--- title: "Aços maraging: composição, classes, envelhecimento e…" description: "Aprenda como os aços maraging ganham resistência e compare as classes 18Ni, AMS6515 e M789, o tratamento térmico e a manufatura aditiva." canonical: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento language: pt-br robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/maraging-steels.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/maragingové-oceli-složení-jakosti-stárnutí-a-zpracování.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/maraging-stähle-zusammensetzung-güten-auslagerung-und-verarbeitung.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-maraging-composición-grados-envejecimiento-y-procesamiento.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/aciers-maraging-composition-nuances-vieillissement-et-mise-en-œuvre.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/maraging-acélok-összetétel-minőségi-osztályok-öregítés-és-feldolgozás.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/acciai-maraging-composizione-gradi-invecchiamento-e-lavorazione.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/maragingstaal-samenstelling-kwaliteiten-veroudering-en-verwerking.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/stale-maragingowe-skład-chemiczny-gatunki-starzenie-i-obróbka.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/aços-maraging-composição-classes-envelhecimento-e-processamento.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/маражные-стали-состав-марки-старение-и-обработка.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/maraging-çelikleri-bileşim-kaliteler-yaşlandırma-ve-işleme.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/马氏体时效钢-成分-牌号-时效处理与加工.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/マレージング鋼-組成-等級-時効処理-加工.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/فولاذ-الماراجينغ-التركيب-الكيميائي-والدرجات-والتعتيق-والمعالجة.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/마레이징강-조성-등급-시효-처리-및-가공.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/मारएजिंग-इस्पात-संघटन-ग्रेड-एजिंग-और-प्रसंस्करण.md content_hash: sha256:af930e082311dbe5bd04531431a72900da92c1e0b43603a44beb0959a6c9171d generated: 2026-09-25 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento > Canonical URL: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. 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Sua matriz característica é uma martensita de baixo carbono em ripas, geralmente formada por recozimento de solubilização seguido de resfriamento a partir da região austenítica. O níquel reduz suficientemente a temperatura de início da formação de martensita para que a austenita se transforme em martensita durante o resfriamento, sem exigir o alto teor de carbono utilizado nos aços convencionais temperados e revenidos. #### Distinção fundamental O tratamento de solubilização cria uma matriz martensítica relativamente macia e usinável; o envelhecimento fornece grande parte da resistência final por meio da precipitação de intermetálicos. O aço maraging não é simplesmente martensita endurecida por têmpera. Essa martensita é resistente em comparação com a ferrita, mas é deliberadamente muito mais macia do que na condição final do aço maraging. Isso é fundamental para o conceito. A liga é projetada de modo que o tratamento de solubilização produza uma estrutura martensítica de baixo carbono relativamente dúctil e usinável; um tratamento posterior de envelhecimento provoca então a formação de fases intermetálicas nanométricas ou finas dentro dessa matriz e ao redor dela. O material não é simplesmente uma “martensita dura”. Trata-se de um aço martensítico endurecido por precipitação. Principais funções dos elementos de liga descritas para os aços maraging convencionais. | Elemento | Principal função metalúrgica | Exemplo ou qualificação | |---|---|---| | Níquel | Estabiliza a austenita e favorece a formação da matriz martensítica | Aproximadamente 18,5% no AMS6515 | | Cobalto | Altera a termodinâmica da matriz e promove a precipitação rica em molibdênio | 12,0% no AMS6515 | | Molibdênio | Participa diretamente do fortalecimento das fases intermetálicas | 4,9% no AMS6515 | | Titânio | Contribui para os precipitados de fortalecimento ricos em níquel e titânio | 1,40% no AMS6515 | | Alumínio | Pode entrar em fases intermetálicas ordenadas e afetar a precipitação | 0,10% no AMS6515 | Os elementos de liga distinguem os graus maraging das ligas comuns de ferro–níquel. Os graus convencionais contendo cobalto geralmente apresentam níquel, cobalto, molibdênio, titânio e pequenas adições de alumínio. O cobalto afeta a matriz e a resposta à precipitação, enquanto o molibdênio e o titânio participam de reações de endurecimento que produzem compostos intermetálicos. O equilíbrio exato é importante: alterar os teores de níquel, cobalto, molibdênio, titânio ou alumínio modifica as temperaturas de transformação, as populações de precipitados, a resposta ao envelhecimento, a tenacidade e a estabilidade dimensional. Composição nominal (porcentagem em massa) Adições nominais dos principais elementos de liga na designação AMS6515. A SAE AMS6515 ilustra por que um grau deve ser tratado como um material definido, e não como uma receita genérica. Ela especifica um [aço fundido](/pt-br/categorias/aço-fundido "aço fundido") sob duplo vácuo e recozido, designado “18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al”. Essa composição não é intercambiável com todo produto denominado aço maraging 18Ni. A prática de fusão, a forma do produto, a condição exigida e as faixas de composição permitidas fazem parte da especificação. O baixo teor de carbono é igualmente importante. O carbono normalmente é mantido em nível suficientemente baixo para limitar a formação de carbonetos e impedir que ele se torne a principal fonte de dureza. Em comparação com a martensita de alto carbono, a martensita resultante apresenta uma contribuição relativamente baixa do endurecimento por discordâncias e por solução sólida, deixando uma capacidade substancial para o endurecimento posterior por precipitação. Isso também ajuda a explicar por que os aços maraging podem combinar alta resistência com tenacidade e ductilidade úteis quando o tratamento térmico e a limpeza metalúrgica são controlados. Aço maraging **Aço maraging** Aço à base de ferro, com baixo teor de carbono e alto teor de níquel, que forma uma matriz martensítica durante o resfriamento e desenvolve grande parte de sua resistência de engenharia por meio da precipitação de intermetálicos induzida pelo envelhecimento. Portanto, uma descrição formal útil é mais específica do que “aço muito resistente”: um aço maraging é uma liga à base de ferro, com baixo teor de carbono e alto teor de níquel, que forma uma matriz martensítica durante o resfriamento e desenvolve grande parte de sua resistência de engenharia por meio da precipitação de compostos intermetálicos induzida pelo envelhecimento. Um aço pode ser excepcionalmente resistente sem atender a essa definição. ![Esquema comparando a martensita distorcida pelo carbono com a martensita de baixo carbono endurecida por precipitação](/images/uploads/9811da7f-21f0-423d-a60d-e23a3cf8f3bb/wiki-inline-a-labeled-comparison-of-carbon-hardening-in-conventional-steel-and-precipitation-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/9811da7f-21f0-423d-a60d-e23a3cf8f3bb/wiki-inline-a-labeled-comparison-of-carbon-hardening-in-conventional-steel-and-precipitation-2027x2560.avif "Ampliar imagem — Esquema comparando a martensita distorcida pelo carbono com a martensita de baixo carbono endurecida por precipitação") ### Por que o mecanismo definidor é o endurecimento por envelhecimento, e não o endurecimento por carbono #### A sequência do maraging 1. **Recozimento de solubilização** Dissolve os elementos de liga relevantes na austenita e estabelece um estado químico adequado. 2. **Resfriamento** Transforma a austenita em martensita em ripas com baixo teor de carbono. 3. **Envelhecimento** Permite que os átomos de soluto se agrupem e que se formem precipitados intermetálicos ordenados. 4. **Endurecimento** Os precipitados obstruem o movimento das discordâncias e elevam o limite de escoamento. A sequência térmica convencional apresenta etapas distintas. Primeiro, o recozimento de solubilização dissolve os elementos de liga na austenita e estabelece uma condição química adequada. O resfriamento produz então martensita em ripas. Na condição recém-temperada, essa martensita é relativamente macia. O envelhecimento a aproximadamente 480 °C provoca a aglomeração dos átomos de soluto e a formação de precipitados intermetálicos ordenados. Esses precipitados dificultam o movimento das discordâncias, produzindo o grande aumento do limite de escoamento associado ao grau. \[1\] \[1\] **Maraging Steels**. ASM International. ASM Handbook, 2018. ASM Handbook, Volume 4A, Steel Heat Treating Fundamentals and Processes O capítulo *Aços maraging* da ASM International, de 2018, descreve a sequência como recozimento de solubilização, formação de martensita, envelhecimento, precipitação e ordenação de curto alcance. A mesma fonte situa o principal tratamento de precipitação em aproximadamente 480 °C e relata limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa. Esses valores descrevem o resultado de uma composição e de um histórico térmico específicos, e não uma propriedade intrínseca de todo aço de níquel com baixo teor de carbono. A designação 18Ni(250) corresponde aproximadamente a uma classe de resistência de 250 ksi, ou cerca de 1720–1725 MPa. Limited evidence A referência de materiais da NASA, de 2018, identifica o 18Ni(250) como um aço martensítico em ripas de ferro–níquel e baixo carbono, endurecido por envelhecimento mediante precipitação de compostos intermetálicos a aproximadamente 480 °C. A designação “250” se refere aproximadamente a uma classe de resistência de 250 ksi, ou cerca de 1720 MPa, e não a uma porcentagem de carbono nem a uma fórmula química universal. Designações relacionadas, como 18Ni(300) e 18Ni(350), indicam classes nominais de resistência mais elevadas, mas a designação, por si só, não elimina a necessidade de verificar a especificação aplicável e a condição de tratamento térmico. Os aços maraging obtêm a maior parte de sua resistência final da precipitação de intermetálicos induzida pelo envelhecimento, e não do endurecimento por carbono. Strong evidence O NIST Internal Report 8582, publicado em 2025, afirma diretamente a distinção: a solubilização e a têmpera criam primeiro uma martensita relativamente macia; depois, o tratamento térmico de precipitação gera precipitados finos e alta resistência, ductilidade e tenacidade. Em um aço carbono convencional temperado e revenido, o carbono retido na martensita e as reações posteriores de revenimento dominam o mecanismo de endurecimento. No aço maraging, o nível deliberadamente baixo de carbono faz com que essa explicação seja incompleta e geralmente enganosa. O evento decisivo de endurecimento é a precipitação. #### Não transfira cegamente um ciclo de envelhecimento Aproximadamente 480 °C é um regime de envelhecimento de referência, não uma prescrição universal. O subenvelhecimento pode deixar a resistência abaixo da especificação, enquanto tempo ou temperatura excessivos podem engrossar os precipitados e reduzir o endurecimento. Use o ciclo qualificado para o grau exato, a forma do produto e o histórico térmico anterior. O superenvelhecimento mostra por que a resposta é metalúrgica, e não meramente térmica. Um envelhecimento insuficiente pode deixar a população de precipitados abaixo do necessário para a resistência especificada. Um envelhecimento excessivamente longo ou realizado a temperatura muito alta pode engrossar os precipitados e reduzir o endurecimento, enquanto uma exposição térmica excessiva pode alterar a matriz e a condição dimensional. A temperatura nominal de envelhecimento não substitui um ciclo completo: a espessura da seção, a uniformidade do forno, o tratamento de solubilização anterior, a taxa de resfriamento e a forma do produto influenciam o resultado. A rota de processamento acrescenta outra variável. A fusão em leito de pó a laser pode produzir células finas de solidificação, tensões residuais, porosidade, textura e microestruturas dependentes da direção antes mesmo do início de qualquer tratamento térmico convencional. A NIST Technical Note 2352, publicada em 2025, avalia tratamentos de recozimento de solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento para o M789 sem cobalto produzido por fusão em leito de pó a laser. Esse trabalho demonstra que uma liga maraging fabricada por manufatura aditiva não pode ser automaticamente considerada equivalente a um material conformado de composição nominal semelhante. O estudo *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel*, da NIST, publicado em 2024, também relatou variações na dureza e na rigidez conforme a direção de fabricação. Suas medições de permeabilidade magnética detectaram danos por fadiga antes da ruptura, mostrando que o problema processo–estrutura se estende para além das propriedades iniciais de tração. A manufatura aditiva não altera a definição de aço maraging, mas modifica a microestrutura inicial que o tratamento térmico deve condicionar. ### Distinção entre nomes de graus e descrições genéricas Nomes de graus, classes de resistência e especificações identificam diferentes tipos de informação. | Designação | Significado | O que ela não estabelece | |---|---|---| | Maraging | Família metalúrgica baseada em martensita com baixo teor de carbono e endurecimento por precipitação | Uma única composição química ou nível de propriedades | | 18Ni(250) | Família nominal 18Ni e classe de resistência de aproximadamente 250 ksi | Uma especificação química ou certificação completa | | 18Ni(300) | Família nominal 18Ni e classe de resistência mais elevada | Composição química equivalente à de todos os outros graus 18Ni | | M789 | Grau de maraging sem cobalto | Intercambiabilidade com graus 18Ni que contêm cobalto | | AMS6515 | Especificação de uma liga específica, rota de fusão, condição e forma do produto | Um sinônimo genérico de aço maraging 18Ni | “Maraging” é o nome de uma família metalúrgica; “18Ni(250)”, “18Ni(300)”, “18Ni(350)”, “M789” e “AMS6515” identificam sistemas de graus, classes de resistência ou especificações específicas. Eles não devem ser usados como sinônimos. Os graus clássicos 18Ni são geralmente associados a composições contendo cobalto. Os graus sem cobalto foram desenvolvidos considerando diferentes aspectos de composição, custo, disponibilidade e processamento, mas a remoção do cobalto não deixa inalteradas todas as demais variáveis metalúrgicas. O M789, por exemplo, é um aço maraging sem cobalto com projeto de liga, comportamento de precipitação, requisitos de tratamento térmico e limites de propriedades do produto próprios. Chamá-lo simplesmente de “18Ni(300)” eliminaria informações necessárias para interpretar sua resposta. O níquel, por si só, também não torna um aço maraging. Muitos aços inoxidáveis, criogênicos, estruturais e endurecíveis por precipitação contêm níquel, mas formam matrizes diferentes ou dependem de outras reações de endurecimento. Um aço contendo níquel que seja endurecido principalmente por carbono, nitrogênio, precipitação de carbonetos, precipitação de cobre ou produtos de transformação pertence a outra classe, a menos que sua metalurgia especificada atenda à definição de maraging. O atalho inverso também está errado: nem todo aço de ultra-alta resistência é maraging. Aços bainíticos, aços-liga temperados e revenidos, aços-ferramenta e alguns aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação podem alcançar resistências comparáveis por meio de mecanismos diferentes. O nível de resistência é uma evidência de desempenho, não uma prova de identidade. A identificação correta exige a designação do grau, os limites químicos, os requisitos de fusão e de forma do produto, a condição de tratamento térmico e a reação de precipitação que produz as propriedades especificadas. ## A composição dos aços maraging convencionais O aço maraging é definido menos por uma única receita de liga do que por uma estratégia de composição e tratamento térmico. Sua matriz é uma martensita de ferro–níquel com teor muito baixo de carbono, deliberadamente produzida com dureza suficientemente baixa após a têmpera para permitir um endurecimento substancial durante o envelhecimento. Níquel, cobalto, molibdênio, titânio, alumínio e adições menores controlam então a formação, a distribuição e a estabilidade dos precipitados responsáveis pelo endurecimento. O resultado é uma rota de endurecimento diferente daquela dos aços-carbono convencionais. Em um aço-carbono, o resfriamento rápido produz martensita dura porque o carbono retido em solução supersaturada distorce a rede tetragonal de corpo centrado. Os aços maraging contêm tão pouco carbono que esse mecanismo contribui relativamente pouco. Após o recozimento de solubilização e a têmpera, a matriz é geralmente uma martensita de baixo carbono em ripas, com dureza relativamente baixa e boa usinabilidade. O NIST Internal Report 8582 descreve a sequência como solubilização e têmpera para formar martensita relativamente macia, seguidas de tratamento térmico de precipitação, que produz precipitados finos e elevada resistência, ductilidade e tenacidade. O envelhecimento ocorre comumente próximo de 480 °C, quando se formam compostos intermetálicos e a ordenação de curto alcance também pode contribuir para o endurecimento. Essa distinção é importante quando se discute a composição. Um elemento de liga pode influenciar a formação da martensita, a química