ASTM A522 Tipo I – Aço 9% Ni – UNS K81340
Aço ferrítico 9% níquel forjado para serviço criogênico até −196 °C
Aço baixo carbono com 8,5–9,5% Ni, forjado e laminado conforme ASTM A522/A522M para flanges, conexões e válvulas em serviço criogênico. Fornecido duplamente normalizado e revenido (NNT) ou temperado e revenido (QT), mantém tenacidade a −196 °C, sendo o material padrão de tanques e linhas de GNL.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | K81340 |
| W.Nr./EN | X8Ni9 – 1.5662 (EN 10222-3, forjados) |
| DIN | X8Ni9 |
| JIS | SL9N520 / SL9N590 (chapa, JIS G3127) |
| Comercial | 9% Ni, 9Ni |
| Outras | Chapa A353/A553 Tipo I; tubo A333 Gr 8; conexões A420 WPL8 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forjado (flanges, conexões, válvulas) | ASTM A522/A522M Tipo I; ASME SA-522 |
| Chapa | ASTM A353 (NNT) / A553 Tipo I (QT) |
| Tubo | ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8 |
| Conexões soldáveis | ASTM A420 WPL8 |
| Barra/forjado EN | EN 10222-3 X8Ni9 |
Tolerâncias e NCM
- Barras forjadas (redondas e quadradas): sobremetal de 2 mm (Ø 6–16 mm) a 24 mm (Ø 400–500 mm) no diâmetro. Ex.: Ø 100–125 mm acabado: +7 mm, tolerância +6 / −0 (comprimento até 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremetal de 4 a 9 mm no diâmetro e de 3 a 11 mm na altura, tolerância só positiva.
- Corte e usinagem: serra fita −0 / +5 a +15 mm no comprimento; jato d’água +10 % da espessura no diâmetro (mín. 2 mm); usinados −0 / +2 a +5 mm no diâmetro. Ver tabelas completas (INF 002 e INF 003, iguais para todas as ligas).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EUA, 10 dígitos)* | CN (União Europeia, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Barra laminada a quente | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Chapa grossa (> 10 mm, largura ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| Tubo sem costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Tubo com costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Flange e conexão | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Classe fiscal: aço carbono ligado (aço liga) (pela composição química, conforme as Notas do Capítulo 72 e a Nota 5 da Seção XV).
Tubos: 7304.19 e 7306.19 são tubos de linha para oleodutos e gasodutos; tubo de caldeira, trocador ou processo vai em 7304.39/7304.59 (sem costura) e 7306.30/7306.50 (com costura).
*: códigos de EUA e UE de referência. NCM pela legislação vigente (Regras Gerais de Interpretação, Notas dos Capítulos 72, 74 e 75 e Nota 5 da Seção XV). Confirme a NCM final com seu despachante conforme a dimensão e o acabamento do item. HS = 6 primeiros dígitos da NCM.
Composição química (%)
ASTM A522/A522M – Tipo I
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,13 |
| Mn | ≤ 0,90 |
| P | ≤ 0,025 |
| S | ≤ 0,025 |
| Si | 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 com desoxidação a vácuo) |
| Ni | 8,5 – 9,5 |
Calcule o carbono equivalente de ASTM A522 Tipo I – Aço 9% Ni para a soldagem →
Propriedades mecânicas
NNT ou QT – ASTM A522 Tipo I, temperatura ambiente
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 515 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 690 MPa |
| Alongamento | ≥ 22% |
| Redução de área | ≥ 45% |
| Impacto a −196 °C | Expansão lateral Charpy ≥ 0,38 mm |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | ≈ 7,86 g/cm³ (típico) |
| Módulo de elasticidade | ≈ 195 GPa (típico) |
Calcule o peso de barra, chapa ou tubo de ASTM A522 Tipo I – Aço 9% Ni →
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | −196 °C a 121 °C (escopo do A522). |
| Tratamento térmico | NNT: 900 °C ao ar + 790 °C ao ar + revenido 565–605 °C. QT: austenitizar 800 ± 14 °C, têmpera em água + revenido 565–605 °C. Resfriamento após revenido ao ar ou água a ≥ 167 °C/h. Alívio de tensões 550–585 °C. |
| Soldagem | Soldável com consumíveis à base de níquel (não usar consumível ferrítico): AWS ENiCrMo-6 / ENiCrFe-9 (A5.11), ERNiMo-8 / ERNiCr-3 (A5.14). Controlar magnetismo residual (sopro magnético) e aporte térmico; TTPS normalmente dispensado conforme código. |
| Usinagem | Semelhante a aço baixa liga de 690 MPa; boa com metal duro. |
Calcule o forjado livre em ASTM A522 Tipo I – Aço 9% Ni: redução, esbeltez e quanto material enviar →Simule o plano de corte do lingote ou da barra →
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Flanges e conexões para GNL
- Válvulas criogênicas
- Tanques e linhas de nitrogênio, oxigênio e argônio líquidos (até −196 °C)
- Terminais de regaseificação e navios de GNL
- Bocais de vasos criogênicos
Alternativas: A350 LF3 (3,5% Ni) até −101 °C, mais barato; inox 304L/316L (A182) quando se quer austenítico sem transição dúctil-frágil; Invar 36 para tubulação de baixa expansão.
