17-4PH – UNS S17400 (ASTM A564 Tipo 630)
Aço inoxidável martensítico endurecível por precipitação (Cr-Ni-Cu-Nb)
O inox PH mais usado: matriz martensítica de baixo carbono endurecida por precipitação de cobre, com resistência de 930 a 1.310 MPa conforme o envelhecimento. Resistência à corrosão comparável à do 304 e superior à dos martensíticos 410/420/431.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S17400 |
| W.Nr./EN | 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4) |
| DIN | X5CrNiCuNb16-4 |
| JIS | SUS630 |
| Comercial | 17-4PH (marca AK Steel/Cleveland-Cliffs), Tipo 630 |
| Outras | 1.4548 (X5CrNiCuNb17-4-4, variante); GB 05Cr17Ni4Cu4Nb |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM A564 Tipo 630; AMS 5643; AMS 5622 (VAR) |
| Forjado | ASTM A705 Tipo 630; AMS 5643 |
| Chapa | ASTM A693 Tipo 630; AMS 5604 |
| Fundido | ASTM A747 CB7Cu-1 |
| Serviço com H2S | NACE MR0175/ISO 15156 (H1150D, ≤ 33 HRC) |
Composição química (%)
ASTM A564 Tipo 630
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,07 |
| Mn | ≤ 1,00 |
| Si | ≤ 1,00 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,030 |
| Cr | 15,0 – 17,5 |
| Ni | 3,0 – 5,0 |
| Cu | 3,0 – 5,0 |
| Nb + Ta | 0,15 – 0,45 |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Envelhecido – mínimos ASTM A564 (barra); ver tabela de envelhecimento
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| H900 – Rp0,2 / Rm | ≥ 1.170 / ≥ 1.310 MPa; A ≥ 10%; ≥ 40 HRC |
| H1025 – Rp0,2 / Rm | ≥ 1.000 / ≥ 1.070 MPa; A ≥ 12%; ≥ 35 HRC |
| H1075 – Rp0,2 / Rm | ≥ 860 / ≥ 1.000 MPa; A ≥ 13%; ≥ 32 HRC |
| H1150 – Rp0,2 / Rm | ≥ 725 / ≥ 930 MPa; A ≥ 16%; ≥ 28 HRC |
| H1150M – Rp0,2 / Rm | ≥ 515 / ≥ 795 MPa; A ≥ 18% |
| Condição A (solubilizado) | ≤ 38 HRC / 363 HB |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,78 g/cm³ (A) / 7,80 g/cm³ (H900) |
| Faixa de fusão | 1.404 – 1.440 °C |
| Módulo de elasticidade | 196 GPa |
| Condutividade térmica (100 °C) | 17,9 W/m·K (H900) |
| Expansão térmica (20–100 °C) | 10,8 µm/m·K (H900) |
| Resistividade elétrica | 98 µΩ·cm (A) / 77 µΩ·cm (H900) |
Condições de envelhecimento
| Condição | Envelhecimento | Rp0,2 mín. | Rm mín. | A mín. | Dureza mín. |
|---|---|---|---|---|---|
| A (solubilizado) | 1.040 ± 15 °C, resfriar < 30 °C | – | – | – | ≤ 363 HB / 38 HRC máx. |
| H900 | 482 °C / 1 h / ar | 1.170 MPa | 1.310 MPa | 10% | 388 HB / 40 HRC |
| H925 | 496 °C / 4 h / ar | 1.070 MPa | 1.170 MPa | 10% | 375 HB / 38 HRC |
| H1025 | 552 °C / 4 h / ar | 1.000 MPa | 1.070 MPa | 12% | 331 HB / 35 HRC |
| H1075 | 579 °C / 4 h / ar | 860 MPa | 1.000 MPa | 13% | 311 HB / 32 HRC |
| H1100 | 593 °C / 4 h / ar | 795 MPa | 965 MPa | 14% | 302 HB / 31 HRC |
| H1150 | 621 °C / 4 h / ar | 725 MPa | 930 MPa | 16% | 277 HB / 28 HRC |
| H1150M | 760 °C / 2 h / ar + 621 °C / 4 h / ar | 515 MPa | 795 MPa | 18% | ≈ 255 HB (típico) |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Até ≈ 315 °C; acima disso a exposição prolongada fragiliza (perda de tenacidade). Baixas temperaturas: preferir H1100/H1150. |
| Tratamento térmico | Solubilização (condição A) a 1.040 ± 15 °C, resfriamento ao ar ou óleo até < 30 °C; usinar em A e envelhecer depois. Envelhecimento (ASTM A564, mínimos de barra): H900 482 °C/1 h → Rp0,2 1.170 / Rm 1.310 MPa, 40 HRC; H925 496 °C/4 h → 1.070/1.170 MPa, 38 HRC; H1025 552 °C/4 h → 1.000/1.070 MPa, 35 HRC; H1075 579 °C/4 h → 860/1.000 MPa, 32 HRC; H1100 593 °C/4 h → 795/965 MPa, 31 HRC; H1150 621 °C/4 h → 725/930 MPa, 28 HRC; H1150M 760 °C/2 h + 621 °C/4 h → 515/795 MPa (≈ 255 HB). H1150D (621 °C/4 h duas vezes, ≤ 33 HRC) é a condição aceita pela NACE MR0175/ISO 15156 para serviço com H2S. |
| Soldagem | Boa por TIG, MIG, eletrodo revestido e resistência; sem preaquecimento. Soldar na condição A ou H1150 e reenvelhecer (H1150 deve ser re-solubilizado). Consumível AWS ER630 / E630 para resistência; ER308L/ER309L quando a junta não precisa da resistência do metal-base. Oxiacetileno não recomendado. |
| Usinagem | Boa na condição A (≈ 45–50% do B1112) e melhor em H1150; contração no envelhecimento de ≈ 0,05% (H900) a 0,10% (H1150). |
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Eixos de bombas e de hélices
- Hastes e internos de válvulas
- Ferragens e fixações aeronáuticas
- Prisioneiros, parafusos e acoplamentos
- Pás e componentes de turbinas
- Moldes e matrizes para plástico
- Equipamentos de papel e celulose e alimentício
Alternativas: 15-5PH quando se exige tenacidade transversal ou seções grandes; 13-8Mo para máxima tenacidade; 431 para custo menor com 800–950 MPa; Nitronic 50 ou duplex quando há cloretos/SCC; Inconel 718 ou K-500 para meios ácidos severos.