dos precipitados, a estabilidade da austenita, a estrutura dos grãos ou os quatro aspectos. Seu percentual nominal não pode ser interpretado independentemente da designação do grau, da prática de fusão, da forma do produto e do histórico térmico. ### O papel do níquel na matriz martensítica O níquel é o principal elemento de liga formador da matriz nos aços maraging convencionais. Ele estabiliza a austenita na temperatura de recozimento de solubilização, permitindo que o aço seja processado como uma solução sólida rica em níquel antes do resfriamento. Durante a têmpera, a austenita se transforma em martensita em ripas, embora o teor de carbono seja muito baixo. Assim, o níquel contribui para criar a estrutura martensítica inicial de baixo carbono da qual depende o posterior endurecimento por precipitação. O teor de níquel também está relacionado ao equilíbrio entre a formação de martensita e a austenita retida. Uma quantidade insuficiente de níquel pode reduzir a estabilidade da faixa de processamento austenítico desejada e alterar o comportamento da transformação. Teores mais elevados de níquel podem aumentar a estabilidade da austenita e, dependendo da composição completa e do tratamento térmico, promover austenita retida ou reversão durante o envelhecimento. A matriz não é simplesmente um recipiente passivo: seu teor de níquel afeta a força motriz química para a precipitação posterior e a resposta ao superenvelhecimento. A designação conhecida 18Ni(250), utilizada pela NASA em uma referência de materiais de 2018, identifica um grau de aço maraging com aproximadamente 18% de níquel e um nível nominal de resistência de 250 ksi. A designação não constitui uma especificação química completa. Ela comunica uma família de graus e uma classe de resistência esperada, enquanto a especificação do material aplicável controla os limites de níquel, cobalto, molibdênio, titânio, alumínio, carbono e outros elementos. A SAE AMS6515 fornece um exemplo mais preciso. Ela especifica aço fundido sob duplo vácuo e recozido, destinado a barras, forjados, tubos e anéis, com a composição expressa como **18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al**. Essa composição não deve ser tratada como a fórmula de todos os aços maraging 18Ni. Ela é a composição identificada por essa designação específica da AMS, e sua resposta depende dos requisitos especificados para o produto e para o tratamento térmico. O níquel também contribui para a tenacidade da matriz de baixo carbono. Como a martensita temperada não sofre deformação intensa causada pelo carbono, os aços maraging podem combinar um elevado potencial de resistência com uma tenacidade à fratura útil, desde que inclusões, segregação, tamanho do grão da austenita prévia, engrossamento dos precipitados e defeitos de processamento permaneçam sob controle. A resistência não provém apenas do níquel. O níquel estabelece a matriz e as condições de transformação; o principal aumento da dureza ocorre durante o envelhecimento. ### Cobalto e molibdênio como contribuintes para o endurecimento por precipitação O cobalto é característico de muitos graus maraging convencionais de alta resistência. Em geral, ele não é considerado o único elemento formador de precipitados. Em vez disso, o cobalto modifica a termodinâmica e a cinética da matriz, de modo que precipitados intermetálicos contendo molibdênio e níquel se formem de maneira mais eficaz durante o envelhecimento. O cobalto pode reduzir a solubilidade do molibdênio na martensita de ferro–níquel, aumentando a força motriz química para a precipitação rica em molibdênio. Ele também afeta a transformação martensítica e a resposta da liga durante o reaquecimento. Ordenação de curto alcance **Ordenação de curto alcance** Arranjo químico local no qual os átomos de soluto desenvolvem relações preferenciais com os átomos vizinhos antes ou simultaneamente à formação de precipitados identificáveis. O molibdênio contribui diretamente para o endurecimento por precipitação. Durante o envelhecimento, ele participa de fases intermetálicas finas, frequentemente descritas nos aços maraging convencionais como precipitados ricos em molibdênio associados ao níquel e ao ferro. A população exata de precipitados depende do grau e do tratamento; descrições simplificadas que atribuem um único composto a todos os aços maraging são enganosas. Clusters iniciais em escala nanométrica, regiões ordenadas e partículas intermetálicas posteriores podem surgir em sequência, sendo que seu tamanho e espaçamento determinam a resistência, enquanto seu engrossamento a reduz. A interação entre cobalto e molibdênio explica por que a composição nominal deve ser interpretada como um sistema. Na AMS6515, a combinação de **12.0% de cobalto** e **4.9% de molibdênio** não equivale à adição isolada de qualquer um desses elementos. Os **18.5% de níquel** especificados fornecem a matriz, enquanto o cobalto e o molibdênio ajudam a estabelecer uma resposta à precipitação capaz de produzir uma condição envelhecida de alta resistência. A ASM International relatou em 2018 que os aços maraging comerciais abrangem limites de escoamento de aproximadamente **1030 a 2420 MPa**, uma faixa que reflete diferenças de composição, grau, tratamento de envelhecimento e condição do produto, e não uma única química universal. Portanto, os graus contendo cobalto não podem ser substituídos diretamente por graus sem cobalto simplesmente igualando o teor de níquel. O M789 sem cobalto ilustra esse ponto. Ele pertence a uma abordagem composicional diferente, na qual o endurecimento por precipitação é obtido sem a adição convencional de cobalto, com outros ajustes de liga fornecendo a resposta necessária. Seu tratamento de solubilização, sua temperatura de envelhecimento e sua janela de processo admissível devem ser estabelecidos especificamente para o M789. A rota de fabricação acrescenta outra variável. A NIST Technical Note 2352, publicada em 2025, avalia tratamentos de recozimento de solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento para o M789 sem cobalto produzido por fusão em leito de pó a laser. Esses tratamentos se aplicam a um material que se inicia com uma microestrutura solidificada rapidamente e construída de forma direcional, e não com a mesma estrutura homogeneizada esperada de um produto convencional conformado. O nome do grau, por si só, não prevê distribuições idênticas de precipitados nessas diferentes rotas. ### Titânio, alumínio e adições menores O titânio é uma poderosa adição formadora de precipitados em muitos graus maraging. Ele pode contribuir para a precipitação de intermetálicos ricos em níquel e titânio durante o envelhecimento, produzindo uma população densa de partículas de endurecimento em escala nanométrica quando o tratamento é devidamente controlado. Consequentemente, o teor de titânio é uma das diferenças mais importantes entre graus nominalmente semelhantes. Na AMS6515, o titânio é especificado em **1.40%**, uma adição substancial que deve ser considerada em conjunto com seus 18.5% de níquel, 12.0% de cobalto e 4.9% de molibdênio. O alumínio está presente em um nível muito mais baixo no exemplo da AMS6515, **0.10%**, mas uma concentração pequena não significa um efeito metalúrgico desprezível. O alumínio pode entrar em fases intermetálicas ordenadas, alterar as reações de precipitação e afetar a desoxidação e as populações de inclusões. Seu papel depende do restante da composição e do ciclo de envelhecimento. Um grau rico em titânio com uma adição residual de alumínio não produzirá necessariamente a mesma população de partículas que um grau com mais alumínio e menos titânio. O carbono normalmente é limitado a níveis muito baixos, pois o excesso de carbono desviaria o endurecimento para a formação de carbonetos e para uma martensita distorcida pelo carbono. Isso poderia consumir titânio ou molibdênio, criar inclusões indesejáveis, reduzir a tenacidade e prejudicar o controle sobre a reação intermetálica pretendida. O silício e o manganês geralmente são controlados, e não utilizados como os principais elementos de endurecimento; o enxofre e o fósforo são restringidos porque inclusões e segregação nos contornos de grão podem prejudicar a ductilidade e o desempenho em fadiga. Boro, zircônio, cálcio ou outras adições menores podem aparecer em determinadas especificações para controlar contornos de grão, inclusões ou o comportamento durante o processamento, mas não são características universais da família dos aços maraging. A mesma cautela se aplica ao material produzido por manufatura aditiva. A NIST relatou em 2024 que corpos de prova de aço maraging produzidos por fusão em leito de pó a laser apresentaram variações de dureza e rigidez conforme a direção de construção. O estudo também constatou que medições de permeabilidade magnética poderiam detectar danos por fadiga antes da falha. Essas constatações reforçam o ponto central: a composição estabelece as possibilidades de precipitação, mas a prática de fusão, os gradientes térmicos, a porosidade, a textura, o tratamento de solubilização e o envelhecimento determinam a estrutura efetivamente obtida. O aço maraging é, portanto, um sistema de endurecimento por precipitação específico de cada grau e dependente do processo — não apenas um aço com alto teor de níquel e um número de resistência excepcionalmente elevado. ## Classes, Designações e o Significado de 18Ni(250) ### Designações nominais de 18Ni e classes de resistência A família 18Ni é definida, antes de tudo, por seu conceito metalúrgico: um aço com teor muito baixo de carbono e rico em níquel, que forma uma matriz tenaz de martensita em ripas e é então endurecido por envelhecimento. A parte “18Ni” é uma referência à composição nominal, não uma especificação química completa. As classes convencionais contendo cobalto geralmente apresentam cerca de 18% de níquel, juntamente com cobalto, molibdênio, titânio e pequenas adições, como alumínio. O carbono é deliberadamente mantido em níveis muito baixos, comumente em torno de 0,03% ou menos, para que o aço não dependa da supersaturação de carbono e da formação de carbonetos para sua principal resposta de endurecimento. Essa distinção separa o aço maraging do aço-liga convencional temperado e revenido. O recozimento de solubilização e o resfriamento transformam a austenita em martensita, mas essa martensita inicial é comparativamente macia. O grande aumento de resistência ocorre após um tratamento separado de precipitação. O Relatório Interno NIST 8582, publicado em 2025, descreve claramente a sequência: a solubilização e a têmpera produzem martensita relativamente macia; em seguida, o tratamento térmico de precipitação forma precipitados finos e aumenta a resistência, mantendo ductilidade e tenacidade úteis. O endurecimento por transformação cria a matriz; o endurecimento por precipitação fornece a resistência excepcional. As designações 18Ni entre parênteses são abreviações da classe de resistência, não especificações completas do material. | Designação | Referência nominal da classe de resistência | É necessária uma especificação? | |---|---|---| | 18Ni(200) | Classe de aproximadamente 200 ksi | Sim | | 18Ni(250) | Classe de aproximadamente 250 ksi | Sim | | 18Ni(300) | Classe de aproximadamente 300 ksi | Sim | | 18Ni(350) | Classe de aproximadamente 350 ksi | Sim | Os números entre parênteses usados com as classes convencionais — 18Ni(200), 18Ni(250), 18Ni(300) e 18Ni(350) — são referências a classes de resistência. Eles estão associados aproximadamente a níveis de resistência à tração de 200, 250, 300 e 350 ksi, respectivamente, após o tratamento de envelhecimento especificado, embora os requisitos exatos de propriedades dependam da especificação de material aplicável, da forma do produto, da direção do ensaio e da condição. Portanto, essas designações funcionam como abreviações na literatura de engenharia, na prática de projeto e nas discussões sobre materiais aeroespaciais. Elas não substituem uma especificação de aquisição ou certificação. A faixa de resistência dos aços maraging comerciais é ampla. A publicação *Aços Maraging* da ASM International, de 2018, relata limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa. Essa faixa não pode ser explicada apenas pelo rótulo “18Ni”. O teor de níquel, os níveis de cobalto e molibdênio, as adições de titânio ou alumínio, a prática de fusão, o tamanho da seção, o tratamento de solubilização, a temperatura de envelhecimento e o tempo de envelhecimento influenciam o resultado final. A designação fornece uma indicação útil da família e da classe de resistência, mas não elimina essas variáveis. A composição também varia entre classes que às vezes são agrupadas em descrições gerais. Uma classe convencional 18Ni contendo cobalto não é quimicamente intercambiável com o M789 sem cobalto. O M789 foi desenvolvido como um aço maraging sem cobalto, e suas reações de precipitação, resposta térmica e janela de processamento devem ser avaliadas segundo suas próprias características. Chamar ambos os materiais de “aço maraging” identifica seu mecanismo de endurecimento por envelhecimento; isso não estabelece equivalência química nem equivalência de propriedades. As normas acrescentam outro nível de precisão. A SAE AMS6515, por exemplo, é redigida como *Steel, Maraging Bars, Forgings, Tubing, Rings, 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, Double Vacuum Melted, Annealed*. A composição incorporada nessa designação é específica: 18,5 de níquel, 12,0 de cobalto, 4,9 de molibdênio, 1,40 de titânio e 0,10 de alumínio, com fusão dupla a vácuo e condição de fornecimento recozida. Ela não é simplesmente outra forma de escrever “18Ni(250)”. Um documento técnico deve reproduzir essa classe e essa especificação exatamente, incluindo o número da norma e a forma do produto indicada, quando pertinente. ### 18Ni(250) e a referência de aproximadamente 250 ksi **Referência 18Ni(250)** Classe nominal de resistência 250 ksi Equivalente métrico aproximado 1724 MPa Matriz Martensita em ripas de ferro–níquel com baixo teor de carbono Temperatura de endurecimento por envelhecimento Cerca de 480 °C Limitação da designação Não é uma especificação química completa A NASA utiliza 18Ni(250) como uma designação representativa de aço maraging e a identifica como aproximadamente 250 ksi. Como 1 ksi equivale a cerca de 6,895 MPa, 250 ksi correspondem a aproximadamente 1724 MPa. Esse valor é uma referência conveniente a uma classe de resistência, não uma afirmação de que todo corpo de prova de 18Ni(250) será ensaiado precisamente a 250 ksi ou de que todo valor relatado se refere à mesma propriedade. Esse ponto é importante porque “250 ksi” pode ser interpretado como resistência à tração, enquanto uma norma também pode especificar limite de escoamento, alongamento, redução de área, dureza ou desempenho ao impacto. A propriedade relevante também pode variar com a orientação e a geometria do produto. Uma barra, um forjado, um anel, uma chapa e uma peça fabricada aditivamente podem pertencer a uma mesma família ampla de classes, mas responder de maneiras diferentes ao tratamento de solubilização e ao envelhecimento. Seções grandes podem desenvolver gradientes térmicos durante o tratamento em forno; seções finas podem resfriar mais rapidamente. O ensaio de um corpo de prova longitudinal de uma barra não estabelece automaticamente o desempenho na direção transversal ou ao longo da espessura. A descrição da NASA é metalurgicamente mais informativa do que o número de resistência isoladamente. Ela identifica 18Ni(250) como uma martensita em ripas de ferro-níquel com baixo teor de carbono, endurecida por envelhecimento mediante precipitação de intermetálicos a aproximadamente 480 °C. A ASM International também situa o principal tratamento de precipitação próximo de 480 °C e descreve a sequência de endurecimento como recozimento de solubilização, formação de martensita, envelhecimento, precipitação e ordenação de curto alcance. A matriz não se torna excepcionalmente resistente simplesmente por meio da têmpera. O tratamento de envelhecimento a modifica ao produzir fases intermetálicas finas, que geralmente envolvem níquel, molibdênio, titânio e elementos de liga relacionados. A classe nominal continua sendo útil. Ela permite ao projetista distinguir uma família de aproximadamente 200, 250, 300 ou 350 ksi ao comparar opções de materiais estabelecidas. No entanto, o número é uma classe-alvo dentro de uma condição definida, não uma propriedade intrínseca universal. O superenvelhecimento pode engrossar ou alterar a população de precipitados e reduzir a resistência. Um envelhecimento insuficiente deixa o material abaixo de sua condição pretendida. Temperaturas excessivas de tratamento de solubilização, resfriamento inadequado ou processamento prévio também podem alterar a resposta. ### Por que uma designação de liga não é um certificado de tratamento térmico Uma designação de liga identifica o que um material deve ser; ela não comprova como determinado lote, seção ou componente foi processado. Um registro completo do material deve relacionar a composição química à norma, à forma do produto, à prática de fusão, à condição de fornecimento, ao ciclo de tratamento térmico, à localização do corpo de prova e às propriedades mecânicas medidas. “18Ni(250)” por si só não fornece nenhum desses detalhes. Medições de permeabilidade magnética podem detectar danos por fadiga em aço maraging fabricado por manufatura aditiva antes da falha final. Preliminary evidence A distinção se torna ainda mais clara no caso da fusão em leito de pó a laser. A Nota Técnica NIST 2352, publicada em 2025, avalia tratamentos de recozimento de solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento para o M789 sem cobalto produzido por esse processo. O objeto do estudo não é apenas a liga nominal, mas a interação entre o pó, o histórico de fusão, os ciclos térmicos, a microestrutura e o tratamento pós-fabricação. O estudo de 2024 da NIST, *Investigação do Monitoramento de Fadiga in Situ de Aço Maraging Fabricado Aditivamente*, também relata variações de dureza e rigidez na direção de construção. Medições de permeabilidade magnética detectaram danos de fadiga antes da ruptura, demonstrando que o histórico do processo pode afetar tanto as propriedades quanto os sinais de inspeção. Portanto, um componente impresso de M789 não pode ser certificado simplesmente pela atribuição, sem ressalvas, de um rótulo convencional de classe de resistência 18Ni. A orientação das camadas, a porosidade, a condição superficial, as tensões residuais, o tratamento térmico e o plano de amostragem são relevantes. A mesma cautela se aplica ao material conformado, embora as variáveis pertinentes sejam diferentes. Por essa razão, as especificações devem ser citadas integralmente: a designação exata da classe ou da norma, os limites de composição química, a forma do produto, a rota de fusão, a condição recozida ou envelhecida, os requisitos de tratamento térmico e os ensaios de propriedades mecânicas aplicáveis. “18Ni(250)” é uma abreviação valiosa para uma classe de aço maraging de aproximadamente 250 ksi. Não é um substituto do documento que estabelece se determinado material de aço realmente atende a essa classe. ## Como o Aço Maraging Forma Martensita O aço maraging começa com um tratamento térmico que cria uma matriz martensítica, mas a primeira martensita não é a principal fonte de sua resistência excepcional. A sequência essencial é transformação seguida de precipitação: o recozimento de solubilização prepara uma austenita quimicamente adequada, a têmpera converte essa austenita em martensita de ripas com baixo teor de carbono, e o envelhecimento próximo a 480 °C forma partículas intermetálicas em escala nanométrica que dificultam a deformação. Confundir esses dois mecanismos de endurecimento leva a uma descrição incorreta do aço maraging como simplesmente uma liga temperada muito dura. ### Recozimento de solubilização e homogeneização A microestrutura inicial depende da forma do produto e do processamento anterior, mas o primeiro grande estágio térmico é o recozimento de solubilização. O aço é aquecido até a região austenítica, geralmente a uma temperatura especificada pelo grau e pela norma do produto, e mantido nessa condição por tempo suficiente para que os elementos de liga se dissolvam ou se redistribuam pela matriz rica em ferro. Esse tratamento remove grande parte da heterogeneidade química produzida por fundição, forjamento, laminação ou exposição térmica anterior. O níquel é fundamental para o comportamento da transformação. Nos graus convencionais, uma quantidade substancial de níquel reduz a temperatura de início da formação de martensita e permite que a austenita se transforme durante o resfriamento sem o alto teor de carbono utilizado nos aços comuns temperados e revenidos. O cobalto e o molibdênio também alteram a estabilidade das fases e a resposta posterior à precipitação, enquanto o titânio e o alumínio podem participar da formação de precipitados de endurecimento ou afetar sua nucleação. Sua presença não é intercambiável entre diferentes graus. A SAE AMS6515, por exemplo, especifica um aço 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, fundido sob duplo vácuo e recozido, para barras, peças forjadas, tubos e anéis. Essa designação descreve uma composição e uma condição específicas do produto, e não todo aço comercializado sob o nome geral de maraging. O grau 18Ni(250) identificado pela NASA é outra designação utilizada para uma classe de material nominalmente de 250 ksi, enquanto graus sem cobalto, como o M789, dependem de um equilíbrio diferente entre os elementos de liga. Portanto, o tratamento térmico deve ser compatível com a composição química especificada. Durante o recozimento de solubilização, o objetivo não é simplesmente tornar o aço austenítico. O tempo de permanência também deve permitir que os elementos de liga deixem as regiões segregadas e entrem em uma solução sólida mais uniforme. Temperatura ou tempo excessivos podem causar crescimento de grão, fusão incipiente em zonas segregadas ou alterações indesejáveis nos elementos formadores de precipitados. Um tratamento insuficiente pode deixar diferenças locais de composição que modificam as temperaturas de transformação e produzem respostas de envelhecimento não uniformes. A homogeneização é especialmente importante quando o material sofreu segregação durante a solidificação. Um grande lingote, uma seção forjada e uma peça produzida por fusão em leito de pó a laser não começam com a mesma estrutura química ou de defeitos. A manufatura aditiva pode introduzir limites entre poças de fusão, segregação celular, tensões residuais e defeitos de falta de fusão antes que ocorra qualquer tratamento convencional de solubilização. O ciclo de recozimento subsequente deve tratar dessas características, em vez de presumir que um ciclo destinado a aço trabalhado produzirá o mesmo resultado. A sequência comumente descrita, do tratamento de solubilização à precipitação e à ordenação. A referência de tratamentos térmicos da ASM International descreve a sequência como recozimento de solubilização, formação de martensita, envelhecimento, precipitação e ordenação de curto alcance. Os dois primeiros estágios estabelecem a matriz. Eles ainda não criam a população densa de partículas de endurecimento responsável pelos maiores limites de escoamento. ### Têmpera para formar martensita de ripas com baixo teor de carbono Após o recozimento de solubilização, a austenita é resfriada rapidamente o suficiente para suprimir transformações difusionais, como a formação de ferrita ou perlita. Em seguida, a austenita se transforma por um mecanismo de cisalhamento em grande parte sem difusão, formando martensita. No aço maraging, esse produto é geralmente uma martensita de ripas de ferro-níquel com baixo teor de carbono. “Baixo teor de carbono” é a qualificação decisiva. Os aços carbono formam martensita com carbono retido em sítios intersticiais supersaturados. Esse carbono produz uma grande distorção tetragonal na rede do ferro e contribui fortemente para a dureza da estrutura no estado temperado. A conhecida alta dureza de um aço de médio carbono temperado em água é, portanto, um endurecimento por transformação associado à supersaturação de carbono, à deformação da rede e à alta densidade de defeitos. O aço maraging segue uma rota diferente. Seu teor de carbono é deliberadamente muito baixo, muitas vezes baixo o suficiente para que o carbono não possa fornecer o efeito de endurecimento dominante. O níquel estabiliza a austenita durante o aquecimento e reduz a temperatura de transformação, enquanto o baixo teor de carbono permite que a martensita transformada permaneça mais próxima de uma rede de ferro cúbica de corpo centrado ou tetragonal de corpo centrado, com baixa distorção e pouca tetragonalidade. A martensita forma-se em pacotes e ripas, com discordâncias e interfaces fornecendo resistência útil e locais que posteriormente influenciam a precipitação. A morfologia de ripas é importante. As ripas individuais são organizadas em pacotes dentro dos grãos de austenita prévia, e a alta densidade de discordâncias gerada durante a transformação confere à matriz um nível mensurável de resistência. No entanto, essa estrutura não é equivalente à martensita rica em carbono. Ela sofre menos deformação causada pelo carbono intersticial e, em geral, é muito menos dura imediatamente após a têmpera. A velocidade de resfriamento continua sendo importante, embora o motivo seja diferente do caso do aço carbono comum. A seção deve resfriar-se suficientemente rápido para evitar produtos difusionais indesejáveis e excesso de austenita retida, mas a velocidade necessária depende da composição, do tamanho da seção, da temperatura inicial e da cinética de transformação da liga. Os graus de aço maraging ricos em níquel podem apresentar elevada temperabilidade, permitindo a formação de martensita em seções substanciais sob condições práticas de resfriamento. Uma têmpera muito lenta, ou uma composição que estabilize austenita em excesso, pode alterar a matriz disponível para o envelhecimento. Os graus que contêm cobalto e os graus sem cobalto não devem ser tratados como idênticos durante essa etapa. O cobalto modifica o equilíbrio entre níquel, molibdênio, titânio e outros elementos de adição, afetando tanto a transformação quanto a precipitação. O M789, um aço maraging sem cobalto, foi estudado pelo National Institute of Standards and Technology na Technical Note 2352 por meio de tratamentos de recozimento de solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento após a fusão em leito de pó a laser. Esses tratamentos refletem uma composição e um histórico de fabricação específicos; eles não podem ser transferidos automaticamente para um grau 18Ni-Co-Mo, como a composição da AMS6515. ### Por que a condição após a têmpera é comparativamente macia A têmpera é necessária, mas não proporciona a resistência final do aço maraging. A martensita com baixo teor de carbono produzida nessa etapa apresenta alta densidade de discordâncias e pode ser mais resistente que uma estrutura ferrítica, mas não possui a supersaturação de carbono que torna a martensita convencional temperada extremamente dura. Grande parte do níquel, molibdênio, titânio, alumínio e elementos de adição relacionados permanece dissolvida na matriz martensítica, em vez de existir como uma população fina de precipitados capazes de dificultar a deformação. Essa condição é criada deliberadamente. A matriz relativamente macia permite que o envelhecimento subsequente produza grandes aumentos de resistência sem depender de um alto teor de carbono. Durante o tratamento de envelhecimento, geralmente próximo a 480 °C, compostos intermetálicos nucleiam e crescem a partir da martensita supersaturada. Dependendo do grau e do histórico térmico, o endurecimento pode envolver partículas ricas em níquel e molibdênio e fases contendo titânio ou alumínio, juntamente com ordenação de curto alcance. Essas partículas dificultam o movimento das discordâncias de maneira muito mais eficaz do que a matriz de baixo carbono no estado temperado, isoladamente. O NIST Internal Report 8582 declara diretamente o processo: a solubilização e a têmpera produzem primeiro uma martensita relativamente macia, após o que o tratamento térmico de precipitação gera precipitados finos e elevada resistência, ductilidade e tenacidade. A ASM International relatou limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa e identificou precipitação intermetálica a aproximadamente 480 °C. A NASA descreve o 18Ni(250) como uma martensita de ripas de ferro-níquel com baixo teor de carbono, endurecida por envelhecimento mediante precipitação intermetálica, pertencente a uma classe de resistência de aproximadamente 250 ksi. A distinção também é importante na manufatura aditiva. O estudo de 2024 do NIST sobre monitoramento de fadiga encontrou variações, conforme a direção de construção, na dureza e na rigidez de corpos de prova de aço maraging produzidos por fusão em leito de pó a laser, enquanto medições de permeabilidade magnética detectaram danos por fadiga antes da fratura. Essas observações mostram que a matriz e seus defeitos dependem tanto da rota de processamento quanto do grau nominal. O recozimento de solubilização e a têmpera estabelecem a martensita inicial; o envelhecimento determina quanto do potencial de precipitação da liga se transforma em resistência útil. ## Envelhecimento, Precipitação e Ordenação de Curto Alcance O aço maraging adquire sua resistência característica por meio de dois eventos metalúrgicos diferentes. O tratamento de solubilização e a têmpera criam uma matriz martensítica de ferro–níquel com baixo teor de carbono; o envelhecimento subsequente permite que os elementos de liga se difundam e formem precipitados intermetálicos ordenados. A primeira etapa é um endurecimento por transformação, embora a martensita resultante seja comparativamente macia porque contém muito pouco carbono. A segunda etapa é um endurecimento por precipitação, que eleva a resistência ao dificultar o movimento das discordâncias por meio de uma população densa de partículas em escala nanométrica. Essa distinção separa o aço maraging dos aços convencionais de carbono ou ligados, temperados e revenidos. Em um aço rico em carbono, a martensita supersaturada é dura porque o carbono produz uma rede tetragonal de corpo centrado tensionada. No aço maraging, o teor de carbono é deliberadamente mantido muito baixo; por isso, a matriz temperada é geralmente uma martensita em ripas de baixo carbono, cúbica de corpo centrado ou tetragonal de corpo centrado, com dureza intrínseca moderada. Sua resistência posterior provém principalmente de reações intermetálicas envolvendo níquel, molibdênio, titânio, alumínio e elementos relacionados durante o envelhecimento. ### O regime de envelhecimento a aproximadamente 480 °C A ASM International descreve os aços maraging como aços de muito baixo carbono e alto teor de níquel, contendo adições como cobalto e molibdênio, endurecidos pela precipitação de compostos intermetálicos a aproximadamente 480 °C. Essa temperatura é um ponto de referência útil, não uma prescrição universal. A temperatura e o tempo de permanência reais no envelhecimento dependem do grau, da forma do produto, do tratamento de solubilização anterior, do tamanho da seção, do controle do forno e do equilíbrio requerido entre resistência, tenacidade, ductilidade e estabilidade dimensional. A sequência convencional é frequentemente descrita como recozimento de solubilização, formação de martensita, envelhecimento, precipitação e ordenação de curto alcance. O recozimento de solubilização coloca os principais elementos de liga em uma solução sólida austenítica suficientemente homogênea. A têmpera então suprime a transformação difusional e produz martensita em ripas. Como o teor de carbono é baixo, essa martensita é relativamente macia e geralmente apresenta distorção limitada durante a têmpera em comparação com aços martensíticos de alto carbono. Durante o tratamento térmico posterior, a difusão se torna suficientemente rápida para que os átomos de soluto se agrupem, se ordenem localmente e se desenvolvam em precipitados endurecedores. O regime aproximado de 480 °C é um compromisso. Em temperaturas mais baixas, a difusão é mais lenta e as reações desejadas podem exigir tempos mais longos. Em temperaturas mais altas, a precipitação pode ocorrer rapidamente, mas as partículas podem engrossar, fases concorrentes podem se formar e o superenvelhecimento pode reduzir a resistência oferecida às discordâncias. Uma temperatura nominal do forno também não descreve o histórico térmico de um forjamento grande ou de uma barra espessa: o centro pode atingir a temperatura-alvo mais tarde que a superfície, e o resfriamento após o tratamento de solubilização pode produzir diferentes estruturas martensíticas ao longo da seção. Por esse motivo, um ciclo de envelhecimento publicado não deve ser transferido entre graus sem verificar a especificação relevante. A SAE AMS6515, por exemplo, identifica um aço fundido sob vácuo duplo e recozido, com a designação 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al, e abrange barras, forjados, tubos e anéis. Sua composição química não é intercambiável com a de todos os aços comercializados sob uma designação 18Ni, nem com a de graus isentos de cobalto. A visão geral de materiais da NASA de 2018 identifica o 18Ni(250) como tendo aproximadamente 250 ksi, ou cerca de 1724 MPa, mas essa designação descreve uma classe de resistência e uma família de composições, e não um único resultado de tratamento térmico aplicável a todos os produtos. O tempo na temperatura deve ser suficientemente longo para que a reação de precipitação pretendida atinja o grau necessário. Uma permanência curta pode deixar a matriz subenvelhecida, com uma população insuficiente ou partículas efetivas pequenas demais. Uma permanência mais longa pode aumentar inicialmente a resistência e, depois, reduzi-la à medida que as partículas crescem ou perdem coerência. O tamanho da seção acrescenta outra variável, pois o atraso térmico, os gradientes de temperatura e a química local podem produzir respostas diferentes ao envelhecimento entre a superfície e o centro. O trabalho a frio prévio, a austenita retida, a porosidade e a segregação também podem alterar o número e a localização dos sítios de nucleação. ### Precipitados intermetálicos e endurecimento da matriz O NIST Internal Report 8582 descreve a rota convencional de forma direta: a solubilização e a têmpera produzem inicialmente martensita relativamente macia, seguidas por um tratamento térmico de precipitação que gera precipitados finos e elevada resistência, ductilidade e tenacidade. Os precipitados não são simplesmente “partículas duras” adicionadas a um aço macio. Seu tamanho, espaçamento, estrutura cristalina, composição, coerência e distribuição determinam a eficácia com que impedem o escoamento plástico. Uma matriz recém-envelhecida contém regiões ricas em soluto e precipitados muito finos. Quando a rede cristalina do precipitado mantém uma relação com a martensita circundante, desenvolvem-se deformações de coerência na interface. Essas deformações criam uma barreira adicional ao movimento das discordâncias. As discordâncias podem cortar partículas coerentes muito