ASTM A522 Tipo I: guia completo
O que é o aço ASTM A522 Tipo I
O A522 é a versão forjada do aço 9% níquel das chapas ASTM A353 e A553. Pertence à família dos aços liga, mas com uma função oposta à dos Cr-Mo: em vez de resistir ao calor, mantém tenacidade em temperaturas criogênicas em que os aços carbono e baixa liga comuns se tornam frágeis.
Composição química e papel do níquel
O níquel (8,5 – 9,5%) abaixa a temperatura de transição dúctil-frágil e, com o tratamento térmico correto, produz uma microestrutura de martensita revenida com austenita revertida estável (formada no revenido), responsável pela tenacidade a −196 °C. O carbono é mantido baixo (≤ 0,13%) e o fósforo e o enxofre são limitados a 0,025% para preservar a tenacidade.
Tratamento térmico
Duplo normalizado e revenido ou temperado e revenido, com revenimento entre 565 e 605 °C. A Dustre executa o ciclo em fornos próprios, com registro de temperatura, dentro do serviço de tratamentos térmicos, e confirma o resultado com ensaio de impacto.
Soldagem
O ponto crítico da fabricação com 9% Ni é o consumível: a solda deve ser feita com liga de níquel (ENiCrMo-6 / ERNiMo-8 ou ENiCrMo-3), porque consumíveis ferríticos não alcançam a tenacidade exigida a −196 °C. Pré-aquecimento é dispensável ou baixo, e normalmente não há tratamento térmico pós-soldagem. O material é fortemente magnético, por isso as peças devem ser desmagnetizadas antes da soldagem.
Aplicações
Flanges, conexões, válvulas, bocais e peças forjadas de tanques e tubulações de GNL, plantas de separação de ar (nitrogênio e oxigênio líquidos), etileno e outros gases liquefeitos, entre −196 °C e cerca de 120 °C.
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 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 ASTM A522 Tipo I?
Pela ASTM A522/A522M – Tipo I: C ≤ 0,13; Mn ≤ 0,90; P ≤ 0,025; S ≤ 0,025; Si 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 com desoxidação a vácuo); Ni 8,5 – 9,5.
Quais normas cobrem o ASTM A522 Tipo I?
Forjado (flanges, conexões, válvulas): ASTM A522/A522M Tipo I; ASME SA-522. Chapa: ASTM A353 (NNT) / A553 Tipo I (QT). Tubo: ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8. Conexões soldáveis: ASTM A420 WPL8. Barra/forjado EN: EN 10222-3 X8Ni9.
Até que temperatura o ASTM A522 Tipo I pode ser usado?
−196 °C a 121 °C (escopo do A522).
Quais materiais substituem o ASTM A522 Tipo I?
A350 LF3 (3,5% Ni) até −101 °C, mais barato; inox 304L/316L (A182) quando se quer austenítico sem transição dúctil-frágil; Invar 36 para tubulação de baixa expansão.
Por que o A522 Tipo I é usado em flanges e válvulas criogênicas?
O níquel de 8,5 a 9,5%, com o tratamento NNT ou QT, mantém a tenacidade a −196 °C, temperatura em que aço carbono e baixa liga comuns ficam frágeis. Por isso é padrão em GNL, oxigênio, nitrogênio e argônio líquidos.
O A522 Tipo I serve para alta temperatura?
Não. O escopo da ASTM A522 vai de −196 °C a 121 °C. Para temperatura alta, use aços Cr-Mo como o F11 ou o F9 (ASTM A182).
Onde comprar ASTM A522 Tipo I no Brasil?
A Dustre fornece ASTM A522 Tipo I em barra, chapa, tubo, bloco e peças forjadas ou usinadas, conforme disponibilidade, com certificado de qualidade. Matriz em Osasco/SP, filiais em Joinville/SC e Baixo Guandu/ES, entrega em todo o Brasil e exportação. Para cotar, fale com a Helena, nossa assistente virtual no WhatsApp +55 11 98649-0075, ou escreva para [email protected].