BR0106337B1 - Composição de aço para a fabricação de peças, particularmente válvulas - Google Patents

Description

Composição de aço para a fabricação de peças, particularmente válvulas A presente invenção refere-se a composições de aço destinadas mais particularmente à fabricação de válvulas de admissão e de exaustão para veículos com motor de combustão interna.

Quando de sua utilização, esse tipo de peça é submetida a intensas solicitações mecânicas em temperaturas que não param de crescer com o aumento de potência e do rendimento dos motores. Atualmente em caso de motores dotados de turbo-compressor, essa temperatura é compreendida geralmente entre 200 e 400 °C, mas pode atingir 800 °C no nível do escapamento quando o combustível utilizado é gasolina. As válvulas de exaustão podem, assim, ser submetidas a temperaturas chegando até 900 °C a cada explosão seguida da exaustão. Os materiais utilizados para essas válvulas devem igualmente resistir a grandes e súbitas variações de temperatura.

Esse incremento das temperaturas das válvulas em serviço as torna mais suscetíveis à oxidação e à corrosão por certos componentes contidos nos combustíveis utilizados, tais como chumbo, enxofre ou pentóxido de vanádio, reduzindo conseqüentemente a sua durabilidade.

Quanto à oxidação direta do metal, ela representa o mecanismo preponderante nos países europeus, onde a regulamentação tende a impor o uso de gasolina sem chumbo e com teores de enxofre muito reduzidos, por motivos de poluição atmosférica.

Além das solicitações mecânicas verificadas durante o uso das peças acabadas, o aço ou a liga utilizada para a sua fabricação devem igualmente satisfazer certos critérios adicionais. Com efeito, a fabricação das válvulas ocorre geralmente em duas etapas. O metalurgista inicialmente elabora uma composição ou liga de aço que é fornecida ao fabricante de válvulas em forma de barras retificadas e também torneadas ou decapadas, ou então submetida a outro tratamento superficial especificado pelo cliente. Este fabricante em seguida procederá ao corte dessas barras, em uma operação denominada “corte em blocos”. Num primeiro processo de fabricação, o corte em blocos é realizado a alta temperatura, seguida pela transformação por extrusão dos blocos em válvulas a temperaturas indo de 1150 a 1200 °C, o que requer que a estrutura granular da barra fornecida permaneça estável até as temperaturas de forjamento.

Em segundo processo de fabricação denominado recalque, os blocos são obtidos por corte a temperatura ambiente, tornando indispensável que o uso de um metal pouco frágil, para evitar um corte não uniforme e o trincamento dos blocos. Foi também descoberto que, no corte a frio, ocorrem problemas ligados à segregação de carburetos nos blocos, o que notadamente acarreta um desgaste excessivo das ferramentas.

Os aços do tipo anterior apresentam problemas principalmente quando do corte, uma vez que o aparecimento de trincas nas peças obriga a regulagens freqüentes das linhas de produção.

Os materiais tradicionalmente utilizados para a fabricação de tais válvulas são principalmente aços austeníticos inoxidáveis, que tem uma base de ferro-níquel-cromo e se dividem entre os aços com alto teor de manganês (até 10 % em peso) e os aços com alto teor de níquel (até 21 % em peso). A resistência à oxidação a alta temperatura destes aços nem sempre é satisfatória, particularmente quando, por exemplo, o motor funciona em atmosfera marinha e é exposto ao cloro, ou então, quando o aumento do rendimento do motor implica em produção de gases de combustão mais quentes. Essas insuficiências têm levado os projetistas a aumentar ainda mais o teor de cromo, o que resulta no inconveniente de favorecer a formação de ferrita a alta temperatura e de fases intermetálicas as quais tornam o aço frágil nas temperaturas de utilização do motor. A presente invenção tem precisamente por objetivo evitar os inconvenientes retro mencionados das composições de aço conhecidas, colocando à disposição composições de aço apresentando principalmente resistência à oxidação, características mecânicas e de fabricação aperfeiçoadas, que possibilitem particularmente a fabricação de válvulas de escapamento com excelente resistência mecânica e resistência à oxidação, no intervalo de temperaturas de 800 a 900 0 C.

