ASTM A182 F6NM – UNS S41500
Aço inoxidável martensítico macio 13Cr-4Ni-Mo forjado (equivalente forjado do CA6NM)
Martensítico de baixo carbono com 3,5–5,5% Ni e 0,5–1,0% Mo, que após revenido forma austenita revertida e alcança alta tenacidade, boa soldabilidade e resistência à cavitação. É o equivalente forjado do fundido CA6NM, padrão em turbinas hidráulicas, bombas e válvulas de óleo e gás.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | S41500 |
| W.Nr./EN | 1.4313 (X3CrNiMo13-4) |
| DIN | X3CrNiMo13-4 |
| JIS | SCS6 (fundido, aproximado) |
| Comercial | 13-4, 13Cr4Ni, F6NM |
| Outras | Fundido: ASTM A743/A487 CA6NM; AISI 415 (chapa) |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forjado/flange | ASTM A182 / ASME SA-182 F6NM |
| Forjado (vasos) | ASTM A336 F6NM |
| Barra | ASTM A479 / A276 (S41500) |
| Chapa | ASTM A240 (S41500) |
| Tubo | ASTM A268 (S41500) |
| Fundido | ASTM A743 / A487 CA6NM |
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 | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barra laminada a quente | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Chapa grossa (> 10 mm, largura ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Tubo sem costura | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Tubo com costura | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| Flange e conexão | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Classe fiscal: aço inox (pela composição química, conforme as Notas do Capítulo 72 e a Nota 5 da Seção XV).
*: 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 A182 F6NM
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,05 |
| Mn | 0,50 – 1,00 |
| Si | ≤ 0,60 |
| P | ≤ 0,030 |
| S | ≤ 0,030 |
| Cr | 11,5 – 14,0 |
| Ni | 3,5 – 5,5 |
| Mo | 0,50 – 1,00 |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Temperado e revenido (ASTM A182 F6NM)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 620 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 790 MPa |
| Alongamento | ≥ 15% |
| Redução de área | ≥ 45% |
| Dureza | ≤ 295 HB |
| Serviço com H2S (NACE MR0175) | ≤ 23 HRC, duplo revenido |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,70 g/cm³ |
| Faixa de fusão | ≈ 1.450 – 1.510 °C (típico) |
| Módulo de elasticidade | 200 GPa |
| Condutividade térmica (100 °C) | ≈ 25 W/m·K (típico) |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 10,5 µm/m·K (típico) |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Uso estrutural de ≈ −50 °C (com Charpy qualificado) até ≈ 350 °C. |
| Tratamento térmico | Austenitizar a 1.010 °C mín., resfriar ao ar ou em líquido abaixo de 95 °C; revenir a 560–600 °C (ASTM A182). Para NACE MR0175/ISO 15156: duplo revenido (≈ 670 °C + 600 °C) para ≤ 23 HRC. |
| Soldagem | Boa para um martensítico: preaquecer 100–150 °C, interpasse ≤ 250 °C, tratamento pós-solda 580–620 °C. Consumíveis AWS E410NiMo-15/-16 e ER410NiMo. |
| Usinagem | Regular a boa no estado revenido (≈ 250–290 HB); comportamento próximo ao 410 temperado. |
Calcule o forjado livre em ASTM A182 F6NM: 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
- Rotores e palhetas de turbinas hidráulicas (Francis, Pelton, Kaplan)
- Impelidores e carcaças de bombas
- Corpos, bonnets e internos de válvulas O&G
- Flanges e conexões de injeção de água
- Compressores e equipamentos subsea
- Peças sujeitas a cavitação e erosão
Alternativas: 410/CA15 quando tenacidade não é crítica (mais barato); 431 para eixos com maior dureza; 17-4PH H1150D para resistência maior; duplex 2205 (F51) quando há cloretos e o PREN do 13-4 é insuficiente.
Compare ligas por meio corrosivo, concentração e temperatura →
ASTM A182 F6NM: guia completo
O que é o aço inox F6NM
O F6NM pertence à família dos aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos, no grupo dos martensíticos macios (13Cr-4Ni). F6NM é a designação do forjado na ASTM A182; o material em si é o UNS S41500, equivalente ao europeu 1.4313 e ao fundido CA6NM. O carbono limitado a 0,05% e o níquel de 3,5 a 5,5% produzem uma martensita de baixo carbono, tenaz e soldável, com pequena fração de austenita retida que absorve impacto. O molibdênio, de 0,5 a 1,0%, é obrigatório na norma e melhora a resistência ao revenido e à corrosão.
Propriedades mecânicas
Normalizado e revenido, a ASTM A182 exige limite de escoamento mínimo de 620 MPa, limite de resistência mínimo de 790 MPa, alongamento mínimo de 15%, redução de área mínima de 45% e dureza máxima de 295 HBW. Para serviço com H2S, a NACE MR0175 / ISO 15156 exige duplo revenido e dureza de até 23 HRC.
Corrosão, cavitação e limites de uso
Com PREN de 14 a 17, o F6NM resiste a água doce, vapor úmido e meios com CO2, mas é limitado em cloretos. Sua vantagem está na resistência à cavitação e à erosão, superior à dos martensíticos 410 e CA15 (o fundido equivalente, CA6NM, tem desempenho semelhante), o que o torna o padrão em rotores Francis e Pelton e em bombas de alta queda.
Aplicações
Rotores, pás e eixos de turbinas hidráulicas, carcaças e rotores de bombas de alta pressão, hastes e corpos de válvulas, componentes de cabeças de poço e de compressores, peças forjadas para o setor de energia e de óleo e gás.
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 ASTM A182 F6NM?
Pela ASTM A182 F6NM: C ≤ 0,05; Mn 0,50 – 1,00; Si ≤ 0,60; P ≤ 0,030; S ≤ 0,030; Cr 11,5 – 14,0.
Quais normas cobrem o ASTM A182 F6NM?
Forjado/flange: ASTM A182 / ASME SA-182 F6NM. Forjado (vasos): ASTM A336 F6NM. Barra: ASTM A479 / A276 (S41500). Chapa: ASTM A240 (S41500). Tubo: ASTM A268 (S41500). Fundido: ASTM A743 / A487 CA6NM.
Até que temperatura o ASTM A182 F6NM pode ser usado?
Uso estrutural de ≈ −50 °C (com Charpy qualificado) até ≈ 350 °C.
Quais materiais substituem o ASTM A182 F6NM?
410/CA15 quando tenacidade não é crítica (mais barato); 431 para eixos com maior dureza; 17-4PH H1150D para resistência maior; duplex 2205 (F51) quando há cloretos e o PREN do 13-4 é insuficiente.
Onde comprar ASTM A182 F6NM no Brasil?
A Dustre fornece ASTM A182 F6NM 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, e entrega em todo o Brasil. Para cotar, fale com a Helena, nossa assistente no WhatsApp +55 11 98649-0075, ou escreva para [email protected].
