistência à tração em N/mm². Assim a classe 80 tem uma resistência à tração mínima de 800 N/mm².

    Classe 50 - Material mole obtido por deformação a quente e raramente utilizado na fabricação de fixadores.

    Classe 70 - A classe mais comumente usada para todos os fixadores deformados a frio.Esta é a classe padrão e a normalmente fornecida, a não ser que haja especificação em contrário por parte do cliente

    Classe 80 - A classe com maiores propriedades mecânicas devido a uma deformação extra a frio que coloca o material ao nível aço carbono 8.8, tornando-os assim intercambiáveis, sem a necessidade de qualquer adaptação.

  2. PROPRIEDADES MECÂNICAS
    1. MEDIDAS ACIMA DE M5

      • 1) Estes valores se aplicam somente para comprimentos até 8 x d. Nos materiais A2 e A4 a classe mais comum é a 70.
      • 2) Valores calculados em termos da área da rosca onde é aplicada a carga de tração.
      • 3) O alongamento na fratura deve ser determinado no próprio parafuso com comprimento 3 x d e não em corpo de prova preparado.

      Resistência à tração é a relação entre a máxima carga de tração aplicada e a área original da secção transversal do material.

      Limite de escoamento é a carga de tração na qual deixa de existir proporcionalidade entre a carga aplicada e a deformação ocorrida.

      Limite de escoamento de 0,2% é utilizado para classes de resistência maiores onde o limite de escoamento convencional é difícil der ser determinado, e é a carga de tração na qual, após o cessamento da mesma, o material apresenta uma deformação plástica de 0,2%.

      Alongamento é a variação do comprimento original do corpo de prova, após a fratura ocorrida no teste de tração. Normalmente é expresso em valor percentual.

      Carga de Prova é uma carga pré-determinada, geralmente um múltiplo da carga de serviço, à qual o material é submetido antes de ser admitido para uso.

    2. TORQUES DE RUPTURA PARA MEDIDAS ATÉ M16 INCLUSIVE

      Torque mínimo de ruptura para aços austeníticos nas medidas M1,6 a M16
      O torque mínimo de ruptura para aços martensíticos deverão ser acordados entre o fornecedor e o cliente.

    3. LIMITE DE ESCOAMENTO CONVENCIONAL E DE 0,2% A TEMPERATURAS ELEVADAS EM % DOS VALORES À TEMPERATURA AMBIENTE (2.1.)

      Os valores em questão se aplicam somente para fixadores enquadrados na classe 70
      O material A1 não é geralmente usado em altas temperaturas

  3. GRAVAÇÃO: GARANTIA DE QUALIDADE

    Parafusos e porcas sextavados em aço inoxidável e acima de M4 devem estar marcados com a identificação do fabricante, além do tipo material e classe de propriedade mecânica.Quando esta última não vem marcada, subentende-se que o material atende a classe 70.

Na maioria dos casos, a resistência à corrosão é ainda o único critério para a escolha de fixadores em aço inoxidável. Entretanto, pelas características mecânicas deste material, ele está sendo usado, cada vez mais, nas fixações onde resistência e confiabilidade são requeridas. Neste sentido é necessário aprimorar os conhecimentos do aço inoxidável durante a montagem e, em particular, os fatores relacionados com carga de montagem e torque.

  1. MÁXIMA PRESSÃO SUPERFICIAL ADMISSÍVEL

    Para uma boa fixação, a pressão superficial admissível é de primordial importância. Ela não deve ser excedida após a carga de montagem, e sob cargas externas atuantes entre as superfícies de contato da cabeça do parafuso, da peça fixada e da porca. Se esta regra não for seguida, a carga de montagem diminui devido à deformação plástica e a fixação ficará frouxa.

    *este valor se aplica para o material recozido. Dependendo do grau de deformação a frio ele pode ser elevado a 700 N/mm².

    A superfície pode ser aumentada utilizando-se arruelas.
    *Estas são as novas distâncias entre planos de acordo com a norma ISO.

  2. COEFICIENTES DE MONTAGEM DO AÇO INOXIDÁVEL

    A grande ductilidade do aço inoxidável austenítico não causa somente altos coeficientes de atrito UG na rosca e UK sob a cabeça do parafuso, mas também uma maior dispersão do que em outros tipos de aço. Isto significa que, para torques iguais, obteremos uma carga de montagem menor. Lubrificantes adequados podem reduzir o atrito, mas a dispersão ainda permanece. Devido ao grande número de variáveis, é aconselhável estabelecer coeficientes de atrito para cada aplicação, através de testes práticos com um torquímetro.

  3. DETERMINAÇÃO DO TAMANHO DO PARAFUSO

    Para se dimensionar o tamanho de um parafuso em aço inoxidável austenítico para substituir outro material, uma análise genérica pode ser feita, comparando-se o limite de escoamento de 0,2% de ambos (vide tab. pág. 5).

    • Classe 50 é mais de 10% inferior à classe 4.6, e desta maneira a substituição não será possível em todos os casos.
    • Classe 70 nas medidas até M20 inclusive, pode substituir a classe 8.8, observando-se a utilização de uma bitola imediatamente superior. Ex: M8, no material 8.8, deve ser substituído por M10 no material A2-70. Neste caso cargas até 30% maiores podem ser admitidas. Acima de M20 até M30, inclusive, a classe 70 é somente equivalente à classe 4.6 e a substituição não pode ser feita sem análises adicionais.
    • Classe 80 é 7% inferior à classe 8.8. Assim a substituição, de uma maneira geral, pode ser feita sem maiores problemas.Em situações críticas a diferença de 7% deve ser levada em consideração e a pressão superficial deve ser especialmente controlada.
  4. SOLDAGEM POR ATRITO (GALLING)

    Um material submetido a atrito por fricção, pode apresentar emperramento, devido a uma soldagem localizada. O aço inoxidável é mais susceptível a este problema do que os aços comuns, devido à sua maior ductilidade.

    A experiência, no entanto, tem mostrado que este problema raramente ocorre com parafusos por que o processo de deformação a frio deixa a superfície da rosca mais dura e lisa. A folga de rosca especificada pela norma também contribui positivamente para a minimização deste problema.

    Uma importante condição é que o produto esteja limpo, livre de rebarbas ou qualquer tipo de partícula estranha. Roscas danificadas ou montagens fora de alinhamento também devem ser evitadas.Juntas rígidas são melhores do que juntas elásticas.


    É aconselhável apertar a fixação lenta e uniformemente, não usando ferramentas de impacto.Convém ressaltar que para produzir uma certa carga de montagem, não somente o coeficiente de atrito é importante, mas a precisão do torque de aperto.

    A combinação de dois tipos de aço inoxidável (Ex: A2 e A4) não apresenta nenhuma vantagem com relação à soldagem por atrito. Sob condições especiais e para requisitos específicos, um lubrificante adequado deve ser usado como, por exemplo, parafina/cloreto, verniz molykote, óleo de alta pressão ou graxa resistente à corrosão.

  5. CARGAS DE MONTAGEM E TORQUES DE APERTO

    Estes valores se aplicam para os parafusos sextavados DIN 931/933 e porcas sextavadas DIN 934.

    Os torques são valores teoricamente calculados dependendo do coeficiente de atrito escolhido e baseados numa carga de montagem utilizando 90% do mínimo limite de escoamento de 0,2% durante a montagem.


    Esta tabela é somente orientativa e nenhuma garantia pode ser subentendida a partir dela.