Ferralium 255 / F61 – UNS S32550
Aço inoxidável superduplex 25Cr-6Ni-3,5Mo-2Cu-N
Superduplex com cobre (1,5–2,5%), desenvolvido pela Langley Alloys (Reino Unido); o Cu melhora a resistência em ácido sulfúrico e à corrosão-erosão. Tem ~50% de ferrita (35–55%) e PREN ≈ 38–41 conforme a química (versão SD50 ≥ 40). A S32520 (UR 52N+, F59) é liga próxima com mais N e é aceita como alternativa em chapa. Ensaios usuais: ASTM A923 (A: metalografia; B: Charpy; C: FeCl3 a 40 °C), ASTM G48 método A a 50 °C/24 h (critério NORSOK M-630), Charpy a −46 °C (45 J méd./35 J ind.) e ferrita por ASTM E562 (35–55%).
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S32550 (S32520 = variante próxima, F59) |
| W.Nr./EN | 1.4507 – X2CrNiMoCuN25-6-3 |
| DIN | X2CrNiMoCuN25-6-3 |
| Comercial | Ferralium 255, Ferralium 255-SD50 (Langley Alloys); UR 52N+ (S32520) |
| Outras | ASTM A182 F61 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM A479 / A276 – S32550 |
| Forjado | ASTM A182 F61 (S32520: F59) |
| Chapa | ASTM A240 – S32550 / S32520 |
| Tubo | ASTM A790 / A789 |
| Offshore | NORSOK M-630 MDS D54/D57; API 6A |
| H2S | NACE MR0175 / ISO 15156-3 |
Composição química (%)
ASTM A182 F61 / A479 (UNS S32550)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,04 |
| Mn | ≤ 1,50 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,030 |
| Si | ≤ 1,00 |
| Cr | 24,0 – 27,0 |
| Ni | 4,5 – 6,5 |
| Mo | 2,9 – 3,9 |
| N | 0,10 – 0,25 |
| Cu | 1,50 – 2,50 |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Solubilizado e resfriado em água (ASTM A182 F61)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 550 MPa (SD50: ≥ 586 MPa) |
| Resistência à tração | ≥ 750 MPa (SD50: ≥ 790 MPa) |
| Alongamento | ≥ 25% |
| Redução de área | ≥ 50% |
| Dureza | 220 – 270 HB (SD50); NACE ≤ 28 HRC |
| Charpy (SD50, −46 °C) | ≥ 45 J média / 35 J individual |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,81 g/cm³ |
| Módulo de elasticidade | 199 GPa |
| Condutividade térmica (20 °C) | 14,2 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | 11,1 µm/m·K |
| Ferrita (solubilizado) | 35 – 55% |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Fabricante recomenda até 275 °C contínuo; acima disso, fragilização a 475 °C e precipitação de sigma (700–1.000 °C). Tenacidade boa até ~−46 °C. |
| Tratamento térmico | Solubilização ≥ 1.040 °C (usual 1.060–1.120 °C) com resfriamento imediato em água. Forjamento entre 1.050 e 1.250 °C, seguido de solubilização. |
| Soldagem | Consumível casado AWS A5.9 ER2553 / A5.4 E2553 (tipo Ferralium) ou ER2594/E2594. Aporte 0,5–1,5 kJ/mm, interpasse ≤ 100 °C, purga com N2; sem pré-aquecimento e sem TTPS. |
| Usinagem | Semelhante aos superduplex: exige metal duro, baixa velocidade e refrigeração; fornecido descascado/polido facilita o acabamento. |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Bombas, válvulas e eixos para água do mar
- Equipamentos de cabeça de poço e submarinos (API 6A)
- Hélices, eixos e lemes navais
- Processos com ácido sulfúrico e ácido fosfórico (via úmida)
- Lavadores de gases e ventiladores de controle de poluição
- Digestores e branqueamento em papel e celulose
- Saneamento e dessalinização
Alternativas: F53 (2507) e F55 (Zeron 100) têm PREN semelhante e maior disponibilidade; prefira Ferralium onde há H2SO4 ou erosão; para ácidos redutores fortes, ligas de níquel.
Ferralium 255 / F61: guia completo
O que é o Ferralium 255
O Ferralium 255 pertence à família dos aços inoxidáveis especiais, no grupo dos superduplex: estrutura metade ferrita e metade austenita, 25% de cromo e PREN igual ou superior a 40. Foi o primeiro superduplex comercial e distingue-se dos demais pela adição de 1,5 a 2,5% de cobre. Ferralium é o nome comercial; o UNS é S32550 e, na ASTM A182, o forjado é o F61. Não tem relação com o F60, que é o duplex 2205, apesar de o menu do site agrupar os dois.
Composição química e papel dos elementos
Cromo (24 – 27%), molibdênio (2,9 – 3,9%) e nitrogênio (0,10 – 0,25%) dão a resistência a pite e frestas, com PREN de 35 a 44; o níquel ajusta o balanço de fases; o cobre, de 1,5 a 2,5%, melhora a resistência em ácido sulfúrico e em frestas e dá à liga sua identidade. O ferro é o restante, entre 57 e 67%.
Corrosão e limites de uso
Resiste a pite e frestas em água do mar, salmouras e soluções de cloretos quentes, com excelente resistência à corrosão sob tensão, à erosão-corrosão e à cavitação, o que o faz preferido em rotores e eixos de bombas de água do mar. O cobre estende a resistência ao ácido sulfúrico e a meios redutores brandos, mas a liga não é indicada para ácido clorídrico nem para ácidos redutores quentes. O uso contínuo vai até cerca de 275 °C e o mínimo é −50 °C.
Aplicações e similares
Eixos, rotores e carcaças de bombas de água do mar e de salmoura, hastes e corpos de válvulas, parafusos e componentes offshore, equipamentos de dessulfurização de gases, de celulose e de ácido sulfúrico, e peças sujeitas a erosão e cavitação. Os superduplex F53 e F55 são as alternativas sem e com tungstênio; o 254 SMO é a opção austenítica não magnética.
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, solubilização 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 Ferralium 255 / F61?
Pela ASTM A182 F61 / A479 (UNS S32550): C ≤ 0,04; Mn ≤ 1,50; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Si ≤ 1,00; Cr 24,0 – 27,0.
Quais normas cobrem o Ferralium 255 / F61?
Barra: ASTM A479 / A276 – S32550. Forjado: ASTM A182 F61 (S32520: F59). Chapa: ASTM A240 – S32550 / S32520. Tubo: ASTM A790 / A789. Offshore: NORSOK M-630 MDS D54/D57; API 6A. H2S: NACE MR0175 / ISO 15156-3.
Até que temperatura o Ferralium 255 / F61 pode ser usado?
Fabricante recomenda até 275 °C contínuo; acima disso, fragilização a 475 °C e precipitação de sigma (700–1.000 °C). Tenacidade boa até ~−46 °C.
Quais materiais substituem o Ferralium 255 / F61?
F53 (2507) e F55 (Zeron 100) têm PREN semelhante e maior disponibilidade; prefira Ferralium onde há H2SO4 ou erosão; para ácidos redutores fortes, ligas de níquel.