Uma Revisão sobre Aços para Aplicações Criogênicas

Resumo Sistemas criogênicos desempenharam um papel crucial em quase todas as melhores conquistas tecnológicas da humanidade. Aplicações criogênicas exigem materiais com uma combinação única de propriedades, o que limita drasticamente a escolha de materiais. Na maioria das outras aplicações de engenharia, devido à ampla personalização de suas propriedades e excelente combinação de resistência e tenacidade, juntamente com menor custo em comparação com materiais não ferrosos, os aços tornaram-se o material estrutural preferido/dominante para aplicações criogênicas. A exigência contraditória de maior resistência sem comprometer a tenacidade em temperaturas criogênicas apresentou desafios consideráveis e levou ao desenvolvimento de uma grande variedade de aços adaptados para aplicações específicas. Esta revisão é uma tentativa de examinar os aspectos metalúrgicos, seleção de materiais, avaliação de propriedades mecânicas e aplicação de vários aços padrão e não padrão para aplicações criogênicas. Esta revisão abrange a influência das baixas temperaturas nas propriedades dos materiais, testes mecânicos simulativos para avaliação de propriedades, metalurgia dos aços e exemplos de aplicação, revendo a literatura publicada até o momento. A revisão também analisa as origens da tenacidade em baixa temperatura, vários requisitos de aplicação e o trabalho realizado nos laboratórios dos autores. As questões relacionadas a testes mecânicos em baixas temperaturas e o status da geração de dados no cenário internacional foram analisadas criticamente. Aspectos da metalurgia física foram destacados na revisão, e correlações entre microestrutura-propriedade-processamento para vários aços também foram abordadas. Um dos avanços recentes em aços para aplicações criogênicas, ligas de alta entropia, que são propostas como alternativas para os aços convencionais, foi revisado, e dados de propriedades mecânicas foram analisados criticamente. O potencial de aços fabricados por adição para aplicações em baixa temperatura foi revisado. Finalmente, este artigo de revisão discute os desafios na correlação entre processamento e propriedades mecânicas para várias classes de aços para aplicações criogênicas. Também fornece informações úteis para pesquisadores que trabalham com aços para aplicações criogênicas, com um vislumbre dos avanços recentes feitos nesta área.