Quando se trata de escolher o aço inoxidável para projectos como peças industriais e equipamento de cozinha, a discussão centra-se frequentemente em duas opções principais: o aço inoxidável 410 e o aço inoxidável 304. Estes dois materiais são amplamente utilizados, mas as suas áreas de resistência são muito diferentes. Este guia ajudá-lo-á a perceber as diferenças entre estes dois materiais, desde as propriedades básicas até aos casos de aplicação, para que possa fazer a escolha que melhor se adapta às suas necessidades.
As propriedades básicas de 410SS e 304SS
O aço inoxidável 410 pertence à família dos aços inoxidáveis martensíticos. As suas principais propriedades resultam da combinação de um teor de crómio de 11,5%-13,5% e de um teor de carbono de 0,15%-0,45%. O crómio confere ao aço uma resistência básica à corrosão, enquanto o elevado teor de carbono permite aumentar significativamente a sua dureza através de tratamento térmico (têmpera + revenido) para 40-58 HRC, próximo do nível dos aços para ferramentas topo de gama, adequado para o fabrico de peças que requerem elevada resistência ao desgaste e elevada resistência. No entanto, a desvantagem natural da estrutura martensítica é que tem uma resistência limitada à corrosão: é propenso a apresentar corrosão ou ferrugem quando exposto a água salgada, substâncias ácidas ou ambientes húmidos durante muito tempo. Além disso, o magnetismo do aço inoxidável 410 atravessa todos os estados (é magnético após recozimento ou endurecimento), o que pode limitar a sua aplicação em instrumentos electrónicos de precisão. Em termos de processamento, o processo de tratamento térmico do aço inoxidável 410 é complicado, exigindo um controlo preciso da temperatura de aquecimento (950-1050°C de austenitização) e da velocidade de arrefecimento (arrefecimento a óleo ou a ar). O pré-aquecimento (200-300°C) e o tratamento térmico pós-soldadura são necessários durante a soldadura para evitar fissuras.
Como produto de referência do aço inoxidável austenítico, o aço inoxidável 304 atinge um equilíbrio entre resistência à corrosão, desempenho de processamento e resistência mecânica com um rácio dourado de 18%-20% de crómio e 8%-10,5% de níquel. A adição de níquel melhora significativamente a resistência aos ácidos e álcalis (especialmente aos ácidos orgânicos fracos, como os ácidos alimentares e os detergentes), permitindo que o material permaneça estável num ambiente exposto a água, ácido ou sal. As suas caraterísticas não magnéticas (no estado recozido) e a sua excelente soldabilidade (pode ser completada sem pré-aquecimento) alargam ainda mais a sua gama de aplicações.
| Elemento | Aço inoxidável 410 | Aço inoxidável 304 |
| Crómio (Cr) | 11.5% - 13.5% | 18% - 20% |
| Carbono (C) | 0,15% - 0,45% | ≤0,08% |
| Níquel (Ni) | ≤0,6% | 8% - 10.5% |
| Manganês (Mn) | ≤1.0% | ≤2.0% |
| Silício (Si) | ≤1.0% | ≤1.0% |
| Fósforo (P) | ≤0,04% | ≤0,045% |
| Enxofre (S) | ≤0,03% | ≤0,03% |
| Ferro (Fe) | Excedente | Excedente |
Diferenças na resistência à corrosão
Digamos que está a construir um conjunto de mobiliário de exterior. Se utilizar aço inoxidável 410, notará que começa a enferrujar após algumas chuvas - mesmo que aplique óleo anti-ferrugem. Isto acontece porque o teor de crómio do aço inoxidável 410 pode resistir à ferrugem em ambientes secos, mas a proteção cai rapidamente quando confrontada com o ataque contínuo de água e oxigénio (especialmente sal). Por outro lado, os carris feitos de aço inoxidável 304 podem permanecer lisos durante anos no mesmo ambiente exterior e não necessitam de manutenção frequente, mesmo em zonas com nevoeiro salgado à beira-mar.
A principal diferença reside na capacidade de ambos resistirem aos “iões de cloreto” - as pequenas partículas de sal e de químicos que aceleram o processo de ferrugem. O aço inoxidável 410 pode resistir à ferrugem em água doce ou em ambientes com ácidos fracos (como facas de cozinha secas), mas quando entra em contacto com água salgada ou produtos químicos industriais, sofre corrosão em fossos e fendas. Com o seu teor mais elevado de crómio e níquel, o aço inoxidável 304 forma uma película de óxido auto-regenerável na superfície, que pode regenerar rapidamente a camada protetora mesmo se for riscada, o que o torna particularmente adequado para cenários com elevados requisitos de higiene, como ambientes marinhos, fábricas de produtos químicos e até equipamento de processamento de alimentos.