pequenas, dependendo de sua resistência e estrutura, ou curvar-se entre as partículas à medida que os precipitados se tornam menos coerentes e mais amplamente espaçados. A resistência máxima ocorre quando o efeito combinado dos obstáculos é elevado, normalmente enquanto as partículas permanecem finas e próximas umas das outras. O níquel fornece a matriz martensítica e participa de várias reações de precipitação, enquanto o molibdênio e o titânio são adições endurecedoras especialmente importantes em muitos graus comerciais. O cobalto afeta a matriz e a solubilidade ou o comportamento de precipitação de outros elementos, ajudando os graus convencionais contendo cobalto a atingir elevada resistência após o envelhecimento. O alumínio pode contribuir para fases ordenadas e para o controle da precipitação. A sequência exata e o conjunto de fases variam conforme a composição química; nomear um único composto como se ele governasse todos os graus seria enganoso. Os limites de escoamento comerciais dos aços maraging são relatados em uma faixa de 1030 a 2420 MPa. Strong evidence Os limites de escoamento comerciais relatados pela ASM International em 2018 variam de 1030 a 2420 MPa. Essa faixa reflete mais do que o teor nominal de níquel. A composição do grau, a prática de fusão, o teor de inclusões, o tratamento de solubilização, a condição de envelhecimento, a direção do ensaio e o tamanho do produto contribuem para o resultado. Um resultado de 2420 MPa não pode ser tratado como a resposta característica de todo aço maraging, assim como uma condição de menor resistência pode refletir a retenção deliberada de tenacidade ou usinabilidade, e não um tratamento malsucedido. A distinção em relação à martensita rica em carbono continua importante nessa etapa. A martensita rica em carbono obtém grande parte de sua dureza da alta densidade de defeitos da rede e do campo de deformação gerado pelo carbono aprisionado. A resistência do aço maraging envelhecido é, em vez disso, governada pela precipitação de compostos intermetálicos em uma matriz de ripas de baixo carbono. Isso proporciona ao material uma sequência de processamento útil: a usinagem frequentemente pode ser realizada após o tratamento de solubilização, antes do endurecimento final por envelhecimento, quando a peça é muito mais macia e menos propensa à distorção do que seria após o tratamento completo de precipitação. Os aços isentos de cobalto mostram por que a composição deve ser considerada diretamente. O M789 é um aço maraging isento de cobalto; portanto, sua resposta à precipitação não pode ser inferida a partir de um grau 18Ni contendo cobalto simplesmente porque ambos são chamados de aços maraging. O NIST Technical Note 2352 avalia tratamentos de recozimento de solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento para o M789 isento de cobalto produzido por fusão em leito de pó a laser. A necessidade de comparar várias rotas térmicas indica que sua estrutura no estado de fabricação e seu comportamento de precipitação exigem sua própria janela de processo. ### Ordenação de curto alcance, superenvelhecimento e compromissos entre propriedades A ordenação de curto alcance descreve o arranjo químico local antes, paralelamente ou entre a formação de precipitados identificáveis. Os átomos de soluto não se distribuem aleatoriamente quando a difusão começa. Átomos vizinhos de níquel, molibdênio, titânio, alumínio e outros elementos podem desenvolver associações locais preferenciais, produzindo regiões ordenadas que alteram a resistência da matriz ao movimento das discordâncias. Na sequência da ASM, o envelhecimento é seguido pela precipitação e pela ordenação de curto alcance como partes relacionadas da resposta ao endurecimento, embora as reações se sobreponham, em vez de ocorrerem como etapas perfeitamente separadas. A ordenação e o agrupamento iniciais podem aumentar a resistência antes que apareçam precipitados grandes e bem definidos. Com a continuidade do envelhecimento, essas regiões se desenvolvem em partículas intermetálicas mais distintas. A matriz então atinge uma condição de pico de envelhecimento quando o tamanho e o espaçamento das partículas proporcionam uma forte barreira ao escorregamento. Uma exposição adicional causa superenvelhecimento: os precipitados engrossam, sua densidade numérica diminui, as interfaces se tornam menos eficazes ou fases de equilíbrio substituem uma população metastável mais fina. A resistência e a dureza diminuem, enquanto a ductilidade pode aumentar. A tenacidade não melhora automaticamente, pois partículas grosseiras, austenita revertida, segregação ou defeitos podem introduzir novos caminhos para a iniciação de trincas. A temperatura acelera tanto a precipitação útil quanto o engrossamento prejudicial. Uma excursão acidental acima da temperatura de envelhecimento especificada pode, portanto, reduzir a resistência mesmo que o tempo total na temperatura pareça curto. Por outro lado, uma condição subenvelhecida pode ser escolhida quando se requer um nível de resistência menor, maior capacidade de conformação ou um equilíbrio diferente de tenacidade. A propriedade relevante não é apenas a dureza. O limite de escoamento, a resistência à tração, o alongamento, a tenacidade à fratura, a resistência à fadiga e a variação dimensional podem responder de maneiras diferentes ao mesmo tratamento térmico. A manufatura aditiva acrescenta um problema distinto de processo e estrutura. A fusão em leito de pó a laser produz gradientes térmicos acentuados, reaquecimento repetido, segregação celular, tensão residual e efeitos associados à direção de construção antes mesmo do início de qualquer tratamento convencional de solubilização ou envelhecimento. O estudo do NIST de 2024 sobre monitoramento da fadiga encontrou variações, conforme a direção de construção, na dureza e na rigidez de corpos de prova de aço maraging produzidos por fusão em leito de pó a laser. O mesmo trabalho relatou que medições de permeabilidade magnética poderiam detectar danos por fadiga antes da ruptura, demonstrando que a resposta magnética evolutiva da estrutura martensítica e endurecida por precipitação pode conter informações que um ensaio de tração final não é capaz de fornecer. Assim, o envelhecimento a aproximadamente 480 °C é um regime metalúrgico, não um número mágico. A estrutura final depende do que entrou no forno, da rapidez com que foi aquecido e resfriado, da uniformidade com que a seção atingiu a temperatura e da população de precipitados exigida pela especificação. O aço maraging é resistente porque uma matriz martensítica deliberadamente pobre em carbono recebe um histórico controlado de difusão e ordenação — não porque a têmpera, por si só, produza martensita excepcionalmente dura. ## Resistência, Ductilidade, Tenacidade e Comportamento à Falha ### A faixa comercial do limite de escoamento O aço maraging é frequentemente descrito por seu limite de escoamento muito elevado, mas esse valor resulta de uma composição e de um histórico térmico específicos, não sendo uma propriedade fixa de todo aço que leva o nome maraging. A ASM International relatou limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa em sua abordagem sobre aços maraging no *ASM Handbook* de 2018. Essa faixa abrange classes, condições de envelhecimento, formas de produto e requisitos de inspeção substancialmente diferentes. Ela deve ser interpretada como uma descrição da capacidade comercial, não como uma garantia para uma barra, chapa, peça forjada, fio ou componente fabricado por manufatura aditiva não especificado. \[2\] \[2\] **NIST Internal Report 8582**. National Institute of Standards and Technology. NIST Internal Report, 2025. NIST Internal Report 8582 A sequência característica começa com o endurecimento por transformação. A austenita é submetida a recozimento de solubilização e, em seguida, resfriada para que a liga de ferro–níquel se transforme em martensita de ripas de baixo carbono. Diferentemente da martensita de alto carbono presente em muitos [aços temperados e revenidos](/pt-br/categorias/aços-temperados-e-revenidos "aços temperados e revenidos"), essa matriz é relativamente macia e tenaz imediatamente após a têmpera. O NIST Internal Report 8582, publicado em 2025, descreve a solubilização e a têmpera como etapas que produzem martensita relativamente macia, seguidas de um tratamento térmico de precipitação que forma precipitados finos e eleva a resistência, preservando ductilidade e tenacidade úteis. A segunda etapa é o endurecimento por precipitação. Durante o envelhecimento a aproximadamente 480 °C, os elementos de liga formam fases intermetálicas e passam por ordenação de curto alcance. Os precipitados obstruem o movimento das discordâncias; portanto, a matriz resiste ao fluxo plástico sob tensões muito superiores às da condição temperada. A resistência provém principalmente dessa resposta controlada à precipitação, e não do endurecimento da martensita pelo carbono. O superenvelhecimento engrossa ou modifica a população de precipitados e pode reduzir o limite de escoamento, enquanto um tratamento de envelhecimento incompleto deixa sem utilização parte da resposta de endurecimento disponível. As designações das classes fornecem um alerta necessário contra o tratamento dessa faixa como se seus valores fossem intercambiáveis. A visão geral de materiais da NASA de 2018 identifica o 18Ni(250) como aproximadamente 250 ksi, ou cerca de 1725 MPa, enquanto a especificação SAE AMS6515 abrange um aço específico, recozido e produzido por dupla fusão a vácuo, contendo 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al. Essa composição não é uma receita genérica para toda classe 18Ni. O cobalto e o molibdênio contribuem para o sistema de precipitação, o titânio e o alumínio afetam a formação dos precipitados, e o níquel controla a transformação martensítica e a condição da matriz. Um limite de escoamento relatado só tem significado quando associado à classe, à forma do produto, à orientação do ensaio, ao tratamento de solubilização e envelhecimento e à especificação aplicável. As classes convencionais contendo cobalto e as classes sem cobalto também não podem receber as mesmas propriedades esperadas apenas com base no nome. O M789 sem cobalto, por exemplo, apresenta um projeto de liga e uma resposta à precipitação diferentes dos conhecidos graus 18Ni contendo cobalto. A NIST Technical Note 2352, publicada em 2025, avalia o recozimento de solubilização, o recozimento intercrítico e o envelhecimento do M789 produzido por fusão em leito de pó a laser. Esses tratamentos são variáveis específicas do processo, e não denominações intercambiáveis para um único tratamento térmico universal. O limite de escoamento, o alongamento, a dureza e a tenacidade resultantes devem ser estabelecidos para a classe e a rota de fabricação especificadas. ### Por que a resistência não é a única variável de projeto O limite de escoamento indica quando começa uma deformação plástica substancial em um ensaio de tração. Ele não informa como um componente se comporta após o escoamento, com que rapidez uma trinca cresce ou quanta energia o material absorve antes da fratura. Um projeto que selecione apenas o maior limite de escoamento relatado pode sacrificar o alongamento, a resistência à fratura, a vida em fadiga, a estabilidade dimensional ou a tolerância a defeitos de fabricação. A população de precipitados controla esse equilíbrio. Partículas intermetálicas muito finas e estreitamente espaçadas proporcionam forte resistência ao movimento das discordâncias, mas a precipitação excessiva pode reduzir a capacidade de redistribuição plástica ao redor de um entalhe. A matriz também é importante. A morfologia das ripas, a austenita revertida, a densidade de discordâncias, a condição dos contornos de grão e a segregação afetam a maneira como a deformação se distribui pelo material. Uma condição de envelhecimento com resistência ligeiramente menor pode proporcionar maior alongamento ou resistência ao crescimento de trincas do que a condição de envelhecimento máximo, especialmente quando o componente contém furos, roscas, raios pequenos, transições de solda ou marcas de usinagem. Ductilidade não é sinônimo de tenacidade. O alongamento em tração mede a deformação total acumulada em um corpo de prova liso, enquanto a tenacidade descreve a resistência à iniciação e à propagação de trincas sob um estado de carregamento especificado. Um material pode apresentar alongamento respeitável e, ainda assim, perder resistência à fratura em uma seção espessa, a baixa temperatura ou sob restrição de deformação plana. A energia de impacto Charpy, a tenacidade à fratura, o deslocamento de abertura na ponta da trinca e os dados de crescimento de trinca por fadiga respondem a perguntas diferentes. Nenhum deles deve ser inferido apenas a partir do limite de escoamento. A tensão residual acrescenta outra variável. O tratamento de solubilização, a têmpera, o endireitamento, a usinagem, a soldagem e o envelhecimento podem deixar tensões de tração ou compressão que alteram o escoamento local e a força motriz da trinca. Um aço maraging de alta resistência pode suportar uma tensão aplicada nominal em um cálculo simples de tração, enquanto uma tensão residual de tração em um entalhe aumenta o fator de intensidade de tensão efetivo. As alterações dimensionais durante o envelhecimento também podem ser importantes em peças de precisão, mesmo quando a mudança média de forma é pequena. #### Variáveis que podem controlar a falha - **Inclusões** Podem iniciar trincas de fadiga ou fratura frágil. - **Porosidade** Reduz a área de suporte de carga e pode atuar como local de iniciação de trincas. - **Tensão residual** Pode aumentar a força motriz local da trinca em entalhes ou defeitos. - **Textura e direção** Podem produzir propriedades diferentes nas direções longitudinal, transversal ou de construção. - **Ambiente** Hidrogênio, umidade, cloretos e tensão de tração sustentada podem afetar o risco de trincamento. Os defeitos são igualmente importantes. Inclusões não metálicas, filmes de óxido, poros, regiões de falta de fusão, dobras e partículas grosseiras podem iniciar trincas de fadiga ou fraturas frágeis. A população de defeitos relevante depende da prática de fusão, da limpeza, da redução por forjamento, da direção de laminação, do tratamento térmico, da usinagem e da inspeção. A designação de dupla fusão a vácuo da AMS6515, portanto, tem significado metalúrgico: ela identifica uma rota de produção e uma composição especificadas, e não apenas uma classe nominal de resistência. A direção do ensaio deve ser considerada juntamente com o resultado. Produtos laminados e forjados podem ser anisotrópicos porque inclusões, segregação, fluxo de grãos e processamento prévio se distribuem direcionalmente. Propriedades de tração medidas na direção longitudinal não estabelecem automaticamente as propriedades transversais, a ductilidade transversal curta ou a tenacidade à fratura na direção da espessura. Os requisitos de propriedades mecânicas devem ser interpretados em conjunto com a especificação do material e a condição de tratamento térmico aplicáveis, incluindo a orientação do corpo de prova e a forma do produto. “Envelhecido” é insuficiente se não forem conhecidas a temperatura e o tempo de envelhecimento, o tratamento de solubilização anterior, o procedimento de resfriamento e o processamento permitido. ### Fratura, tenacidade e considerações ambientais Os aços maraging frequentemente combinam alta resistência com ductilidade útil porque sua matriz martensítica de baixo carbono evita a fragilidade severa relacionada ao carbono associada a alguns aços temperados de alta resistência. Essa vantagem tem limites. O envelhecimento máximo eleva a tensão necessária para o fluxo plástico, e a alta resistência aumenta a energia elástica disponível para impulsionar uma trinca. Entalhes, inclusões, ranhuras agudas de usinagem e tensões residuais locais podem, portanto, tornar-se locais decisivos de falha. A fadiga merece tratamento separado. O carregamento cíclico pode iniciar uma trinca em uma imperfeição superficial ou em um defeito interno muito antes de o componente atingir seu limite de escoamento à tração. Depois de iniciada, a propagação depende da razão de tensões, da frequência, do ambiente, da microestrutura e da direção em relação ao material processado. A manufatura aditiva acrescenta defeitos de falta de fusão, poros de efeito *keyhole*, partículas parcialmente fundidas, superfícies rugosas e variações no histórico térmico. Essas características podem dominar o comportamento em fadiga mesmo quando os corpos de prova de tração atendem à resistência especificada. \[3\] \[3\] **In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel**. National Institute of Standards and Technology. NIST investigation, 2024. In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel O estudo da NIST de 2024, *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel*, relatou variações, conforme a direção de construção, na dureza e na rigidez de corpos de prova produzidos por fusão em leito de pó a laser. O mesmo trabalho constatou que medições de permeabilidade magnética poderiam detectar danos por fadiga antes da falha. Esse resultado é significativo porque os aços maraging são ferromagnéticos em condições úteis de processamento, e alterações na resposta magnética podem refletir danos microestruturais ou estados de tensão em evolução. Isso não elimina a necessidade de ensaios convencionais de fadiga e fratura; demonstra que a orientação do processo e o método de monitoramento podem revelar precursores de falha ocultos por um único valor de tração. O ambiente também pode alterar o comportamento à falha. [Aços de alta resistência](/pt-br/categorias/aços-de-alta-resistência "Aços de alta resistência") podem ser suscetíveis à trinca assistida por hidrogênio quando o hidrogênio penetra durante a decapagem, a galvanoplastia, a corrosão, a soldagem ou a exposição em serviço. A umidade, os ambientes contendo cloretos, a proteção catódica e a tensão de tração sustentada podem aumentar a preocupação com corrosão sob tensão ou trincamento retardado, dependendo da classe e da condição. Portanto, os tratamentos superficiais e os procedimentos de limpeza devem ser avaliados em conjunto com o nível de resistência especificado e o ambiente de serviço, e não selecionados de forma independente. Um projeto sólido especifica o estado completo do material: designação da classe, composição química, rota de fusão, forma do produto, orientação, tratamento de solubilização, condição de envelhecimento, propriedades mínimas de tração e de escoamento, alongamento, dureza, requisitos de tenacidade ou fadiga e limites de inspeção. A distinção central permanece decisiva: a transformação produz a matriz martensítica de baixo carbono; o envelhecimento produz os precipitados intermetálicos que fornecem a maior parte da alta resistência. O comportamento à falha reflete ambas as etapas, além dos defeitos, da tensão residual, da direção e do ambiente. Não existe uma única “propriedade do aço maraging” desvinculada desse histórico. ## AMS6515 como estudo de caso de uma especificação SAE AMS6515 demonstra por que um aço maraging não pode ser identificado adequadamente apenas por um número de resistência ou por uma família nominal de ligas. Sua designação é: **Steel, Maraging, Bars, Forgings, Tubing, Rings, 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, Double Vacuum Melted, Annealed.