A complexidade do uso de aços inoxidáveis

A complexidade do uso de aços inoxidáveis

A aplicação do aço inoxidável nos produtos automotivos, principalmente no sistema de exaustão, merece uma atenção especial em vez de deixarmos as especificações Globais ditarem as regras em nosso mercado local

A aplicação do aço inoxidável nos produtos automotivos, principalmente no sistema de exaustão, merece uma atenção especial em vez de deixarmos as especificações globais ditarem as regras em nosso mercado local. Para iniciar este debate, devemos primeiro pensar a respeito da enorme evolução global dos materiais nestes produtos, ou seja, desde o emprego de ligas de aço carbono revestidas com zinco, evoluindo pelas revestidas com alumínio, inoxidáveis ferríticos e austeníticos e a aplicação dos austeníticos revestidos com alumínio.

Certamente, em nosso país, as mudanças da legislação brasileira e a acirrada concorrência no segmento automotivo foram as grandes motivadoras para a evolução destes materiais. Quando discutimos o tema tempo de garantia de veículos, um dos itens fortemente afetados é a resistência à corrosão do sistema de exaustão. Décadas atrás, os materiais para escapamentos usavam chapas de aço carbono revestidas com uma camada de alumínio, que na medida do possível tinham uma boa resistência à corrosão e atendiam precariamente ao tempo de vida da peça, mas com a entrada dos motores Flex e o aumento do tempo de garantia, estes materiais não mais atendiam às necessidades de desempenho. Portanto, iniciou-se no Brasil uma corrida em busca de novos materiais e tecnologias. Ainda neste contexto, relembro um agravante responsável por afetar o desempenho destes produtos, ou seja, o emprego do combustível etanol hidratado nos motores a combustão interna, o qual trouxe a presença de água diretamente no sistema em associação às variadas temperaturas decorrentes do emprego de catalizadores e, por fim, o meio corrosivo externo, resultando uma perda considerada da resistência à corrosão dos materiais envolvidos.

Ao mesmo tempo que estas mudanças estavam ocorrendo, iniciou-se uma procura incessante por reduções de custo e massa, levando ao afinamento das paredes das peças e tubos e à necessidade de aços inoxidáveis mais acessíveis economicamente. A revolução na aplicação de novos materiais foi enorme nestas últimas décadas, porém, hoje ainda estamos estudando possíveis melhorias e otimização destes materiais e, como exemplo, cito a liga ferrítica SS409, que é a mais comum, econômica e ainda tem uma forte preferência para uso. Mas é muito limitada para certas condições, as quais levam o setor automotivo a buscar materiais de classes mais resistentes e até partir em certos casos para as ligas austeníticas.

Atualmente, sabe-se que as opções de aços inoxidáveis nestes produtos automotivos são muito variadas e divergem entre montadoras e certamente impactam o custo devido à grande diversidade das especificações e volumes. Ainda que entendendo toda esta situação, afirmo que não temos as melhores respostas para qual material usar em vista da melhor oferta e desempenho e, portanto, digo como parte de melhorias neste campo, fornecedores de peças e montadoras deveriam se aproximar para otimizar suas ligas com as usinas e fornecedores de tubos, mas enquanto isso não ocorre de forma eficaz, resta-nos opinar os caminhos a seguir.

Primeiramente, inicio com a necessidade de novos estudos voltados aos processos produtivos destes aços, isto é, microestrutura e composição química respondem por grande parte do desempenho. Colocando esta informação de uma forma mais clara, estudos focados em tamanho de grão, segregação de elementos químicos e na estabilização dos carbonetos ainda são interessantes para aumentar a vida destes materiais antes de decidir para os mais caros e com melhores resistência à corrosão. Também nesta discussão entra um fator importante, que é o processo de soldagem, seja nas chapas ou nos tubos, no sentido de reduzir o aporte de calor nas regiões soldadas, o qual interfere fortemente na vida destes materiais, sendo um campo de P&D que merece muita atenção. Neste ponto, cito como um estudo de sucesso o emprego da soldagem Metal Cored no lugar do MIG tradicional, processo que vem sendo adotado por alguns fornecedores após os primeiros resultados já mostrarem grandes benefícios.

No campo da soldagem dos tubos com costura existe uma forte disputa entre os processos industriais, como o RW soldagem por resistência (Resistance Welding), laser ou TIG. Ou seja, a relação entre qualidade, custo de investimento, rapidez e eficiência é uma discussão constante para se decidir qual processo melhor atende o produto. Certamente, o RW e o Laser, ainda que complexos em suas regulagens, podem propiciar maior rapidez e qualidade, todavia, necessitam ter um volume adequado de produtos para justificar o alto investimento; por outro lado, o processo TIG, de baixo custo e fácil operação, ainda é uma opção eficiente para a maioria dos pequenos produtores de tubos.

Diante de todo este cenário ainda nos resta avaliar uma questão importante, a falta de opção local de matéria-prima e tubos para atender ao segmento automotivo, dificultando as discussões técnicas dentro de um campo de interesses comerciais. Penso que o domínio do conhecimento técnico deste produto, focando as condições ambientais associadas às visões de engenharias, pode ser bem melhor explorado, e a aproximação de todo segmento será fundamental para alcançar o sucesso em um produto melhor otimizado em termos de custo e desempenho, desacoplando o cenário comercial e aflorando a necessidade pura de conhecermos nossos produtos e sua condição de uso, mas isto só será possível com a presença de uma figura adicional, a universidade, que imparcialmente pode conduzir os P&D aplicados à indústria com total neutralidade de interesses.

Esta discussão é enorme e complexa, merecedora de atenção dentro das montadoras, sistemistas, usinas e da comunidade científica. Para concluir esta coluna faço uma colocação na contramão de toda esta discussão, mercados locais não oficiais de peças de reposição ainda ofertam peças de escapamentos com revestimento de zinco e certamente ainda existe um mercado consumidor para isto. Obrigado e até a próxima edição da IH.

Marco Antonio Colosio
Marco Antonio Colosio
Diretor de Associação e Atividades Estudantis da SAE BRASIL. Chairperson do Simpósio SAE BRASIL de Materiais Novos e Nanotecnologia. Engenheiro Metalurgista e Doutor em Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - USP. Professor titular do curso de Engenharia de Materiais da Fundação Santo André, lecionando diversas disciplinas na área da Metalurgia. Colaborador e associado da SAE BRASIL com mais de 29 anos de experiência no setor automotivo nos campos de especificações de materiais, análise de falhas e inovações tecnológicas

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