Para isto, um primeiro objeto da invenção é constituído por uma composição de aço contendo, expressos em porcentagem de peso: C 0,25 - 0,35 % Cr 24 - 28 % Ni 10 - 15 % Mn 3 - 6 % Nb 1,75 - 2,50 Λ% N 0,50 - 0,70 % Si 0, - 0,30 % sendo que C + N s 0,8 %, sendo o balanço constituído principalmente por ferro e impurezas inevitáveis.

Em uma forma de realização preferencial da invenção, a composição do aço contém expresso em porcentagem de peso: C 0,25 - 0,32 % Cr 25 - 26 % Ni 11,50 - 12,50 % Mn 4,80 - 5,20 % Nb 1,90 - 2,30 % Ν 0,61 - 0,70 % Si 0, - 0,30 % sendo que C + Ν £ 0,9 %, e sendo o balanço constituído principalmente por ferro e impurezas inevitáveis.

Com efeito, os presentes inventores descobriram, de maneira surpreendente, que as composições de aço assim definidas apresentam todas uma forma de solidificação muito próxima de um eutético entre a fase γ da austenita e uma fase que foi descoberta como sendo de um carbonitreto de nióbio Nb (C, N).

Nas figuras 1 a 3 representamos três diagramas de fase que correspondem respectivamente a: - na figura 1: composições de aço não conformes com a presente invenção comportando 0,286 % de C, 4,93% de Mn, 11,92% de Ni, 25,21 % de Cr, 0,292 % de Si, mas com 1,5 % de nióbio e 0,5 % de nitrogênio. - na figura 2: composições de aço conforme a presente invenção, idênticas às precedentes, mas comportando 1,75 % de nióbio e 0,525 % de nitrogênio. - Na figura 3: composições de aço segundo a presente invenção, idênticas às precedentes, mas comportando 2 % de nióbio e 0,55 % de nitrogênio.

As figuras 4, 6 e 7 representam estruturas de aço segundo a invenção em diferentes estágios de fabricação. A figura 5 representa uma estrutura de aço do processo anterior.

Os diagramas de fase mostrados nas figuras 1-3 foram traçados em função do teor de carbono das composições, uma vez que o conteúdo de carbono deve ficar entre 0,25 e 0,35 % em peso, por problemas de dureza, mas também porque, fora desse intervalo, formam-se precipitados à base de carburetos extremamente nocivos.

Se considerarmos a figura 1, na qual a curva indicada pelo número 1 representa a fase da austenita e a curva indicada pelo número 7 representa a fase do carbonitreto de nióbio, pode-se observar que esta última não passa acima da curva da austenita a não ser para os teores de carbono superiores a 0,5 % em peso, o que implica em que o eutético teórico γ /Nb (C, N) (representando pela letra E) situa-se à direita do diagrama.

Ao contrário, se considerarmos a figura 2, na qual as curvas têm o mesmo significado que na figura 1, verifica-se que o eutético é obtido para um teor de carbono de 0,30 % em peso.

Quando o aço líquido, o qual apresenta uma composição teórica eutética, é resfriado, verifica-se que os carbonitretos de nióbio que se formam quando se atinge a temperatura do citado eutético precipitam muito cedo, e se distribuem uniformemente no restante do aço líquido que os envolve. A estrutura resultante das operações convencionais de transformação termomecânicas, as quais em geral incluem a laminação seguida do arrefecimento das peças laminadas, é homogênea e bastante destacável. Esta estrutura é apresentada na figura 4. Essa estrutura conserva uma boa homogeneidade em toda a seção das barras na seqüência dos tratamentos térmicos ou dos reaquecimentos a temperaturas muito elevadas (> 1.100 °C) como indicado na figura 6.

Para fins de comparação, a figura 5 também mostra uma estrutura em camadas convencional obtida a partir de composições de aço austeníticos inoxidáveis conhecidos na arte. Essas camadas segregadas não são homogêneas; as camadas escuras contendo os carburetos enquanto que as camadas mais claras são isentas dos mesmos. Essas camadas são obtidas, de fato, após o estiramento da peça de aço que contém os dendritos da fase austenítica e uma rede inter dendrítica e intergranular de carburetos resultantes da reação de final de solidificação.