** Essa redação identifica, em uma única linha, a composição química, a rota de fusão, a condição de fornecimento e várias formas de produto permitidas. A classe não é simplesmente “aço maraging 18Ni”, nem é intercambiável com toda liga comercializada sob uma designação 18Ni, 250 ksi ou maraging. A SAE AMS6515 define um material controlado e uma rota de fabricação cujas propriedades dependem do que ocorre antes, durante e depois da conformação do aço. ![Barra de aço maraging AMS6515 recozida ao lado de sua designação de liga](/images/uploads/84a6c871-866c-4820-ae40-cbb8f48635f8/wiki-inline-a-precision-studio-photograph-of-an-annealed-ams6515-maraging-steel-round-bar-be-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/84a6c871-866c-4820-ae40-cbb8f48635f8/wiki-inline-a-precision-studio-photograph-of-an-annealed-ams6515-maraging-steel-round-bar-be-1920x1288.avif "Ampliar imagem — Barra de aço maraging AMS6515 recozida ao lado de sua designação de liga") ### A designação química exata da AMS6515 A designação química é **18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al**. Esses valores descrevem os principais elementos de liga da classe AMS6515: aproximadamente 18,5% de níquel, 12,0% de cobalto, 4,9% de molibdênio, 1,40% de titânio e 0,10% de alumínio, com ferro constituindo o restante e a especificação controlando os limites de carbono, manganês, silício, enxofre, fósforo e outros elementos. A matriz de baixo carbono é fundamental para a metalurgia. Aços temperáveis convencionais obtêm grande parte de sua resistência no estado temperado do carbono retido na martensita. A AMS6515 segue uma rota diferente. Após o tratamento de solubilização e o resfriamento, sua matriz de ferro-níquel forma martensita de baixo carbono em ripas, comparativamente macia e tenaz. O tratamento subsequente de envelhecimento proporciona o principal aumento de resistência por meio da precipitação de fases intermetálicas finas e da ordenação de curto alcance associada. A publicação *Maraging Steels* da ASM International, de 2018, descreve essa classe como constituída por aços de muito baixo carbono e alto teor de níquel, contendo cobalto e molibdênio, com precipitação intermetálica a aproximadamente **480 °C**. Os limites de escoamento dos aços maraging comerciais variam de cerca de **1030 a 2420 MPa**, uma faixa ampla que reflete a composição da classe e o tratamento térmico, e não uma única propriedade universal. A descrição de material da NASA, de 2018, identifica o **18Ni(250)** como aproximadamente **250 ksi**, ou cerca de 1724 MPa, mas essa designação é uma forma abreviada de indicar uma classe de resistência, não um substituto para a especificação completa do produto AMS. O níquel estabiliza a estrutura austenítica de baixo carbono durante o processamento e favorece a formação de martensita durante o resfriamento. O cobalto e o molibdênio participam do sistema de endurecimento por precipitação; o titânio e o alumínio também influenciam a população de precipitados e a resposta ao envelhecimento. O equilíbrio exato é importante. Uma liga contendo cobalto e especificada pela AMS6515 não deve ser tratada como quimicamente equivalente a uma classe sem cobalto, como a **M789**, mesmo que ambas sejam chamadas de aços maraging e possam atingir níveis de resistência semelhantes após processamento adequado. Essa distinção separa o endurecimento por transformação do endurecimento por precipitação. A têmpera produz a matriz martensítica; o envelhecimento produz a condição de alta resistência. O NIST Internal Report 8582, publicado em 2025, descreve a sequência convencional como solubilização e têmpera para formar martensita relativamente macia, seguidas de tratamento térmico de precipitação, que produz precipitados finos e elevada resistência, ductilidade e tenacidade. Portanto, a matriz não é uma condição inicial incidental. Seu teor de carbono, sua morfologia, sua estrutura de discordâncias e seu histórico térmico determinam como a reação posterior de precipitação irá ocorrer. ### Fusão dupla a vácuo e condição recozida “Dupla fusão a vácuo” é um requisito de fabricação, não um rótulo decorativo de qualidade. Para aços especiais, a expressão normalmente designa uma fusão por indução a vácuo seguida de refusão a arco sob vácuo. Essa rota reduz gases e inclusões indesejadas, melhora a homogeneidade química e proporciona ao produtor um controle mais rigoroso de um aço destinado a peças forjadas, anéis, tubos e barras submetidos a condições exigentes. O texto aplicável da AMS regulamenta a prática de fusão aceita; o ponto importante é que a AMS6515 identifica a rota como parte da especificação do material. A fusão a vácuo, por si só, não cria o comportamento maraging. Ela prepara um material de partida controlado. A resposta ao endurecimento ainda depende da solubilização, do resfriamento e do envelhecimento. Uma corrida com a composição nominal correta, mas com segregação, teor de inclusões ou histórico térmico diferentes, pode apresentar desempenho distinto em fadiga, fratura, estabilidade dimensional ou usinagem. A segunda condição da designação é **recozida**. A AMS6515 é fornecida na condição recozida, e não como um produto totalmente envelhecido e de resistência máxima. Essa condição mantém o material relativamente macio em comparação com seu estado final endurecido por precipitação, permitindo a usinagem e a conformação antes que o componente receba os tratamentos especificados de solubilização e envelhecimento. A palavra também limita o que o comprador pode inferir a partir de um valor de tração: uma barra recozida não representa automaticamente as propriedades de uma peça acabada e envelhecida. A sequência metalúrgica usual pode ser descrita de forma simples: 1\. o recozimento de solubilização dissolve os elementos de liga relevantes e estabelece uma estrutura austenítica adequada; 2. o resfriamento produz martensita de baixo carbono em ripas; 3. o envelhecimento próximo à temperatura apropriada provoca precipitação intermetálica e ordenação; 4. a distribuição de precipitados aumenta a resistência, preservando mais ductilidade e tenacidade do que poderia oferecer um aço de martensita de carbono com resistência comparável. Uma especificação deve controlar mais do que a temperatura final de envelhecimento. A taxa de aquecimento, o tempo de permanência, o tamanho da seção, as condições de têmpera, a deformação prévia e o reaquecimento durante a fabricação podem alterar a resposta. É por isso que uma designação AMS é mais informativa do que a expressão “aço maraging de 250 ksi”. ### Formas de produto abrangidas e linguagem da especificação A SAE AMS6515 abrange **barras, peças forjadas, tubos mecânicos, anéis soldados por centelhamento e material para forjamento relacionado**, sujeitos às dimensões, condições de processamento e requisitos estabelecidos no documento. A forma do produto é importante porque uma barra, uma peça forjada, um tubo e um anel soldado não experimentam gradientes térmicos, históricos de deformação ou padrões de fluxo de grãos idênticos. A referência a **tubos mecânicos** distingue o material das categorias de tubos definidas apenas por requisitos de serviço sob pressão ou de resistência geral à corrosão. Os tubos mecânicos são avaliados como produtos estruturais fabricados, com dimensões, condição e requisitos mecânicos vinculados à rota de fabricação pretendida. Os **anéis soldados por centelhamento** acrescentam outra variável de processo: o anel é produzido pela união de material aquecido sob pressão, de modo que a região soldada e o tratamento térmico subsequente devem ser incluídos no controle de aceitação e das propriedades. O **material para forjamento** pode ser fornecido para uma operação posterior de forjamento, o que significa que sua condição é controlada mesmo que a geometria final do componente ainda não exista. A linguagem da especificação também separa o que é obrigatório do que é apenas típico. Os limites químicos definem a corrida. Os requisitos de fusão definem como essa corrida é produzida. A condição recozida define o estado de fornecimento. As cláusulas referentes à forma do produto definem quais formatos e rotas de fabricação se enquadram no documento. Os requisitos de ensaio e aceitação estabelecem então como a conformidade deve ser demonstrada, incluindo análise química, ensaios mecânicos, exame, dimensões e, quando aplicável, correção ou rejeição de material não conforme. Isso se torna ainda mais importante quando a rota de produção muda. A NIST Technical Note 2352, publicada em 2025, avalia a solubilização, o recozimento intercrítico e o envelhecimento em M789 sem cobalto produzida por fusão em leito de pó a laser. Esse trabalho trata de uma liga diferente e de um processo de solidificação diferente; seus resultados de tratamento térmico não podem ser simplesmente transferidos para a AMS6515. O estudo da NIST sobre monitoramento de fadiga, de 2024, também identificou variações na dureza e na rigidez conforme a direção de construção em corpos de prova de aço maraging produzidos por fusão em leito de pó a laser, enquanto medições de permeabilidade magnética detectaram danos por fadiga antes da falha. A fabricação aditiva, portanto, cria um problema separado de processo e estrutura, envolvendo a geometria da poça de fusão, a textura, a porosidade, as tensões residuais e o tratamento térmico anisotrópico. A AMS6515 incorpora uma lição de engenharia mais antiga, mas ainda essencial: composição, fusão, condição, forma, ensaios e aceitação constituem uma identidade material única e conectada. O nome da liga conta apenas parte da história. ## Processamento, Fabricação e Controle Dimensional O aço maraging é processado em dois estados de propriedades substancialmente diferentes. O recozimento de solubilização e o resfriamento produzem uma matriz de martensita em ripas de ferro–níquel, com baixo teor de carbono, relativamente macia em comparação com a condição envelhecida; um tratamento subsequente próximo de 480 °C precipita compostos intermetálicos de reforço. Essa distinção é importante no chão de fábrica. O material geralmente é conformado e usinado intensivamente antes do envelhecimento; em seguida, é submetido ao envelhecimento final e inspecionado quando sua resistência, dureza e resposta dimensional atingem a condição especificada. Isso não é endurecimento por transformação no sentido empregado para aços-ferramenta comuns ao carbono. O teor de carbono é deliberadamente muito baixo, portanto o resfriamento não produz uma martensita dura e supersaturada em carbono. O níquel promove a formação de martensita, enquanto o cobalto, o molibdênio, o titânio, o alumínio e adições relacionadas favorecem a precipitação e a ordenação de curto alcance durante o envelhecimento. O NIST Internal Report 8582 (2025) descreve a sequência como solubilização e têmpera para formar martensita relativamente macia, seguidas de tratamento térmico de precipitação, que produz precipitados finos e elevada resistência, ductilidade e tenacidade. A ASM International relata limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa, mas essa faixa abrange diferentes composições, formas de produto e tratamentos térmicos; ela não deve ser aplicada a um “aço maraging” não especificado. ### Usinagem antes e depois do envelhecimento A usinagem de desbaste normalmente é realizada na condição recozida ou tratada por solubilização. Nesse estado, a matriz apresenta dureza e resistência ao corte muito menores que as do aço envelhecido, permitindo maior remoção de material, com menores cargas sobre a ferramenta e menor desgaste abrasivo. Ainda assim, a peça deve ser cuidadosamente apoiada: paredes finas, cortes interrompidos e seções longas e esbeltas podem se deslocar à medida que as tensões residuais são liberadas. Um tratamento de alívio de tensões ou uma operação intermediária controlada pode ser necessário quando a remoção de material é desbalanceada. Uma lógica de processamento comum para controlar a usinabilidade, a precipitação e as dimensões finais. | Etapa de fabricação | Objetivo típico | Principal preocupação de controle | |---|---|---| | Estado recozido ou tratado por solubilização | Usinagem e conformação grosseiras | Liberação de tensões residuais e sustentação de seções finas | | Estabilização ou tratamento intermediário | Reduzir a movimentação antes das operações finais | Exposição térmica específica do grau | | Envelhecimento | Desenvolver a precipitação de intermetálicos e a resistência final | Subenvelhecimento, superenvelhecimento e uniformidade da temperatura | | Usinagem de acabamento ou retificação | Atender às dimensões finais e à condição superficial | Forças de corte, queima na retificação e tensão de tração superficial | | Inspeção final | Verificar dimensões e propriedades | Localização, orientação e condição corretas do corpo de prova | Assim, a sequência prática frequentemente consiste em usinar em desbaste, estabilizar ou tratar termicamente conforme especificado, envelhecer e, então, usinar em acabamento ou retificar. A sobremedida para as operações finais é importante, pois o envelhecimento pode produzir alterações dimensionais pequenas, porém significativas, especialmente em peças de precisão, eixos longos, anéis finos e componentes com espessura de seção desigual. A magnitude depende do grau e do processo, não sendo uma constante universal. O desenho deve identificar a condição na qual as dimensões se aplicam, e o procedimento de tratamento térmico deve indicar se a inspeção dimensional ocorre após o envelhecimento, a estabilização ou ambos. É possível usinar o material envelhecido, mas as condições de corte devem refletir sua maior resistência e dureza. A condição precipitada pode impor forças de corte mais elevadas e maior risco de lascamento da aresta, geração de calor e tensões residuais de tração na superfície usinada. A escolha de ferramentas de metal duro, cerâmica ou outros materiais, a prática de aplicação do fluido de corte, o controle do avanço e a estratégia para cortes interrompidos devem fazer parte da qualificação do processo, em vez de serem simplesmente copiadas da condição recozida. A retificação pode ser preferida para tolerâncias estreitas, embora a queima de retificação e as tensões superficiais de tração continuem sendo preocupações. Uma matriz com baixo teor de carbono não elimina a sensibilidade ao tratamento térmico. A designação do grau deve acompanhar o plano de usinagem. A SAE AMS6515, por exemplo, especifica um aço 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, obtido por fusão dupla a vácuo e recozido, nas formas de produto identificadas por essa especificação, incluindo barras, forjados, tubos e anéis. Essa composição química não é intercambiável com 18Ni(250), 18Ni(300), 18Ni(350) ou com um grau sem cobalto, como o M789. A vida útil da ferramenta, a dureza esperada após o envelhecimento, o ciclo de envelhecimento permitido e a correção dimensional podem ser diferentes. ### Distorção, tensão residual e efeitos da seção O tratamento de solubilização e o resfriamento estabelecem a matriz martensítica, enquanto o envelhecimento altera a matriz por meio da precipitação. Ambos os estágios podem afetar as dimensões, mas por mecanismos diferentes. A têmpera a partir da temperatura de tratamento de solubilização cria gradientes térmicos e tensão residual. Seções espessas resfriam mais lentamente no centro do que nas superfícies; portanto, placas, forjados, anéis e produtos ocos apresentam históricos de resfriamento diferentes ao longo da seção. O envelhecimento então altera a resistência e pode causar movimentação adicional à medida que a precipitação prossegue e as tensões previamente retidas relaxam. Em geral, os aços maraging apresentam menor distorção por têmpera que os aços de alto carbono, porque a transformação martensítica ocorre com uma variação volumétrica comparativamente pequena. Essa vantagem não significa que a têmpera seja dimensionalmente