Dureza, força e resistência ao desgaste
Se o seu projeto requer algo que aguente uma pancada, a dureza do aço inoxidável 410 é um fator de mudança. Graças à sua estrutura martensítica, pode ser tratado termicamente para atingir níveis de dureza de 40-58 HRC (na escala Rockwell), o que é comparável aos aços para ferramentas topo de gama. Isto torna-o perfeito para aplicações onde a resistência ao desgaste é crítica, tais como instrumentos cirúrgicos (pense em bisturis que precisam de se manter afiados durante centenas de procedimentos), veios de bombas que giram a altas velocidades ou válvulas que lidam com fluidos abrasivos.
O aço inoxidável 304, embora não seja tão duro, destaca-se pela sua flexibilidade. A sua estrutura austenítica torna-o altamente dúctil, o que significa que pode ser dobrado, esticado ou moldado em formas complexas sem rachar. É por isso que é o material de eleição para painéis arquitectónicos, aparelhos de cozinha e qualquer aplicação em que o aço tenha de suportar impactos ou vibrações sem quebrar. No entanto, esta flexibilidade tem um custo: o 304 não consegue igualar a dureza do 410, pelo que é mais propenso a riscos, amolgadelas e desgaste ao longo do tempo.
Tratamento térmico e soldadura: A perspetiva da oficina
Vamos falar sobre o que acontece quando se leva estes materiais para a oficina. A capacidade de tratamento térmico do aço inoxidável 410 é tanto uma bênção como uma maldição. Por um lado, significa que pode endurecê-lo para obter arestas afiadas ou uma durabilidade extrema. Por outro lado, o processo é minucioso: é necessário aquecê-lo a 950-1050°C (1740-1920°F), temperá-lo rapidamente em óleo ou ar e, em seguida, temperá-lo a 200-750°C (390-1380°F) para equilibrar a dureza e a resistência. Se saltar um passo, acabará por ficar com uma peça frágil que racha sob tensão.
A soldadura do aço inoxidável 410 é ainda mais complicada. Uma vez que é propenso a fissuras durante o processo de arrefecimento, é necessário pré-aquecê-lo a 200-300°C (390-570°F) e efetuar um tratamento térmico pós-soldadura para aliviar as tensões. Os metais de adição têm de ser cuidadosamente escolhidos (normalmente ER308L ou ER309L) para evitar a corrosão nas juntas de soldadura. Isto faz do 410 um material difícil para amadores ou pequenas oficinas sem equipamento especializado.
O aço inoxidável 304, por outro lado, é um sonho para trabalhar. Não necessita de pré-aquecimento nem de tratamento térmico pós-soldadura e pode ser soldado utilizando métodos TIG ou MIG normais com enchimento ER308L. Embora endureça durante a maquinagem ou a conformação (o que significa que se torna ligeiramente menos dúctil à medida que o dobra ou corta), este efeito é muito menos pronunciado do que com o 410.
Custo e disponibilidade: O fator orçamento
Sejamos honestos: o custo é muitas vezes o fator decisivo na seleção do material. O aço inoxidável 410 é geralmente mais barato do que o 304 porque contém menos níquel (os preços do níquel flutuam muito e aumentam os custos do material). Isto torna-o uma opção atractiva para projectos de grande volume em que a resistência à corrosão não é a principal prioridade, tais como fixadores, rolamentos ou válvulas industriais.
O aço inoxidável 304, com o seu teor mais elevado de níquel e crómio, tem um preço superior. Mas, em muitos casos, esse prémio é justificado pela sua longevidade. Um lava-loiça em aço inoxidável 304 pode custar 20% mais à cabeça do que uma alternativa em aço inoxidável 410, mas não enferruja nem mancha, reduzindo os custos de manutenção ao longo do tempo. Da mesma forma, um depósito de produtos químicos 304 pode durar o dobro do tempo de um depósito 410 num ambiente corrosivo, compensando o investimento inicial.
Quando escolher a 410: Se estiver a trabalhar num projeto com orçamento limitado e o ambiente for relativamente seco ou ligeiramente corrosivo (por exemplo, peças de maquinaria para interiores), a 410 oferece o melhor valor.
Quando se deve optar pelo 304: Se a sua aplicação envolver a exposição à humidade, a produtos químicos ou a ácidos alimentares, o custo adicional do 304 compensa com uma manutenção reduzida e uma vida útil mais longa.
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