Essas diferenças de estrutura acarretam importantes diferenças de comportamento, principalmente quando da transformação a quente dos aços aquecidos recém preparados. Com efeito, se a estrutura da composição de aço for heterogênea, como é o caso das composições do estado da arte, a estrutura final das peças produzidas será também heterogênea, acarretando variações das propriedades do aço.

Por outro lado, a heterogeneidade da estrutura pode ter outros inconvenientes quando da fabricação das peças. Por exemplo, na fabricação de válvulas para veículos movidos por motores à combustão interna, a montadora corta arames redondos de aço com diâmetro variando de 6 a 13 mm nas linhas de produção automatizadas. Visto que a estrutura do aço não é homogênea, o corte não será uniforme, o que provoca o aparecimento de trincas e a necessidade de regulagens freqüentes nas linhas de produção.

Em uma forma de realização preferencial, os teores de nitrogênio, nióbio e carbono no aço, os quais são os três elementos componentes do carbonitreto de Nióbio Nb(C,N), são selecionados de forma que as composições de aço resultantes sejam hiper-eutéticas nos diagramas de fase teóricos. O diagrama de fases da figura 3 representa um exemplo de uma dada composição para a qual o eutético E corresponde a um teor de carbono em torno de 0,15 % em peso. As composições hiper- eutéticas, segundo a invenção, para as quais o teor de carbono é compreendido entre 0,25 % e 0,35 %, de preferência entre 0,25 e 0,32 % em peso, apresentam a vantagem de observar a precipitação dos carbonitretos de nióbio ocorre muito cedo durante o processo de solidificação, permitindo assim uma distribuição otimizada dos precipitados no metal líquido.

Devemos observar que, ainda que as composições possam ser classificadas de hiper-eutéticas nos diagramas de fase teóricos, na prática industrial os inventores observam ainda a precipitação primária da fase austeníticas. Esta discrepância entre a teoria e a realidade experimental pode se justificar pelos fenômenos de refusão, de germinação e do crescimento das fases.

Como se pode ver nestes diagramas, uma das vantagens da composição segundo a invenção, é que o eutético γ/Nb (C, N) é conservado mesmo com baixos teores de carbono, uma vez que o nitrogênio substitui o carbono no composto Nb(C,N). Pode-se, portanto conservar o efeito favorável do eutético nas estruturas solidificadas, enquanto se limita a taxa de carbono no aço, o que acarreta muitas conseqüências interessantes como será visto na seqüência.

Uma das conseqüências favoráveis dos teores limitados de carbono é que existe um amplo intervalo.de temperaturas (aproximadamente de 1.175 a 1.300 °C) no qual a estrutura é constituída exclusivamente da austenita e dos carbonitretos de nióbio. Particularmente, o desfavorável carbureto M23C6 é completamente dissolvido, o que permite um bom comportamento do metal durante as operações de transformação termomecânicas tais como a laminação, a extrusão e a forja. A presença de carbonitreto de nióbio nessa gama de temperaturas apresenta uma outra vantagem, a de limitar o engrossamento dos grãos durante os tratamentos térmicos de recristalização aplicados, e/ou na têmpera dos produtos acabados. As estruturas recristalizadas são, portanto homogêneas, propriedade esta muito apreciada e muito de difícil de obter de forma repetida utilizando as composições de aço do modelo anterior.

Os presentes inventores também procuraram limitar o teor de carbono das composições segundo a invenção, a fim de diminuir a taxa potencial de precipitação intergranular do carbureto nocivo M23C6 durante a estabilização final das peças ou durante o uso das peças fabricadas a partir deste aço. Essa taxa potencial de precipitação permanece ainda elevada nas composições segundo a invenção, posto que o nitrogênio substitui o carbono para formar os nitretos e os carbonitretos. Porém constata-se de maneira totalmente surpreendente que a ductilidade a temperatura ambiente, medida pelo alongamento no ensaio de tração A5d permanece muito boa. As características de resistência à oxidação também são excelentes.

