Aço inox F138 (316LVM) – UNS S31673
Inox austenítico 18Cr-14Ni-2,5Mo para implantes cirúrgicos
Variante do 316L com Ni e Mo mais altos, limpeza inclusionária rigorosa e microestrutura totalmente austenítica (sem ferrita delta), especificada pela ASTM F138 para barras e fios de implantes. Normalmente refundido a vácuo (VAR) ou por ESR, daí o nome 316LVM.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S31673 |
| W.Nr./EN | 1.4441 (X2CrNiMo18-15-3) |
| DIN | X2CrNiMo18-15-3 |
| Comercial | 316LVM |
| Outras | ISO 5832-1 (composição D); ASTM F139 (chapa) |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra e fio | ASTM F138 |
| Chapa e tira | ASTM F139 |
| Forjado | ASTM F621 |
| Internacional | ISO 5832-1 |
Composição química (%)
ASTM F138
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,030 |
| Mn | ≤ 2,00 |
| P | ≤ 0,025 |
| S | ≤ 0,010 |
| Si | ≤ 0,75 |
| Cr | 17,00 – 19,00 |
| Ni | 13,00 – 15,00 |
| Mo | 2,25 – 3,00 |
| N | ≤ 0,10 |
| Cu | ≤ 0,50 |
| Fe | balanço |
| Cr + 3,3×Mo | ≥ 26,0 |
Propriedades mecânicas
Barra recozida (ASTM F138); encruada entre parênteses
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 190 MPa (encruada: ≥ 690) |
| Resistência à tração | ≥ 490 MPa (encruada: ≥ 860) |
| Alongamento (4D) | ≥ 40% (encruada: ≥ 12%) |
| Extra-duro (Ø 1,6 – 6,4 mm) | Rm ≥ 1.350 MPa |
| Tamanho de grão | ASTM 5 ou mais fino |
| Inclusões (E45 A) | ≤ 1,5 fina / ≤ 1,0 grossa |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 8,0 g/cm³ |
| Faixa de fusão | ≈ 1.375 – 1.400 °C |
| Módulo de elasticidade | ≈ 193 – 200 GPa |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 15 W/m·K (típico) |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 16 µm/m·K (típico) |
| Permeabilidade magnética | não magnético (sem ferrita delta) |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Uso a temperatura corporal; não aplicável a serviço térmico. |
| Tratamento térmico | Fornecido recozido (solubilização ≈ 1.040 – 1.100 °C, resfriamento rápido) ou encruado a frio conforme a condição pedida. Sem ferrita delta, chi ou sigma (ASTM E407, 100×). |
| Soldagem | Normalmente não soldado em implantes. Em instrumental, TIG com ER316L de alta pureza (típico). |
| Usinagem | Usinabilidade inferior ao aço carbono: encrua rapidamente; usar ferramentas afiadas, ângulo de saída positivo, avanço constante sem 'esfregar' e refrigeração abundante. A limpeza inclusionária reduz a usinabilidade em relação ao 316L comum. |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Placas e parafusos de osteossíntese
- Hastes e pinos intramedulares
- Fios de Kirschner e cerclagem
- Pinos de Steinmann e fixadores externos
- Implantes temporários de trauma
Alternativas: Titânio Ti-6Al-4V ELI (ASTM F136) para implantes permanentes e melhor biocompatibilidade; aço de alto N (ASTM F1586) quando se exige mais resistência; CoCrMo (F1537) em próteses articulares.
Aço inox F138 (316LVM): guia completo
O que é o aço ASTM F138
F138 é o número da norma ASTM que especifica barras e fios de aço inoxidável para implantes cirúrgicos; o material em si tem a designação UNS S31673 e é conhecido como 316LVM (vacuum melted). Pertence à família dos aços inoxidáveis austeníticos e deriva do 316L, mas com requisitos de pureza e microestrutura que o 316L industrial não atende.
Composição química e requisitos adicionais
Cromo entre 17 e 19%, níquel entre 13 e 15% e molibdênio entre 2,25 e 3,00%, com carbono até 0,030%, enxofre até 0,010% e fósforo até 0,025%. Além da composição, a norma exige Cr + 3,3 × Mo de no mínimo 26, tamanho de grão ASTM nº 5 ou mais fino, limites de inclusões pela ASTM E45 e ausência de ferrita delta. O manganês é limitado a 2%.
Propriedades mecânicas por condição
Recozido, o F138 tem limite de escoamento mínimo de 190 MPa, limite de resistência mínimo de 490 MPa e alongamento mínimo de 40%, e esse 40% é um mínimo, não um máximo. Na condição encruada, usada em placas e parafusos ósseos, os mínimos sobem para 690 MPa de escoamento e 860 MPa de resistência, com alongamento mínimo de 12%. Na condição extra-dura, de fios e hastes finas, o limite de resistência mínimo é de 1.350 MPa.
Corrosão e biocompatibilidade
A exigência de Cr + 3,3 Mo ≥ 26 garante resistência a pite em fluido fisiológico com cloretos a 37 °C, e a refusão a vácuo reduz as inclusões que iniciam pite e trincas de fadiga. O F138 é indicado para implantes temporários, como placas, parafusos e hastes de osteossíntese, e para instrumental; implantes permanentes articulares usam ligas de titânio e de cobalto-cromo.
Aplicações
Placas, parafusos, hastes intramedulares e fios de osteossíntese, fixadores externos, instrumental cirúrgico e odontológico, componentes de equipamentos médicos em contato com o corpo. Para uso industrial genérico, o 316L comum é a escolha econômica.
Formas de fornecimento e serviços da Dustre
Barras redondas com certificado de inspeção conforme ASTM F138 e rastreabilidade de corrida, corte em serra fita na medida e usinagem de desbaste ou acabamento.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do Aço inox F138 (316LVM)?
Pela ASTM F138: C ≤ 0,030; Mn ≤ 2,00; P ≤ 0,025; S ≤ 0,010; Si ≤ 0,75; Cr 17,00 – 19,00.
Quais normas cobrem o Aço inox F138 (316LVM)?
Barra e fio: ASTM F138. Chapa e tira: ASTM F139. Forjado: ASTM F621. Internacional: ISO 5832-1.
Até que temperatura o Aço inox F138 (316LVM) pode ser usado?
Uso a temperatura corporal; não aplicável a serviço térmico.
Quais materiais substituem o Aço inox F138 (316LVM)?
Titânio Ti-6Al-4V ELI (ASTM F136) para implantes permanentes e melhor biocompatibilidade; aço de alto N (ASTM F1586) quando se exige mais resistência; CoCrMo (F1537) em próteses articulares.