AISI 403 – UNS S40300
Aço inoxidável martensítico 12% Cr de qualidade para turbinas
Variante do 410 com Si limitado a 0,50%, produzida para palhetas e componentes de turbinas a vapor e compressores. Temperável por têmpera e revenido, alia resistência mecânica moderada a alta com resistência à corrosão branda (atmosfera, vapor, água doce). Magnético em todas as condições.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S40300 |
| W.Nr./EN | ≈ 1.4006 (X12Cr13) |
| DIN | ≈ X10Cr13 |
| JIS | SUS403 |
| Comercial | Type 403 (turbine quality) |
| Outras | GB 12Cr12 (antigo 1Cr12); AMS 5611 (barra/forjado) |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM A276 / A479 (403); AMS 5611 |
| Forjado | ASTM A473 (403); AMS 5611 |
| Chapa | ASTM A240 (403, sob consulta) |
| Fio/arame | ASTM A580 |
Composição química (%)
ASTM A276 / A479 (S40300)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,15 |
| Mn | ≤ 1,00 |
| Si | ≤ 0,50 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,030 |
| Cr | 11,5 – 13,0 |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Recozido (ASTM A479); valores de têmpera e revenido dependem do revenido
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 275 MPa (recozido) |
| Resistência à tração | ≥ 485 MPa (recozido) |
| Alongamento | ≥ 20% |
| Redução de área | ≥ 45% |
| Dureza | ≤ 223 HB (recozido, A479) |
| Temperado e revenido | Rm ≈ 690–900 MPa conforme revenido (típico) |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,75 g/cm³ |
| Faixa de fusão | 1.480 – 1.530 °C |
| Módulo de elasticidade | 200 GPa |
| Condutividade térmica (100 °C) | 24,9 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | 9,9 µm/m·K |
| Resistividade elétrica | 57 µΩ·cm |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Resistência à oxidação até ≈ 700 °C (contínuo), mas a resistência mecânica cai acima de ≈ 480–540 °C; uso estrutural típico até ≈ 450 °C. |
| Tratamento térmico | Recozimento pleno 830–885 °C, resfriamento lento no forno (≤ 223 HB). Têmpera: austenitizar 925–1.010 °C, resfriar em óleo ou ar. Revenido 565–760 °C conforme resistência; evitar revenir entre 370 e 565 °C (fragilização e perda de corrosão). |
| Soldagem | Soldável com cuidado: preaquecer 200–300 °C, interpasse ≥ 200 °C, pós-aquecimento/revenido 650–760 °C. Consumíveis AWS E410/ER410 (mesma resistência) ou E309/ER309L quando não há tratamento pós-solda. |
| Usinagem | Usinabilidade razoável (≈ 55% do aço de corte fácil B1112); melhor no estado recozido ou revenido abaixo de 30 HRC. |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Palhetas de turbina a vapor e compressores
- Discos e componentes de turbina
- Parafusos e porcas
- Eixos e hastes de válvulas
- Peças de bombas em água e vapor
Alternativas: 410 para uso geral (mais barato); 416 quando a usinagem é prioritária; 422 ou 13-4 (F6NM) quando se precisa de mais resistência a quente ou tenacidade; 431 para mais corrosão.
AISI 403: guia completo
O que é o aço inox AISI 403
O 403 pertence à família dos aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos. É um aço 12% cromo da mesma classe do 410, do qual difere pelo silício, limitado a 0,50% em vez de 1,00%, e pelo cromo, limitado a 13,0%. Essa composição mais estreita dá ao 403 tenacidade mais consistente, e por isso ele é o grau clássico de palhetas de turbina a vapor.
Composição química e microestrutura
Com carbono até 0,15% e cromo de 11,5 a 13%, o 403 forma austenita acima de ≈ 900 °C e se transforma em martensita no resfriamento ao ar ou em óleo. O ferro é o restante, cerca de 85 a 88%.
Soldagem
O 403 tempera ao ar, por isso a soldagem exige pré-aquecimento a 200 – 300 °C e revenido pós-solda a 650 – 760 °C. Os consumíveis são E410 / ER410, ou um austenítico 309 quando a resistência da junta não for crítica.
Corrosão e limites de temperatura
Com PREN de 11,5 a 13, o 403 resiste bem a atmosfera, água doce, vapor e produtos de petróleo, mas não a cloretos nem a ácidos. A resistência à corrosão é máxima na condição temperada e revenida, polida e passivada.
Aplicações
Palhetas e discos de turbinas a vapor, palhetas de compressores, hastes e sedes de válvulas, eixos de bombas, parafusos e componentes de fornos e de plantas químicas em meios brandos.
Formas de fornecimento e serviços da Dustre
Barras redondas e blocos forjados em matriz aberta, cortados em serra fita na medida, com usinagem de desbaste ou acabamento, tratamento térmico (têmpera e revenido, recozimento, solubilização e envelhecimento) em fornos próprios e ensaios de dureza, tração e impacto. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do AISI 403?
Pela ASTM A276 / A479 (S40300): C ≤ 0,15; Mn ≤ 1,00; Si ≤ 0,50; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Cr 11,5 – 13,0.
Quais normas cobrem o AISI 403?
Barra: ASTM A276 / A479 (403); AMS 5611. Forjado: ASTM A473 (403); AMS 5611. Chapa: ASTM A240 (403, sob consulta). Fio/arame: ASTM A580.
Até que temperatura o AISI 403 pode ser usado?
Resistência à oxidação até ≈ 700 °C (contínuo), mas a resistência mecânica cai acima de ≈ 480–540 °C; uso estrutural típico até ≈ 450 °C.
Quais materiais substituem o AISI 403?
410 para uso geral (mais barato); 416 quando a usinagem é prioritária; 422 ou 13-4 (F6NM) quando se precisa de mais resistência a quente ou tenacidade; 431 para mais corrosão.