Aços para sistemas de escape

O sistema de escape é um dos componentes mais solicitados de um automóvel. Durante o seu funcionamento, está exposto simultaneamente à ação de altas temperaturas, humidade e substâncias químicas agressivas. Quais são os aços mais adequados para sistemas de escape do ponto de vista prático e económico?

Corrosão do sistema de escape 

Os sistemas de escape estão sujeitos a dois tipos de corrosão:

•     • Corrosão externa, provocada pela água projetada da superfície da estrada e, em particular, pelo sal utilizado para o degelo das estradas,
      • Corrosão interna, provocada pela condensação que se forma a partir dos gases de escape na parte fria do sistema de escape.

Além disso, os sistemas de escape são soldados, o que pode expor os aços inoxidáveis à corrosão intergranular.

Sistema de escape em aço não ligado 

O aço tradicional não ligado (aço comum/ao carbono) é a opção mais barata, mas apresenta também a menor resistência à corrosão. Um sistema de escape deste tipo requer substituição após apenas 18 meses, enquanto a vida útil esperada do motor e do sistema de transmissão é de cerca de 10 anos. Com os preços atuais do aço e da mão de obra, esta não é uma solução economicamente viável.

Sistema de escape em aço revestido a alumínio 

O aço não ligado pode ser revestido com uma camada de alumínio. Este elemento é significativamente mais resistente à corrosão; no entanto, na prática, isso prolonga a vida útil de tais sistemas de escape para cerca de 30 meses. Isto deve-se às difíceis condições de funcionamento dos componentes do chassis do automóvel, especialmente do escape. Trata-se de uma solução economicamente mais vantajosa do que o uso de aço comum.

Sistema de escape em aço resistente à corrosão 

A composição do aço 1.412 (comumente conhecido como aço 409) é de aproximadamente 0,02% C, 0,6% Si, 0,3% Mn, 11,4% Cr e 0,4% Ti. O crómio aumenta significativamente a resistência à corrosão externa e interna, enquanto o titânio estabiliza e garante uma microestrutura ferrítica, graças à qual o material é mais fácil de submeter a conformação a frio e apresenta melhor soldabilidade, ficando menos sujeito à corrosão intergranular. A vida útil dos sistemas de escape fabricados com este aço é de 4 a 5 anos, e o seu custo é apenas 1,5 vezes superior ao do aço comum não revestido, tornando-o uma escolha economicamente justificada.

Uma alternativa é o aço 304 / 1.4301, com um teor mais elevado de Cr e com adição de liga de níquel, mas sem titânio.

Aços para catalisadores (conversores catalíticos) 

Para os catalisadores utilizam-se aços contendo 11,5 - 19% de crómio e estabilizados com nióbio, zircónio e titânio, em várias configurações. O crómio garante a resistência à corrosão, enquanto o nióbio, o zircónio e o titânio – elementos com grande afinidade para o carbono – protegem contra a corrosão intergranular. O titânio e o zircónio previnem a formação de alterações adversas durante a soldadura, e o nióbio aumenta a tenacidade da Zona Termicamente Afetada (ZTA) e a resistência à fluência. Exemplos de ligas com estes parâmetros são o AISI 441 e o AISI 444.

Bibliografia 

Marek Blicharski, Inżynieria materiałowa STAL, Wydawnictwo WNT, ISBN 978-83-01-18955-6, Warszawa 2017