Os presentes inventores constataram também que a estrutura obtida ao fim da solidificação dos lingotes sofre uma modificação importante depois das operações clássicas de transformação termomecânica (laminação, etc.).

Com efeito, constatou-se que a rede de bastonetes dos carbonitretos eutéticos Nb(C,N) desaparece, dando lugar a uma distribuição relativamente homogênea de carbonitretos Nb(C,N) globulares nos produtos transformados, tais como barras laminadas, por exemplo, como se pode ver na figura 6.

Enquanto os teores de nitrogênio, nióbio e carbono são tais que as composições resultantes sejam hiper-eutéticos nos diagramas de fase teóricos, os carbonitretos de nióbio só precipitam ao final da solidificação, acarretando uma repartição em principio, menos vantajosa. Obtém-se então uma estrutura denominada em forma de “escrita chinesa” (Chinese Scripts) tal como representada na figura 7. Ao mesmo tempo constata-se também de maneira surpreendente que a rede de bastonetes forma glóbulos após a forja, permitindo uma transformação ulterior sem problemas particulares. Em compensação a estrutura em camadas é mais aparente.

As excelentes propriedades observadas nas composições de aço, segundo a invenção, são obtidas graças ao equilíbrio preciso dos elementos da liga. O cromo serve essencialmente para se obter uma boa resistência à oxidação, graças à camada de óxido passivada que se forma na superfície do metal. Este tem igualmente uma influencia benéfica sobre a resistência mecânica a alta temperatura. O teor de cromo, nas composições segundo a invenção, é de 24 a 28 %, de preferência entre 25 e 26 % em peso. O níquel tem um efeito formador de austenita desejado. É limitado, em razão de seu custo, a um teor apenas o suficiente para a solidificação da matriz de forma austenitica. Seu teor nas composições segundo a invenção é de 10 a 15 %, de preferência entre 11,5 e 12,5 % em peso. O carbono tem o efeito endurecedor desejado, mas um teor muito elevado provoca a precipitação de carburetos fragilizantes e desfavoráveis para a resistência contra a oxidação. O teor do carbono nas composições, segundo a invenção, é de 0,25 a 0,35 % em peso, e preferencialmente de 0,25 a 0,32 %. O nitrogênio é um elemento altamente eficiente na formação de gama, o que possibilita notadamente às composições segundo a invenção permanecem na região austenitica retardando a precipitação das fases intermetálicas.

Porém, o seu teor é limitado em razão das dificuldades encontradas para introduzi-lo nas composições de aço em razão de seu fraco limite de solubilidade no aço líquido. O teor de nitrogênio é de 0,5 a 0,7 %, de preferência de 0,61 a 0,7 % em peso. Esses teores correspondem, por outro lado, à quase saturação no equilíbrio do metal líquido nas temperaturas convencionais de elaboração, o que é vantajoso, uma vez que essa adição é então facilitada pelos meios habituais conhecidos pelos técnicos da arte. Por outro lado, como a solidificação do aço, conforme a invenção dá origem a duas fases (austenica e do carbonitreto de nióbio) que podem aceitar maior quantidade de nitrogênio, não há reação intempestiva de desgaseificação nos lingotes, o que podería gerar bolha ou sopros indesejados. O manganês facilita a introdução do nitrogênio na composição aumentando o valor do limite de solubilidade nas fases líquida e sólida, mas sua quantidade é limitada em razão de sua nocividade para a resistência à oxidação. O teor do manganês nas composições segundo a invenção é de 3 a 6 %, de preferência de 4,8 a 5,2 % em peso. O nióbio, além de suas propriedades de formação de carbonitreto, que são favoráveis à resistência mecânica a quente, possibilita a obtenção do eutético retro descrito. O teor de nióbio nas composições, segundo a invenção, é de 1,75% a 2,50 %, de preferência 1,90 a 2,30 % em peso. O silício é limitado a um teor de 0,30 % em peso no máximo, se bem que ele melhora a resistência à oxidação, por ser fortemente formador de sigma e também por reduzir a solubilidade do nitrogênio.