neutra. A contração térmica, as diferenças de temperatura entre regiões da seção, a restrição imposta por dispositivos de fixação, o trabalho a frio anterior e a sobremedida de usinagem desigual ainda podem curvar ou ovalizar uma peça. Forjados e anéis grandes exigem atenção especial ao carregamento do forno, ao tempo de transferência, à agitação do meio de têmpera e à orientação. Um ciclo nominalmente idêntico pode produzir resultados diferentes em um tubo fino e em uma barra pesada. A tensão residual também afeta a usinagem posterior. A remoção de material de um lado de uma placa tratada por solubilização pode liberar tensões de equilíbrio e alterar a planicidade; usinar a mesma placa após o envelhecimento pode preservar a forma original de maneira mais eficaz, mas exige o corte de um material muito mais resistente. Nenhuma das opções é automaticamente correta. Uma rota qualificada pode incluir desbaste com remoção equilibrada de material, um tratamento de alívio de tensões ou tratamento térmico intermediário, semiacabamento, envelhecimento e retificação final. A uniformidade da temperatura é fundamental para o controle da precipitação. A ASM International identifica a precipitação intermetálica a aproximadamente 480 °C, mas o tempo e a faixa de temperatura especificados dependem do grau e do documento normativo aplicável. Um indicador do forno, por si só, não comprova que uma seção espessa atingiu a temperatura necessária. Termopares de carga, levantamentos calibrados do forno, taxas de aquecimento controladas e tempos de patamar documentados ajudam a estabelecer que toda a peça recebeu o tratamento pretendido. O superenvelhecimento pode reduzir a resistência, enquanto o subenvelhecimento pode deixar a dureza e o limite de escoamento abaixo da especificação. A descarbonetação superficial é menos central que nos aços ao carbono, mas a contaminação, a oxidação e a atmosfera do forno ainda podem afetar a condição superficial e a inspeção subsequente. A verificação deve estar relacionada à localização e à orientação no produto. A dureza deve ser medida em superfícies ou seções definidas, e os corpos de prova de tração devem representar a direção longitudinal, transversal ou tangencial exigida. Uma única superfície de fácil acesso não pode estabelecer a condição de um anel ou forjado de grandes dimensões. A inspeção dimensional após o envelhecimento deve incluir circularidade, retilineidade, espessura de parede e relações entre referências, e não apenas diâmetros externos isolados. ### Forjados, tubos, anéis e diferenças entre produtos trabalhados A geometria do produto altera o histórico térmico e mecânico anterior ao envelhecimento. Uma barra possui uma seção relativamente simples, enquanto um forjado pode conter variações locais de espessura, direção de fluxo e orientação das fibras. A deformação por forjamento pode refinar a estrutura e fechar descontinuidades internas, mas o tratamento térmico final ainda deve produzir martensita e precipitação uniformes através da região mais espessa. A temperatura de forjamento, a redução, o preenchimento da matriz e o resfriamento pós-forjamento fazem, portanto, parte da condição do material, e não são meros detalhes da conformação da forma. Os anéis introduzem diferenças circunferenciais e radiais. A espessura da parede, o histórico de recalque ou de laminação do anel, a sobremedida de usinagem e a orientação durante a têmpera influenciam a tensão residual e as propriedades. A amostragem para tração pode exigir corpos de prova longitudinais ou tangenciais, dependendo da especificação e da aplicação. Um anel que atenda aos requisitos de dureza no diâmetro externo ainda pode exigir verificações separadas através da parede e ao redor da circunferência. Os tubos combinam paredes finas com elevada relação entre área superficial e volume. Eles podem resfriar rapidamente e desenvolver menor diferença de temperatura através da parede do que um forjado pesado; contudo, a ovalização, a variação da espessura de parede, a retilineidade e a distorção durante o manuseio tornam-se mais importantes. Mandris, tampões, suportes e dispositivos de fixação podem restringir o movimento durante o tratamento térmico e criar tensões locais. A especificação do produto determina se os tubos são fornecidos recozidos, tratados por solubilização, envelhecidos ou sujeitos a requisitos adicionais de trabalho a frio. Os dados de produtos trabalhados não podem ser transferidos automaticamente para material fabricado por manufatura aditiva. O M789 sem cobalto, produzido por fusão em leito de pó a laser, contém limites de poça de fusão, textura, porosidade e tensão residual dependentes do processo, que estão ausentes ou distribuídos de maneira diferente em barras e estoques de forjados convencionais. A NIST Technical Note 2352 (2025) avalia tratamentos de recozimento de solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento para esse material, demonstrando por que a rota de tratamento térmico deve ser qualificada para o processo de fabricação. O estudo de monitoramento de fadiga da NIST de 2024 também identificou variações de dureza e rigidez na direção de construção. Medições de permeabilidade magnética detectaram danos por fadiga antes da fratura, oferecendo um sinal para monitoramento do processo e inspeção, e não um substituto para a qualificação mecânica. A geometria, a orientação de construção, a remoção dos suportes, o tratamento térmico e a direção dos corpos de prova devem ser todos registrados ao se estabelecerem as propriedades de uma peça de aço maraging impressa. ## Aços maraging sem cobalto e M789 ### Por que foram desenvolvidas classes sem cobalto O aço maraging é definido menos por um único valor de resistência do que pela sequência de tratamentos que cria sua microestrutura. Primeiro, o aço é recozido em solução e temperado para formar martensita ripada de ferro-níquel com baixo teor de carbono. Essa martensita é relativamente macia porque não é a martensita supersaturada em carbono encontrada nos aços convencionais temperados e revenidos. A resistência se desenvolve posteriormente, durante o envelhecimento, quando compostos intermetálicos precipitam através da matriz martensítica. Essa distinção separa o endurecimento por transformação do endurecimento por precipitação. A têmpera fornece a matriz e sua estrutura ripada; o envelhecimento fornece a maior parte da resistência final. O NIST Internal Report 8582, publicado em 2025, descreve a sequência convencional como solubilização e têmpera para produzir martensita relativamente macia, seguidas de tratamento térmico de precipitação, que forma precipitados finos e aumenta a resistência, a ductilidade e a tenacidade. A ASM International descreve a precipitação a aproximadamente 480 °C, com limites de escoamento de aços maraging comerciais variando de 1030 a 2420 MPa. As classes tradicionais obtêm parte de sua resposta à precipitação a partir do cobalto. O cobalto reduz a solubilidade do molibdênio na matriz de ferro-níquel durante o tratamento de solubilização, de modo que o envelhecimento pode produzir uma população maior de partículas intermetálicas ricas em molibdênio responsáveis pelo endurecimento. Ele também afeta a resposta da matriz à transformação e ao revenimento. O resultado é uma rota eficaz para alcançar alta resistência, mas que cria dependência de um elemento de liga cuja disponibilidade, custo e concentração geopolítica estimularam a busca por alternativas. O desenvolvimento de ligas sem cobalto foi, portanto, uma resposta de projeto de materiais, e não simplesmente um exercício de substituição. Os pesquisadores buscaram composições capazes de produzir uma população de precipitados comparável sem depender do cobalto, mantendo ao mesmo tempo a estrutura martensítica de baixo carbono que distingue os aços maraging. A declaração de pesquisa fornecida identifica como objetivo de desenvolvimento uma resistência e uma ductilidade comparáveis às de 18Ni(250). Esse objetivo é importante porque 18Ni(250) não é apenas uma composição nominal: a NASA o identifica como uma classe de maraging com nível de resistência de aproximadamente 250 ksi, ou cerca de 1724 MPa. A designação de referência também tem um significado preciso em termos de liga. A SAE AMS6515 especifica um aço 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al, fundido sob duplo vácuo e recozido, nas formas de barras, peças forjadas, tubos e anéis. Essa composição ilustra a abordagem convencional contendo cobalto: o níquel estabiliza a matriz martensítica de baixo carbono; o cobalto e o molibdênio contribuem para o endurecimento por precipitação; e o titânio e o alumínio participam da formação das fases responsáveis pelo endurecimento. Uma classe sem cobalto não pode ser avaliada simplesmente removendo-se os 12,0% de cobalto dessa fórmula e mantendo todas as outras variáveis inalteradas. ### Comparação entre as estratégias de endurecimento com e sem cobalto Princípios compartilhados dos aços maraging não implicam composição química ou tratamento térmico equivalentes. | Característica | Graus que contêm cobalto | Graus sem cobalto, como o M789 | |---|---|---| | Matriz | Martensita em ripas de ferro–níquel com baixo teor de carbono | Martensita em ripas de ferro–níquel com baixo teor de carbono | | Mecanismo de endurecimento | Precipitação de intermetálicos e ordenação | Precipitação de intermetálicos e ordenação | | Cobalto | Presente em muitos graus convencionais | Intencionalmente omitido | | Resposta ao tratamento térmico | Controlada pelo grau e pelo ciclo especificados | Requer uma janela de processo específica para o grau | | Sensibilidade à rota de fabricação | Depende do histórico do produto trabalhado ou de outra forma de processamento | Especialmente significativa no material fabricado por fusão em leito de pó | Os aços maraging com e sem cobalto compartilham a mesma arquitetura geral, mas não alcançam resistência por meio de uma química de precipitação idêntica. Em ambas as famílias, o baixo teor de carbono limita a formação de carbonetos e permite a formação de uma matriz de martensita ripada tenaz e relativamente dúctil após a têmpera. O envelhecimento produz então precipitados intermetálicos em escala nanométrica e também pode envolver ordenamento de curto alcance. A descrição de tratamento térmico da ASM segue essa sequência: recozimento em solução, formação de martensita, envelhecimento, precipitação e ordenamento de curto alcance. A diferença está na maneira como a liga equilibra o teor de solutos, a estabilidade da matriz e a formação de precipitados. As classes convencionais contendo cobalto utilizam o cobalto para tornar a precipitação do molibdênio mais eficaz durante o envelhecimento. As classes sem cobalto precisam compensar essa ausência por meio de outras alterações: níveis modificados de níquel, molibdênio, titânio, alumínio, cromo ou outros solutos; diferentes reações de formação de precipitados; e tratamentos de solubilização e envelhecimento cuidadosamente selecionados. O mecanismo preciso depende da classe. “Aço maraging sem cobalto” descreve uma família de projetos, e não uma única especificação química intercambiável. Por isso, as comparações de resistência exigem mais do que um número obtido em ensaio de tração. Uma classe pode atingir limite de escoamento semelhante por meio de uma distribuição diferente de tamanhos de precipitados, de uma morfologia diferente da martensita ou de um equilíbrio diferente entre a resistência da matriz e a resistência à propagação de trincas. O superenvelhecimento pode engrossar os precipitados e reduzir a resistência, enquanto o envelhecimento insuficiente deixa incompletas as reações de endurecimento disponíveis. O tratamento de solubilização também controla quanto soluto permanece disponível para a precipitação e quão uniforme se torna a microestrutura inicial. O desenvolvimento de ligas sem cobalto buscou, consequentemente, um equilíbrio, e não um único valor máximo. Alcançar resistência equivalente à de 18Ni(250) mantendo ductilidade comparável exige o controle de ambas as fases: a matriz martensítica deve continuar capaz de sofrer deformação plástica, e os precipitados devem ser suficientemente numerosos e finos para dificultar o movimento das discordâncias sem provocar fragilização severa. Uma resistência à tração nominalmente semelhante não comprova equivalência metalúrgica. M789 é uma classe distinta sem cobalto dentro desse esforço mais amplo. Ela não deve ser descrita como uma substituta química das classes convencionais 18Ni, pois sua composição, suas reações de precipitação, sua janela de tratamento térmico e sua resposta ao histórico de fabricação são questões independentes. A designação da classe identifica um sistema de liga específico e uma especificação de processamento; ela não implica que o ciclo de solubilização ou envelhecimento utilizado para 18Ni(250), 18Ni(300) ou para o material AMS6515 possa ser transferido sem validação. ### M789 produzido por fusão em leito de pó por laser A fusão em leito de pó por laser acrescenta outra camada à metalurgia. O material é fundido e solidificado em muitas pequenas trilhas e camadas, com gradientes térmicos acentuados, resfriamento rápido, reaquecimento repetido e uma direção de construção que pode introduzir textura e variação local. A condição no estado de fabricação pode, portanto, conter segregação, tensão residual, subestrutura celular e potencial não uniforme de precipitação mesmo antes do início do envelhecimento convencional. Para o M789 produzido por fusão em leito de pó por laser, o tratamento térmico não é uma única etapa fixa. O NIST Technical Note 2352, publicado em 2025, avalia tratamentos de recozimento em solução, recozimento intercrítico e envelhecimento para essa classe sem cobalto. O recozimento em solução tem como objetivo redistribuir os solutos e reduzir os efeitos do histórico térmico do estado de fabricação. O recozimento intercrítico introduz uma rota diferente para modificar a matriz e o equilíbrio de fases antes do envelhecimento. O envelhecimento determina então o tamanho, a densidade e a distribuição dos precipitados responsáveis pelo endurecimento. A sequência escolhida pode, portanto, alterar a dureza, o comportamento em tração, a ductilidade e a anisotropia, mesmo quando o pó da liga é nominalmente o mesmo. A rota aditiva também torna indispensável a realização de ensaios dependentes da direção. Em uma investigação do NIST de 2024 sobre aço maraging produzido aditivamente, as amostras fabricadas por fusão em leito de pó por laser apresentaram variações de dureza e rigidez conforme a direção de construção. Essas diferenças refletem a interação entre a solidificação camada a camada, as populações de defeitos, a textura e o tratamento térmico. Elas não são evidência de que o M789 tenha um princípio fundamental de endurecimento diferente; mostram que a rota de processamento modifica a forma como esse princípio se manifesta. O trabalho do NIST sobre monitoramento de fadiga apresentou outro resultado importante: medições de permeabilidade magnética puderam detectar danos por fadiga antes da ruptura. Os aços maraging respondem aos danos mecânicos por meio de alterações em sua microestrutura martensítica e nos precipitados, e essas alterações podem afetar o comportamento magnético. Para materiais produzidos aditivamente, esse monitoramento é útil porque o desempenho em fadiga pode ser influenciado por defeitos de falta de fusão, condição superficial, tensão residual e orientação de construção, além do estado de precipitação. O M789 demonstra, portanto, o ponto central da metalurgia dos aços maraging sem cobalto. Remover o cobalto não reduz o problema a uma receita revisada. A classe deve ser projetada em torno de sua própria química de precipitação e, em seguida, processada por meio de um ciclo de tratamento térmico adequado à sua microestrutura inicial. Na fusão em leito de pó por laser, o pó, o histórico de varredura, a direção de construção, o recozimento pós-fabricação e o tratamento de envelhecimento contribuem para o resultado final. ## A Manufatura Aditiva Muda o Problema Metalúrgico O aço maraging produzido por fusão em leito de pó a laser (LPBF) não entra no tratamento térmico com a mesma estrutura de uma barra, chapa ou peça forjada. A sequência convencional é relativamente clara: a solubilização dissolve os elementos de liga, a têmpera produz uma martensita de baixo carbono relativamente macia, e o envelhecimento próximo de 480 °C precipita compostos intermetálicos que aumentam a resistência. O NIST Internal Report 8582 (2025) descreve essa sequência como solubilização e têmpera, seguidas de tratamento térmico de precipitação, com precipitados finos proporcionando alta resistência, ductilidade e tenacidade. A manufatura aditiva insere outra sequência antes dessas operações: fusão repetida, solidificação rápida, reaquecimento por trilhas e camadas subsequentes, resfriamento em uma peça restringida e, às vezes, alívio de tensões antes do envelhecimento final. Essa distinção é importante porque o endurecimento por transformação e o endurecimento por precipitação desempenham funções diferentes. O aço maraging não é fortalecido principalmente por martensita rica em carbono. A ASM International descreve essa família como constituída por aços com teor muito baixo de carbono e alto teor de níquel, contendo adições como cobalto e molibdênio; seus limites de escoamento comerciais variam de 1030 a 2420 MPa, com precipitação intermetálica ocorrendo aproximadamente a 480 °C. A matriz martensítica fornece a estrutura na qual ocorre a precipitação, mas o principal aumento da dureza e do limite de escoamento ocorre após a formação de fases intermetálicas