17-4PH: guia completo
O que é o aço inox 17-4PH
O 17-4PH pertence à família dos aços inoxidáveis especiais, no grupo dos endurecíveis por precipitação. Na condição solubilizada é uma martensita de baixo carbono relativamente macia; o envelhecimento entre 480 e 620 °C precipita cobre finamente disperso e eleva a resistência sem têmpera posterior, com distorção mínima. O nome indica a composição nominal, 17% de cromo e 4% de níquel, e PH significa precipitation hardening.
Propriedades mecânicas por condição
A condição determina tudo. Em H900 o limite de escoamento mínimo é de 1.170 MPa e o de resistência de 1.310 MPa, com 10% de alongamento e 388 HBW. Em H1025, a escolha usual para eixos e hastes, os mínimos são 1.000 e 1.070 MPa com 12% e 331 HBW. Em H1150 são 725 e 930 MPa com 16% e 277 HBW; a versão com duplo envelhecimento, H1150D, é a exigida pela NACE MR0175 para H2S, com dureza até 33 HRC.
Tratamento térmico
A solubilização a 1.040 °C, com resfriamento até abaixo de 32 °C, dá a condição A. O envelhecimento vai de 482 °C (H900) a 621 °C (H1150), por 1 a 4 horas, e o H1150M acrescenta um patamar a 760 °C. Uma peça em H1075 pode ser reenvelhecida a temperatura maior; para voltar a uma condição mais dura é preciso solubilizar de novo. A Dustre executa esses ciclos em fornos próprios dentro do serviço de tratamentos térmicos.
Corrosão e limites de uso
Em atmosfera, água doce, meios marinhos brandos e muitos meios químicos a resistência é semelhante à do 304 e superior à de todos os martensíticos convencionais; o PREN fica em 15 a 17, por isso cloretos concentrados e água do mar estagnada causam pite. Nas condições mais duras há risco de corrosão sob tensão e de fragilização por hidrogênio, o que leva a preferir H1025 ou acima e, em H2S, o H1150D. Sob carga, o uso vai até cerca de 315 °C.
15-5PH ou 17-4PH
As normas ASTM dão às duas ligas os mesmos requisitos mecânicos.
Aplicações
Eixos de bombas e de hélices, hastes e sedes de válvulas, acessórios e fixadores aeronáuticos, conexões hidráulicas, parafusos, buchas e anéis de desgaste, componentes de petróleo e gás, equipamentos de papel, celulose e alimentos, e peças náuticas. Para barras em medidas comerciais, veja a barra redonda 17-4PH.
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 17-4PH?
Pela ASTM A564 Tipo 630: C ≤ 0,07; Mn ≤ 1,00; Si ≤ 1,00; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Cr 15,0 – 17,5.
Quais normas cobrem o 17-4PH?
Barra: ASTM A564 Tipo 630; AMS 5643; AMS 5622 (VAR). Forjado: ASTM A705 Tipo 630; AMS 5643. Chapa: ASTM A693 Tipo 630; AMS 5604. Fundido: ASTM A747 CB7Cu-1. Serviço com H2S: NACE MR0175/ISO 15156 (H1150D, ≤ 33 HRC).
Até que temperatura o 17-4PH pode ser usado?
Até ≈ 315 °C; acima disso a exposição prolongada fragiliza (perda de tenacidade). Baixas temperaturas: preferir H1100/H1150.
Quais materiais substituem o 17-4PH?
15-5PH quando se exige tenacidade transversal ou seções grandes; 13-8Mo para máxima tenacidade; 431 para custo menor com 800–950 MPa; Nitronic 50 ou duplex quando há cloretos/SCC; Inconel 718 ou K-500 para meios ácidos severos.