Por que os tubos de aço inoxidável passam por recozimento em solução

O aço inoxidável austenítico é amolecido por meio de tratamento em solução. Geralmente, o tubo de aço inoxidável é aquecido a aproximadamente 950–1150°C e mantido nessa temperatura por um período de tempo. Isto permite que carbonetos e vários elementos de liga se dissolvam completa e uniformemente na austenita. Em seguida, é rapidamente temperado em água para resfriamento. O carbono e outros elementos de liga não têm tempo para precipitar, resultando em uma estrutura austenítica pura. Este processo é chamado de tratamento de solução.

Existem três benefícios principais do tratamento com solução para tubos de aço inoxidável.

Primeiro, garante uma microestrutura e composição uniformes. Isto é especialmente importante para as matérias-primas porque a temperatura de laminação e a taxa de resfriamento variam entre as diferentes seções do fio-máquina laminado a quente, resultando em microestruturas inconsistentes. Em altas temperaturas, a atividade atômica se intensifica, a fase σ se dissolve e a composição química torna-se mais uniforme. O resfriamento rápido produz então uma microestrutura monofásica uniforme.

Em segundo lugar, elimina o endurecimento por trabalho, facilitando o trabalho a frio. Através do tratamento da solução, as redes cristalinas distorcidas são restauradas, os grãos alongados e quebrados recristalizam, a tensão interna é eliminada, a resistência à tração do tubo de aço diminui e o alongamento aumenta.

Terceiro, restaura a resistência à corrosão inerente ao aço inoxidável. O trabalho a frio causa precipitação de carboneto e defeitos na estrutura, reduzindo a resistência à corrosão do aço inoxidável. O tratamento em solução restaura a resistência à corrosão do tubo de aço ao seu estado original.

Para tubos de aço inoxidável, os três fatores principais no tratamento da solução são temperatura, tempo de retenção e taxa de resfriamento. A temperatura da solução é determinada principalmente pela composição química. Geralmente, classes com teores mais elevados de elementos de liga requerem uma temperatura de solução correspondentemente mais alta. Isto é especialmente verdadeiro para aços com alto teor de manganês, molibdênio, níquel e silício; somente aumentando a temperatura da solução para garantir a dissolução completa é que um efeito suavizante pode ser alcançado.

Porém, em aços estabilizados, como 1Cr18Ni9Ti, quando a temperatura da solução é alta, os carbonetos dos elementos estabilizadores se dissolvem totalmente na austenita. Durante o resfriamento subsequente, esses carbonetos precipitam nos limites dos grãos na forma de Cr23C6, causando corrosão intergranular. Para evitar a decomposição e dissolução dos carbonetos estabilizadores (TiC e Nbc), geralmente é utilizado o limite inferior da temperatura da solução.

O aço inoxidável, comumente conhecido como aço que não enferruja facilmente, na verdade possui resistência à ferrugem e resistência a ácidos (resistência à corrosão). A resistência à ferrugem e à corrosão do aço inoxidável se devem à formação de um filme de óxido rico em cromo (filme de passivação) em sua superfície. No entanto, a resistência à ferrugem e a resistência à corrosão são relativas.

Experimentos mostraram que em meios fracos, como ar e água, e em meios oxidantes, como ácido nítrico, a resistência à corrosão do aço aumenta diretamente com o aumento do teor de cromo. Quando o teor de cromo atinge uma certa porcentagem, a resistência à corrosão do aço sofre uma mudança repentina, de enferruja facilmente para não enferruja facilmente, e de não resistente à corrosão para resistente à corrosão.