As composições de aço, segundo a invenção, podem ser usadas para a fabricação de peças segundo os processos aplicados aos materiais usuais citados em referencia, levando em conta suas particularidades.

Por exemplo, o aço não pode ser preparado sob vácuo, pois é necessário saturar o líquido com nitrogênio. Para esse propósito poderá ser utilizado um forno elétrico ou um forno AOD (descarbonizador de argônio e oxigênio), ou qualquer outro meio apropriado para a preparação de aços que contenham teores elevados do elemento nitrogênio, incluindo os processos de refinação secundária por refusão sob leito eletro condutor. A refusão pode ser feita, por exemplo, sobre um leito que emprega um eletrodo consumível no caso em que se almeja um baixo nível de inclusões.

Essas operações são seguidas, eventualmente, de um processo clássico de transformação mecânica a quente, como a forja ou laminação depois de um tratamento térmico, o que pode ser executado, de preferência, com a manutenção do aço de 1.050 a 1.100 °C, durante 1 a 16 horas, exposto ao ar ou outro fluido, o que garanta uma recristalização completa com granulação fina e características satisfatórias de ductibilidade.

Os tratamentos de solubilização e recristalização, assim como o preaquecimento dos produtos para a manufatura das válvulas podem ser executados entre 1.100 e 1.200 °C, as temperaturas mais elevadas conduzindo a um crescimento limitado dos grãos. O tratamento térmico de estabilização é destinado a garantir uma certa estabilidade estrutural e dimensional nas temperaturas em que o aço será utilizado. Este tratamento poderá ser executado, por exemplo, pela manutenção a 700- 1.000 °C durante 1 a 16 horas ao ar ou em outro fluido. De uma forma geral, é preferível realizar esse tratamento a uma temperatura superior ou igual à temperatura de uso da peça em serviço.

ENSAIOS

Os símbolos utilizados a seguir têm os seguintes significados: Rm - resistência à tração;

Rpo 2 - tensão de escoamento; e Asd - alongamento em % sobre a base 5 d (d = diâmetro do corpo de prova).

Todas as porcentagens mencionadas são referidas ao peso.

Os diversos ensaios foram efetuados, de uma parte sobre duas composições, segundo a invenção, chamadas de A e B, e de outra parte sobre uma composição C, fora das reivindicações da presente patente, e criada especificamente para fins de comparação, bem como sobre três composições de aço de referencia conhecidos D, E e F.

Os três aços de referência conhecidos são os seguintes: D: X 50 Cr Mn Ni Nb N 21.9 (norma Din=1.4882) E: X 33 Cr Mn Ni Nb N 23.8 (norma Din=1.4886) F: X 35 Cr Mn Ni Nb N 25.9.

Rm, Rpo,2 e Asd são medidos por meio de um ensaio de tração: * preparados segundo a invenção Propriedades mecânicas a temperatura ambiente e a temperaturas elevadas Sendo os valores da resistência mecânica dos aços para válvula extremamente dependentes da condição térmica na qual estes foram preparados, os valores que serão comparados a seguir são valores médios obtidos em diferentes condições térmicas operacionais, compreendendo todos uma colocação em solução a alta temperatura de recozimento, seguido de um envelhecimento a mais baixas temperaturas.

Com efeito, exceto as flutuações estatísticas para os níveis de resistência entre um lote e outro (da ordem de algumas dezenas de MPa) constata-se que a elevação da temperatura de envelhecimento e/ou aumento do tempo de manutenção na temperatura de envelhecimento induzem a uma diminuição dos níveis de resistência, particularmente do limite elástico, fenômeno que é ligado à agregação dos carburetos e outros precipitados.

Isso implica em que os valores de resistência mecânicos medidos sobre uma amostra tratada por envelhecimento de curta duração a uma temperatura inferior àquela de serviço não tem nenhum significado, uma vez que esses valores vão diminuir rapidamente quando da utilização das peças manufaturadas a partir dos aços em questão. O técnico na arte considerará por outro lado, os dados fornecidos pela literatura com cautela, particularmente quando as condições do recozimento das peças testadas não sejam especificadas.