em escala nanométrica ou próxima dela e do ordenamento de curto alcance durante o envelhecimento. O LPBF modifica tanto a martensita inicial quanto o percurso pelo qual os precipitados se formam posteriormente. ![Fusão em leito de pó a laser produzindo um componente de aço maraging, com poças de fusão e camadas de construção visíveis](/images/uploads/88287a31-4454-4129-b114-f84068b765ec/wiki-inline-a-laser-powder-bed-fusion-machine-building-a-maraging-steel-component-with-the-p-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/88287a31-4454-4129-b114-f84068b765ec/wiki-inline-a-laser-powder-bed-fusion-machine-building-a-maraging-steel-component-with-the-p-1920x1094.avif "Ampliar imagem — Fusão em leito de pó a laser produzindo um componente de aço maraging, com poças de fusão e camadas de construção visíveis") ### Fusão em leito de pó a laser e microestruturas direcionais No LPBF, um laser focalizado percorre uma fina camada de pó e cria uma sequência de poças de fusão sobrepostas. Cada poça apresenta um gradiente acentuado de temperatura: o material próximo à fronteira de fusão é aquecido e parcialmente refundido, enquanto o material acima da poça esfria rapidamente. A camada seguinte então reaquece parte da camada anterior. Portanto, um componente contém muitas histórias térmicas locais, e não uma única exposição em forno. A direção de varredura, a espessura da camada, a potência do laser, a velocidade de varredura, o espaçamento entre hachuras e as interrupções da construção afetam essa história. A solidificação rápida pode produzir estruturas celulares ou colunares finas, alinhadas com o gradiente térmico. Esses gradientes geralmente apresentam uma forte relação com a direção de construção, de modo que a morfologia dos grãos e a textura cristalográfica podem se tornar direcionais. Os contornos das poças de fusão podem permanecer visíveis na condição como construída, embora o tratamento térmico posterior possa reduzir ou eliminar parte de seu contraste. A estrutura resultante não é simplesmente “martensita temperada” no sentido convencional; trata-se de martensita formada após uma sequência de eventos de solidificação e reaquecimento, com segregação local e potencial de precipitação herdados desses eventos. Os defeitos acrescentam um segundo problema. Poros de falta de fusão resultam quando trilhas ou camadas adjacentes não se unem completamente. Poros de gás podem ter origem no pó ou ficar aprisionados durante a fusão. A instabilidade do keyhole pode gerar vazios irregulares maiores. Esses defeitos reduzem a área resistente à carga e atuam como locais de iniciação de trincas de fadiga, enquanto sua posição em relação à direção de construção afeta a resposta medida. As tensões residuais também são geradas porque a região aquecida pelo laser se expande e se contrai enquanto está cercada por material mais frio e menos complacente. Podem ocorrer distorção, risco de microfissuração e alterações locais na estabilidade das fases. A composição controla a relevância desses efeitos. Uma classe contendo cobalto, como 18Ni(250), não pode ser tratada como equivalente a uma classe sem cobalto. A definição de material da NASA de 2018 identifica o 18Ni(250) como tendo aproximadamente 250 ksi, enquanto a SAE AMS6515 especifica um aço particular, fundido sob duplo vácuo e recozido, contendo 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al. A designação está vinculada à composição e à forma do produto, e não apenas a uma classe nominal de resistência. O M789 sem cobalto apresenta um balanço de elementos de liga diferente e, portanto, uma resposta diferente à segregação, à formação de martensita, ao tratamento de solubilização e ao envelhecimento. ### Solubilização e recozimento intercrítico no material impresso No material convencional, o recozimento de solubilização tem por objetivo colocar os elementos de liga em uma solução sólida adequada antes que a martensita se forme durante o resfriamento. No material produzido por LPBF, o tratamento também atua sobre a segregação celular, os remanescentes das poças de fusão, as tensões residuais e as estruturas não uniformes produzidas pelo reaquecimento repetido. A temperatura e o tempo devem ser considerados em conjunto. Um tratamento que dissolva a segregação indesejada também pode promover crescimento de grão, alterar a textura ou modificar a distribuição de poros e inclusões sem removê-los. A NIST Technical Note 2352 (2025) avalia especificamente a solubilização, o recozimento intercrítico e o envelhecimento do M789 sem cobalto produzido por fusão em leito de pó a laser. Esse estudo não deve ser interpretado como o estabelecimento de um único ciclo universal para todo aço maraging produzido por impressão. Ele demonstra que essas variáveis exigem investigação, porque a condição inicial produzida por LPBF difere do material processado convencionalmente. O recozimento intercrítico é especialmente significativo porque coloca o aço em um intervalo de temperatura no qual a constituição de fases pode diferir daquela produzida por um tratamento convencional de solubilização completa. Em uma liga impressa, esse tratamento pode modificar a morfologia martensítica, as regiões transformadas reversamente, o padrão de segregação ou a fração de austenita. O resultado pode afetar tanto a dureza quanto a ductilidade antes do envelhecimento, além de alterar onde e como os precipitados intermetálicos se formam posteriormente. A determinação de se essa alteração é benéfica depende da composição do M789, da densidade no estado como construído, do ciclo térmico anterior e da direção exigida para o ensaio mecânico. O envelhecimento continua sendo a etapa de endurecimento por precipitação, mas “envelhecimento a aproximadamente 480 °C” é uma descrição metalúrgica, e não uma instrução completa de fabricação. O tempo, a temperatura, a taxa de aquecimento, o recozimento anterior e as condições de resfriamento controlam a nucleação, o crescimento, o engrossamento e o ordenamento de curto alcance. O subenvelhecimento deixa parte do potencial de endurecimento sem utilização; o superenvelhecimento pode engrossar os precipitados e reduzir a resistência. O material impresso também pode conter uma população não uniforme de sítios de nucleação criados pela segregação celular e pelo reaquecimento das poças de fusão. Consequentemente, uma resposta ao envelhecimento medida em um corpo de prova denso de LPBF com alívio de tensões não pode ser automaticamente atribuída a toda geometria ou a todo parâmetro de construção. A sequência de transformação também requer atenção. O baixo teor de carbono favorece uma matriz martensítica de ferro-níquel relativamente macia e tenaz, em vez da martensita de alto carbono associada aos aços comuns temperados e revenidos. O envelhecimento então fornece grande parte do aumento da dureza por meio da precipitação intermetálica. Se os ciclos térmicos do LPBF produzirem austenita retida ou revertida, ou se o recozimento alterar a fração dessas fases, o resultado final refletirá mais do que apenas a densidade de precipitados. ### Diferenças na dureza e na rigidez segundo a direção de construção Uma peça produzida por LPBF costuma ser ensaiada ao longo, transversalmente e, às vezes, em um ângulo em relação à direção de construção, porque sua estrutura é direcional. As diferenças podem resultar simultaneamente de várias fontes: crescimento colunar de grãos, textura cristalográfica, contornos das poças de fusão, alinhamento da porosidade, tensão residual e orientação de defeitos sensíveis à fadiga. O tratamento térmico pode reduzir algumas diferenças, mas não garante propriedades isotrópicas. O estudo de 2024 da NIST, *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel*, relatou variações, segundo a direção de construção, na dureza e na rigidez de corpos de prova de aço maraging produzido por fusão em leito de pó a laser. A constatação é importante precisamente porque dureza e rigidez não são medidas intercambiáveis. A dureza é fortemente afetada pela condição da martensita e pelo estado dos precipitados; a rigidez está mais estreitamente relacionada à resposta elástica, à textura, à porosidade e à estrutura efetiva resistente à carga. Assim, um valor de dureza dependente da direção pode indicar diferenças no envelhecimento ou na constituição de fases, enquanto um valor de rigidez dependente da direção pode apontar mais fortemente para textura, defeitos ou tensão residual. O mesmo trabalho da NIST constatou que medições de permeabilidade magnética poderiam detectar danos por fadiga antes da falha. Essa observação relaciona a resposta magnética à evolução da microestrutura e dos danos, em vez de tratar o componente impresso como mecanicamente uniforme até que uma trinca se torne visível. Ela também demonstra por que o tratamento térmico pós-construção e a inspeção devem ser considerados em conjunto. Um tratamento pode alterar simultaneamente a resposta magnética, a dureza, a tensão residual e o comportamento em fadiga. A questão metalúrgica prática, portanto, não é saber se o LPBF “funciona” para o aço maraging em abstrato. É saber se uma composição química específica do pó, uma estratégia de varredura, uma densidade, uma orientação de construção, uma rota de recozimento e um ciclo de envelhecimento definidos produzem uma matriz martensítica controlada e uma população de precipitados controlada, com propriedades direcionais aceitáveis. Para classes contendo cobalto e para o M789 sem cobalto, essas respostas podem ser diferentes. A manufatura aditiva não substitui a sequência do maraging; ela faz com que a história térmica anterior passe a integrar essa sequência. ## Ensaios, Caracterização e Monitoramento de Fadiga In Situ O maraging steel não pode ser caracterizado por um único valor de resistência à tração. A resposta medida depende do grau, da forma do produto, da condição de tratamento térmico, da orientação do corpo de prova e da rota de fabricação. Uma barra recozida por solubilização, um forjado envelhecido e uma peça fabricada por fusão em leito de pó a laser a partir do M789 sem cobalto podem ser chamados de maraging steel, embora contenham diferentes populações de precipitados, estruturas de defeitos e tensões residuais. A sequência metalúrgica explica o motivo. Ao contrário dos aços convencionais temperados e revenidos, os aços maraging contêm muito pouco carbono e não obtêm sua principal resistência da martensita rica em carbono. O recozimento por solubilização e a têmpera produzem uma matriz de martensita de baixo carbono, em ripas, de ferro–níquel, relativamente macia. O envelhecimento, normalmente próximo de 480 °C, forma então precipitados intermetálicos finos e promove o ordenamento de curto alcance. A descrição da ASM International de 2018 apresenta limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa, mas esses valores representam diferentes composições e condições, e não uma propriedade intrínseca única da família dos aços maraging. ### Ensaios mecânicos e resultados dependentes da direção Os ensaios de tração devem informar a condição completa: designação do grau, forma do produto, tratamento de solubilização, tratamento de envelhecimento, orientação do corpo de prova, temperatura de ensaio e taxa de deformação. O limite de escoamento, a resistência à tração, o alongamento e a redução de área podem variar substancialmente com o tempo de envelhecimento. O subenvelhecimento pode deixar a resistência abaixo da condição especificada, embora preserve uma ductilidade útil; o superenvelhecimento engrossa ou modifica a população de precipitados e pode reduzir a resistência, ao mesmo tempo que altera a estabilidade dimensional. A distinção entre endurecimento por transformação e endurecimento por precipitação é importante durante a interpretação. A têmpera produz martensita, mas, em uma composição maraging de baixo carbono, essa martensita é comparativamente macia e tenaz. O NIST Internal Report 8582, publicado em 2025, descreve a solubilização e a têmpera como a primeira etapa, seguidas pelo tratamento térmico de precipitação, que gera precipitados finos e a elevada resistência, ductilidade e tenacidade associadas à condição envelhecida. Portanto, um resultado de tração obtido em material tratado por solubilização não pode substituir um resultado referente ao grau envelhecido. As normas e os nomes dos graus também exigem atenção. A NASA identifica o 18Ni(250) como aproximadamente 250 ksi, ou cerca de 1724 MPa, mas essa designação não torna toda liga 18Ni equivalente a ele. A SAE AMS6515 especifica um aço particular, fundido sob duplo vácuo e recozido, designado “18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al”, fornecido na forma de barras, forjados, tubos ou anéis. Sua composição química e seus requisitos relativos à forma do produto não devem ser transferidos por suposição para uma liga sem cobalto. Graus contendo cobalto, como 18Ni(200), 18Ni(250) e 18Ni(300), utilizam níquel, cobalto, molibdênio, titânio e, às vezes, alumínio para estabelecer sua resposta à precipitação. O M789 sem cobalto é um sistema de liga separado, e não um substituto químico direto. Sua janela de tratamento térmico, a química dos precipitados, o comportamento da austenita retida e a resposta aos defeitos de fabricação exigem medições específicas. A NIST Technical Note 2352, publicada em 2025, avalia especificamente os tratamentos de recozimento por solubilização, recozimento intercrítico e envelhecimento para o M789 fabricado por fusão em leito de pó a laser. Os ensaios mecânicos também devem considerar a direção. Produtos laminados ou forjados podem apresentar diferenças longitudinais e transversais decorrentes da textura, segregação, alinhamento de inclusões e linhas de escoamento. Peças aditivamente fabricadas acrescentam à lista a direção de construção, as interfaces entre camadas, a estratégia de varredura, o espaçamento entre hachuras, as passadas de contorno e o acúmulo de calor. Em uma investigação da NIST de 2024 sobre aço maraging fabricado aditivamente, os corpos de prova apresentaram variações de dureza e rigidez conforme a direção de construção. Esse resultado alerta contra o tratamento de um modelo de material isotrópico como automaticamente válido para um componente impresso. Os ensaios de fadiga devem utilizar a orientação e a condição superficial esperadas em serviço. Ensaios controlados por tensão e controlados por deformação podem revelar tendências de dano diferentes, enquanto os ensaios de crescimento de trinca medem uma propriedade diferente da resistência à fadiga de corpos de prova lisos. Corpos de prova entalhados, tensões residuais, rugosidade superficial, poros de falta de fusão, porosidade gasosa e inclusões podem dominar os resultados em materiais fabricados aditivamente. Por isso, ensaios de tenacidade à fratura e de crescimento de trinca por fadiga são necessários quando a avaliação de um componente depende de uma falha existente, e não apenas da resistência nominal. ### Dureza, rigidez e exame microestrutural O ensaio de dureza é uma verificação rápida da condição, não um substituto para a caracterização à tração ou à fadiga. As medições Rockwell C, Vickers e de microdureza podem identificar o aumento causado pelo envelhecimento e mapear variações locais através de uma solda, de uma construção, de uma região termicamente afetada ou de uma superfície usinada. Um perfil de dureza através de uma peça fabricada aditivamente pode revelar diferenças no histórico térmico que uma única leitura do volume total ocultaria. No entanto, a conversão de dureza entre escalas introduz incerteza, especialmente em durezas muito elevadas ou através de gradientes. A rigidez elástica é normalmente descrita pelo módulo de Young, pelo módulo de cisalhamento ou por um módulo ultrassônico, e não pela dureza. O envelhecimento pode alterar o módulo de forma menos acentuada do que altera o limite de escoamento, mas a porosidade, as trincas, a textura cristalográfica e a direção de construção podem produzir diferenças mensuráveis. Portanto, o resultado da NIST relativo à direção de construção é importante: uma variação de rigidez pode refletir a estrutura do processo, defeitos, textura ou a geometria de medição, e não deve ser descartada simplesmente porque a liga possui a mesma composição química nominal. O exame microestrutural relaciona essas medições ao mecanismo de endurecimento. A microscopia óptica pode revelar a geometria anterior da poça de fusão, a morfologia dos grãos, o bandeamento e a porosidade grosseira. A microscopia eletrônica de varredura é adequada para superfícies de fratura e contrastes relacionados a precipitados, enquanto a microscopia eletrônica de transmissão pode resolver partículas intermetálicas em escala nanométrica, pequenas demais para o exame óptico de rotina. A difração de elétrons retroespalhados pode mapear pacotes de martensita em ripas, a textura cristalográfica, a desorientação local e regiões recristalizadas. A difração de raios X pode auxiliar na identificação de fases, na medição de tensões residuais e na detecção de austenita retida ou revertida. O exame deve comparar o material tratado por solubilização, envelhecido e submetido à fadiga. O superenvelhecimento, a austenita revertida, o engrossamento dos precipitados e a deformação na ponta da trinca podem produzir assinaturas diferentes, mesmo quando a dureza do volume total é semelhante. Na fusão em leito de pó a laser, defeitos de falta de fusão e resíduos de pó não fundido podem oferecer um caminho mais curto para a falha do que uma alteração na precipitação da matriz. Um relatório significativo relaciona o comportamento de fratura ou de fadiga observado ao ciclo térmico real, em vez de atribuir toda diferença ao