Isso porque as composições testadas foram solubilizadas a 1.160 °C durante 1 hora, a seguir resfriadas em água, depois envelhecidas durante 4 horas a 850 °C, com exceção da amostra F que foi solubilizada a 1.120 °C durante 1 hora, depois refrigerada com água e em seguida envelhecida a 820 °C durante 4 horas. O envelhecimento a 850 °C corresponde a uma temperatura estimada superior ou igual à temperatura de uso das válvulas nos motores modernos onde ocorrem temperaturas muito elevadas. * preparados segundo a invenção Constata-se então que para os envelhecimentos adaptados a uma utilização a temperatura muito elevada, as ligas segundo a invenção apresentam níveis de resistência mecânica mais elevados que os aços de referência, e ainda maiores quando o teor de nitrogênio está compreendido pelo menos entre 0,64 % e 0,70 % em peso.

Resistência à deformação por fluência Essa resistência é determinada a partir do valor da tensão do qual resulta 1 % de alongamento por deformação em 100 horas.

As três composições A, B e C foram previamente tratadas por solubilização e envelhecimento a 850 °C durante 4 horas, enquanto as composições de aços de referencia foram tratadas na forma convencional para cada, o que os favorece na comparação.

Os resultados estão agrupados na Tabela 3 * baseado na literatura técnica Ensaio de resistência à corrosão e a oxidacão 1. Resistência à corrosão por sulfato de sódio + NaCI

Esse teste possibilita reproduzir o ambiente em torno das válvulas quando elas ficam em contato com os produtos de combustão dos motores diesel em ambiente marinho, no qual a corrosão é agravada pela presença de cloretos. A amostra da peça em aço é um cilindro de 12 mm de diâmetro e 12 mm de comprimento retirado do eixo dos produtos. A amostra é pesada e depois colocada em um cadinho frio, de alumínio, que é preenchido por uma mistura de 90 % em peso de sulfato de sódio e 10 % em peso de cloreto de sódio previamente fundida durante 20 minutos no forno elétrico a uma temperatura levada a aproximadamente 927 °C. Deixa-se o conjunto no forno a essa temperatura durante 1 hora. A amostra em seguida é retirada do cadinho e deixada arrefecer ao ar livre. Em seguida é decapada por imersão durante mais ou menos 15 minutos em uma solução aquosa previamente aquecida a 100 °C e contendo 12 % de sulfato férrico a 2,6 % de uma solução de HF a 40 %, medindo-se a seguir a massa perdida.

Repete-se diversas vezes o ciclo decapagem/pesagem, fazendo-se depois um gráfico da massa da amostra em função da duração acumulada das decapagens. Nesse gráfico deve aparecer uma primeira reta que representa o ataque do óxido formado pelo contato com a mistura corrosiva, e depois uma segunda reta que representa o ataque do aço sadio pela solução de decapagem. A intercessão dessas duas retas permite obter a perda da massa da amostra Dm devida à corrosão pelo óxido de chumbo fundido. Calcula-se em seguida a taxa de corrosão C pela seguinte formula: onde: Dm - perda de massa da amostra, em g S - superfície inicial da amostra em dm2 T - duração do ensaio de corrosão em horas 2 - Resistência à oxidação pelo ar A amostra de aço é um cilindro de 6 mm de diâmetro e 20 mm de comprimento retirada do eixo dos produtos, e tendo um furo de diâmetro de 3 a 4 mm.

Este ensaio consiste em colocar a amostra em um cadinho de alumínio, e aquecê-lo a uma temperatura de 871 °C durante 100 horas em um forno elétrico, deixando então a amostra esfriar. Pesa-se a amostra antes e depois da oxidação e determina-se o aumento do pesosegundo a fórmula: Sendo: Pf - peso após a oxidação Pi - peso inicial S - Superfície inicial da amostra em dm2 Procede-se em seguida a diversas decapagens sucessivas como feito no ensaio 1. As primeiras decapagens são feitas durante 10 minutos, aumentando-se progressivamente o tempo para 20, 40 e depois 60 minutos. A decapagem é encerrada quando o metal são é atingido. O gráfico do peso da amostra em função da duração acumulada das decapagens fornece também duas retas de inclinações diferentes cuja intercessão fornece o valor da massa Pr de metal são. Calcula-se então a perda de massa seguinte: Perda de massa = Pi - Pr S

Os resultados dos ensaios de corrosão e oxidação são reunidos na tabela seguinte: 1) metal solubilizado e envelhecimento por 4 h a 850 °C 2) tratamento convencional conforme o aço.

Ainda que os tratamentos térmicos desses aços não sejam rigorosamente idênticos, constata-se que as taxas de oxidação dos aços segundo a invenção (A e B) são inferiores àquelas do aço de referência D, e são da mesma ordem de grandeza que aquelas dos melhores aços do estado da arte, ou mesmo melhores, no caso da alternativa B.

Um aumento do teor de nióbio, mantendo-se tudo igual para o restante (C/B) melhora a resistência à oxidação, pois parece que o nitrogênio forma preferencialmente o nitrato NbN, mas que o nitrato Cr2N, deixando assim o cromo livre e não fixado.

Verifica-se, pois que o aço segundo a invenção pode apresentar uma resistência muito boa à oxidação, não obstante as concentrações em C+N mais elevadas que 1 %.

De uma forma surpreendente, os presentes inventores constataram uma notável melhora da resistência a corrosão no meio Na2S04 + NaCL com o aumento do teor de nitrogênio no aço segundo a invenção. Quando o teor de nitrogênio se encontra no pico mais elevado, essa resistência à corrosão nos sais fundidos é equivalente àquela do melhor aço de referencia, não obstante uma taxa de precipitação intergranular em nitratos e carbonetos muito maior.

Verifica-se ainda que os aços, segundo a invenção apresentam também excelentes propriedades mecânicas à temperatura ambiente e em temperaturas muito altas, bem como excelente resistência à oxidação e a corrosão pelos sais fundidos.

Deve-se observar que as formas de realização da invenção acima descritas foram expostas a titulo meramente ilustrativo e não limitativo, podendo numerosas modificações serem facilmente adotadas pelos técnicos, sem se afastar do objetivo da invenção.

Assim, se a principal aplicação das composições segundo a invenção aqui descrita é na fabricação de válvulas para motores de combustão interna, é claro que a invenção não se limita a tal aplicação podendo-se utilizá-la para fabricar todas as peças que devem resistir a condições ou de mesma natureza, como pode ser o caso das ferramentas para deformação a quente, elemento de fixação (parafusos, porcas) ou mecanismos de comando, por exemplo.

Claims (7)

1. Composição de aço para a fabricação de peças, particularmente válvulas, caracterizada por compreender, expressos em porcentagem de peso: C 0,25 - 0,35 % Cr 24 - 28 % Ni 10 - 15 % Mn 3 - 6 % Nb 1,75 - 2,50 Λ% N 0,50 - 0,70 % Si 0, - 0,30 % entendendo-se que C + N > 0,8 %, e sendo o balanço constituído principalmente por ferro e impurezas inevitáveis.

2. Composição, conforme reivindicação 1, caracterizada por compreender 25 a 26 % em peso de cromo.

3. Composição, conforme reivindicações 1 a 2, caracterizada por compreender 1,90 a 2,30 % em peso de nióbio.

4 Composição, conforme reivindicações 1 a 3, caracterizada por compreender 0,61 a 0,70 % em peso de nitrogênio.

5. Composição, conforme reivindicações 1 a 5, caracterizada por apresentar C + N £ 0,9 %.

6. Composição, conforme reivindicação 1, caracterizada por compreender, expresso em porcentagem de peso: C 0,25 - 0,32 % Cr 25 - 26 % Ni 11,50 - 12,50 % Mn 4,80 - 5,20 % Nb 1,90 - 2,30 Λ% N 0,61 - 0,70 % Si 0, - 0,30 % na qual C + N £ 0,9 %, e sendo o balanço constituído principalmente por ferro e impurezas inevitáveis.

7. Composição, conforme as reivindicações 1 a 6, caracterizada por ter os teores de carbono, nitrogênio e nióbio serem também selecionados de modo que as ditas composições de aço sejam hiper-eutéticas nos diagramas de fase teóricos.