grau nominal. ### Permeabilidade magnética como sinal de monitoramento de fadiga Permeabilidade magnética **Permeabilidade magnética** Medida de quão prontamente um material permite o fluxo magnético; alterações na tensão, na microestrutura ou no dano podem modificar a resposta medida. O maraging steel é ferromagnético, portanto sua resposta magnética pode fornecer informações sobre alterações no estado de tensões, na microestrutura e no dano. A permeabilidade magnética descreve a facilidade com que o material suporta o fluxo magnético. A deformação plástica, o rearranjo de discordâncias, a formação de trincas, as tensões residuais e as mudanças de fase podem alterar o comportamento dos domínios magnéticos e, consequentemente, deslocar um sinal medido. A resposta não é exclusiva do dano por fadiga, o que torna essencial a calibração e o controle das condições de medição. O estudo de 2024 da NIST, *In-Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel*, relatou que as medições de permeabilidade magnética detectaram dano por fadiga antes da falha do corpo de prova. Esse resultado é significativo porque indica um possível sinal sem contato ou minimamente intrusivo para acompanhar o dano durante o carregamento cíclico. Uma tendência da permeabilidade poderia identificar uma transição da deformação estável para o dano acelerado antes que uma trinca visível ou a fratura final surgisse. A descoberta continua sendo um resultado de monitoramento e pesquisa, e não um substituto para a qualificação. A permeabilidade é afetada pela composição química da liga, pela condição de envelhecimento, pela direção de construção, pela textura, pelas tensões residuais, pela posição da sonda, pelo afastamento da sonda em relação à superfície, pela geometria, pela temperatura e pelo histórico eletromagnético. Portanto, uma alteração no sinal deve ser correlacionada com evidências complementares, como dados de ciclos de carga, medição de deformação, emissão acústica, microscopia, medição do comprimento da trinca ou fractografia após o ensaio. Os ensaios formais de fadiga ainda estabelecem a relação entre tensão, ciclos, ambiente e probabilidade de falha. A mecânica da fratura ainda determina como uma trinca conhecida cresce e se uma falha crítica pode ser tolerada. A qualificação de componentes ainda exige controles especificados do material, qualificação do processo, métodos de inspeção, critérios de aceitação e geometria representativa. O monitoramento magnético pode acrescentar um alerta precoce ou produzir dados de pesquisa valiosos, mas, por si só, não pode certificar uma peça de maraging steel nem substituir uma avaliação validada de tolerância ao dano. ## Aplicações e lógica de seleção sem alegações de marketing ### Contextos aeroespaciais e de fabricação de ferramentas O aço maraging é selecionado em contextos aeroespaciais e de fabricação de ferramentas por uma combinação específica de propriedades, não apenas pela resistência à tração. Sua matriz é uma martensita de ripas de ferro–níquel com teor muito baixo de carbono, formada durante o resfriamento a partir da temperatura de recozimento de solubilização. Essa transformação endurece o aço apenas moderadamente: o NIST Internal Report 8582 descreve a martensita temperada como relativamente macia antes do tratamento subsequente de precipitação. O envelhecimento próximo de 480 °C produz então precipitados intermetálicos finos, com a ordenação de curto alcance também contribuindo para a sequência de endurecimento identificada pela ASM International. Essa distinção afeta a maneira como o material é processado para se tornar um componente. Uma peça tratada por solubilização pode ser usinada, conformada ou receber outros acabamentos antes do envelhecimento, após o qual sua resistência aumenta substancialmente. A ASM International informou, em 2018, limites de escoamento comerciais de 1030 a 2420 MPa, enquanto a NASA identifica o 18Ni(250) como um grau com resistência de aproximadamente 250 ksi. Esses valores descrevem graus e condições específicos; não representam uma propriedade universal de todo aço comercializado sob a designação maraging. Assim, componentes aeroespaciais podem incluir peças cuja geometria, massa e acesso ao tratamento térmico tornam útil a condição solubilizada durante a fabricação, seguida de envelhecimento após as operações críticas de usinagem. Os contextos de fabricação de ferramentas podem envolver matrizes, moldes ou componentes de conformação nos quais alta resistência à compressão e à tração deve coexistir com dimensões controladas. A característica relevante do material é a combinação de uma matriz martensítica de baixo carbono, resposta à precipitação e capacidade de especificar uma condição de tratamento térmico — não uma alegação geral de que o aço maraging seja adequado para toda peça submetida a altas cargas. A forma do produto também restringe a aplicação. A SAE AMS6515, por exemplo, especifica aço recozido, obtido por fusão sob duplo vácuo, com a designação de composição **18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al**, e abrange **barras, forjados, tubos e anéis**. Um requisito elaborado com base na AMS6515 não pode ser atendido simplesmente pela denominação “aço maraging”; o processo de fusão, a composição química, a forma do produto e a condição recozida fazem parte da definição do material. ### Quando a alta resistência é insuficiente como critério de seleção Um valor elevado de limite de escoamento não comprova resistência adequada à fratura, vida em fadiga, estabilidade dimensional ou compatibilidade com a fabricação. Os aços maraging são endurecidos por precipitados introduzidos após a formação da martensita, de modo que a condição final depende da solubilização, do resfriamento, da temperatura de envelhecimento, do tempo de envelhecimento e do tamanho da seção. Um ciclo de forno que produza o estado de precipitação pretendido em um pequeno corpo de prova pode não produzir o mesmo resultado ao longo de um anel espesso ou de um forjado. Portanto, a verificação deve incluir a forma real do produto e uma localização termicamente representativa. A tenacidade merece tratamento separado. A matriz de baixo carbono evita a condição martensítica rica em carbono associada a muitos aços convencionais temperados e revenidos, mas a tenacidade ainda depende do grau, do teor de inclusões, do processamento anterior, da população de precipitados e do tratamento térmico. Uma especificação baseada apenas na dureza ou no limite de escoamento pode não identificar o comportamento à fratura exigido em um entalhe, furo de fixação, raio de concordância ou defeito semelhante a uma trinca. A fadiga acrescenta outra limitação. A resposta cíclica é afetada pelo acabamento superficial, pelas tensões residuais, pelas inclusões, pela porosidade, pela geometria e pela estrutura direcional. Esses fatores se tornam especialmente importantes em materiais fabricados por manufatura aditiva. O *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel*, do NIST, publicado em 2024, relatou variações, relacionadas à direção de fabricação, na dureza e na rigidez de corpos de prova produzidos por fusão em leito de pó a laser. O mesmo trabalho constatou que medições de permeabilidade magnética poderiam detectar danos por fadiga antes da falha. Esses resultados de monitoramento não eliminam a necessidade de ensaios de fadiga; mostram que a rota de fabricação cria diferenças mensuráveis de estrutura e dano que a simples denominação de um grau nominal não consegue capturar. Os graus que contêm cobalto e os graus sem cobalto também devem ser mantidos distintos. Graus convencionais como o 18Ni(250) obtêm sua resposta à precipitação de uma composição que contém quantidades substanciais de níquel, cobalto e molibdênio e, dependendo do grau, titânio ou alumínio. O M789 sem cobalto não é quimicamente intercambiável com esses graus. A NIST Technical Note 2352, publicada em 2025, avalia a solubilização, o recozimento intercrítico e o envelhecimento especificamente para o M789 sem cobalto produzido por fusão em leito de pó a laser. Seu tratamento separado desses ciclos é uma evidência de que o grau e a rota de processamento alteram o histórico térmico necessário. O controle dimensional é outro critério de seleção. O baixo teor de carbono limita os efeitos de transformação impulsionados pelo carbono, mas a peça ainda sofre alterações dimensionais durante a formação da martensita e o envelhecimento por precipitação. Sobremetal, fixação, sequência de usinagem e temperatura de medição devem ser estabelecidos com base no grau e na rota especificados. “Baixa distorção” não substitui dados de processo medidos. ### Compatibilização do grau, da forma do produto e da condição com o requisito A seleção deve começar pela especificação normativa aplicável e pelo modo de falha do componente. Defina o limite de escoamento e a resistência à tração necessários, a tenacidade à fratura, o desempenho em fadiga, a faixa de dureza, a tolerância dimensional, o ambiente de corrosão, o tamanho da seção e os processos de fabricação permitidos. Em seguida, identifique a designação exata do grau e a norma que controlam a composição química, a limpeza, o processo de fusão, a forma do produto e a condição de fornecimento. A etapa seguinte consiste em separar o endurecimento por transformação do endurecimento por precipitação. Confirme que a solubilização e a têmpera produzem a estrutura martensítica necessária e, depois, confirme que o envelhecimento gera a população intermetálica pretendida sem envelhecimento excessivo. O registro do processo deve identificar a uniformidade do forno, o carregamento, as condições de têmpera, a temperatura, o tempo e a localização do corpo de prova. A dureza, por si só, é evidência insuficiente; os ensaios de tração, os ensaios de tenacidade, a metalografia e as medições dimensionais devem estar alinhados ao plano de qualificação. Para materiais trabalhados mecanicamente, compare a geometria exigida com as formas permitidas pela norma — como barra, forjado, tubo ou anel na AMS6515 — e considere o fluxo dos grãos, a redução e a espessura da seção. Para a fusão em leito de pó a laser, qualifique separadamente a condição do pó, a estratégia de varredura, a orientação de fabricação, o tratamento de solubilização pós-fabricação, o tratamento intercrítico quando especificado, o envelhecimento, a porosidade e as propriedades anisotrópicas. A escolha final só é defensável quando a composição química do grau, a forma do produto, a rota de processamento, a condição de tratamento térmico e os dados de verificação descrevem o mesmo estado do material. ## Como Ler uma Especificação de Material de Aço Maraging Uma especificação de aço maraging descreve mais do que uma análise da liga. Ela define uma sequência interligada de composição, fusão, tratamento térmico, forma do produto, ensaios e limites de aceitação. Essa distinção é importante porque o aço maraging não é endurecido principalmente por endurecimento de transformação promovido pelo carbono. Sua estrutura no estado solubilizado é uma martensita de ripas de ferro–níquel com baixo teor de carbono, relativamente macia; o grande aumento de resistência ocorre posteriormente, quando o envelhecimento forma precipitados intermetálicos finos. A ASM International descreve os aços maraging comerciais como aços com teor muito baixo de carbono e alto teor de níquel, contendo combinações de cobalto, molibdênio, titânio e alumínio. A precipitação intermetálica ocorre a aproximadamente 480 °C, e os limites de escoamento dos produtos comerciais variam de 1030 a 2420 MPa (ASM International, 2018). Portanto, uma identificação de material que forneça apenas “aço maraging” omite informações necessárias para prever o desempenho. ### Composição química e prática de fusão Comece pela designação exata do grau, não pelo nome da família. “18Ni(250)” identifica uma classe de resistência comumente associada a um limite de escoamento de aproximadamente 250 ksi, conforme descrito pela NASA (2018), mas não substitui a especificação de material aplicável. Diferentes graus 18Ni variam quanto ao teor de elementos de liga e às propriedades exigidas após o envelhecimento. Os graus contendo cobalto normalmente utilizam cobalto e molibdênio para promover reações de precipitação, enquanto o titânio e o alumínio podem contribuir para a formação de fases endurecedoras. O carbono permanece deliberadamente baixo para que o aço forme uma matriz martensítica tenaz, com baixo teor de carbono, em vez de depender de uma transformação para martensita com alto teor de carbono. A composição química da SAE AMS6515 ilustra o nível de precisão esperado em uma especificação real. Ela abrange o aço 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, sendo que a designação também identifica barras, forjados, tubos e anéis submetidos a fusão dupla a vácuo e recozimento. Esses números não são uma abreviação informal do grau: eles indicam os teores nominais dos elementos de liga, enquanto o documento AMS completo fornece as faixas permitidas, os limites para elementos residuais e os procedimentos analíticos. A prática de fusão faz parte da identidade do material. A fusão por indução a vácuo seguida de refusão a arco a vácuo, ou outra rota especificada de fusão dupla a vácuo, pode reduzir inclusões, gases dissolvidos e segregação em comparação com processos menos controlados. Uma composição química dentro da faixa nominal de um grau não comprova equivalência se a norma exigir uma sequência específica de fusão. Isso é especialmente importante para seções de grande espessura, peças submetidas a cargas de fadiga e componentes aeroespaciais, nos quais a população de inclusões e a segregação podem afetar as propriedades mesmo quando uma análise química global é aprovada. Os graus sem cobalto devem ser considerados ligas distintas, não substitutos do material convencional contendo cobalto. M789 é um exemplo. Suas reações de precipitação, resposta ao tratamento térmico e propriedades alcançáveis diferem das dos graus 18Ni contendo cobalto; portanto, uma especificação para M789 não pode ser interpretada copiando-se o ciclo de envelhecimento ou as expectativas de resistência do 18Ni(250). ### Condição de tratamento térmico e propriedades mecânicas A condição indicada ao lado do grau é fundamental. O recozimento de solubilização dissolve os precipitados preexistentes e estabelece um estado austenítico controlado; o resfriamento então produz martensita de ripas com baixo teor de carbono. O NIST Internal Report 8582 (2025) descreve essa sequência como responsável pela produção de uma martensita relativamente macia antes de um tratamento subsequente de precipitação gerar precipitados finos e elevada resistência, ductilidade e tenacidade. O envelhecimento próximo de 480 °C provoca precipitação e ordenação de curto alcance, conforme resumido na referência de tratamentos térmicos da ASM. “Recozido” e “envelhecido”, portanto, não são termos intercambiáveis. Uma barra recozida pode ser destinada à usinagem ou conformação e apresentar resistência substancialmente menor que a do mesmo grau após o envelhecimento. Uma condição envelhecida deve indicar, ou fazer referência a, a temperatura, o tempo, o método de resfriamento e, às vezes, a variação permitida do forno. Esses detalhes controlam o tamanho dos precipitados, a densidade numérica e o superenvelhecimento. Um componente envelhecido por tempo insuficiente pode não atingir o limite de escoamento especificado; outro mantido por tempo excessivo ou a temperatura muito alta pode apresentar crescimento dos precipitados e perda de resistência. Leia a tabela de propriedades mecânicas em conjunto com a condição e o tamanho da seção. O limite de escoamento, a resistência à tração, o alongamento, a redução de área, a dureza e a tenacidade ao impacto podem ter requisitos distintos. Uma resistência à tração mínima não garante um limite de escoamento mínimo, e um requisito à temperatura ambiente não estabelece o desempenho em outra temperatura. Algumas especificações atribuem limites diferentes a produtos finos e espessos porque a velocidade de resfriamento, a segregação e a uniformidade térmica variam com as dimensões da seção. A direção do ensaio também é importante. As propriedades de tração longitudinais podem diferir das propriedades transversais, especialmente em forjados, anéis, chapas e materiais fabricados aditivamente. A NIST Technical Note 2352 (2025) avalia o recozimento de solubilização, o recozimento intercrítico e o envelhecimento em M789 sem cobalto produzido por fusão em leito de pó a laser, mostrando por que uma peça impressa não pode ser tratada como material conformado de estoque com formato diferente. O estudo de monitoramento de fadiga da NIST de 2024 identificou variações, conforme a direção de construção, na dureza e na rigidez do aço maraging produzido por fusão em leito de pó a laser. O estudo também relatou que medições de permeabilidade magnética detectaram danos por fadiga antes da ruptura. Para materiais fabricados aditivamente, a orientação de construção, a estratégia de varredura, a condição do pó, os limites de porosidade e o tratamento térmico pós-construção fazem parte da definição do processo. ### Forma do produto, ensaios e rastreabilidade A forma do produto determina quais requisitos se aplicam. Barras, forjados, tubos, anéis, chapas e peças produzidas por fusão em leito de pó podem ter diferentes limites dimensionais, locais de amostragem, regras de tratamento térmico e ensaios mecânicos. A AMS6515, por exemplo, abrange explicitamente barras, forjados, tubos e anéis, e não todas as formas possíveis de aço maraging. Um certificado que informe a composição química, mas não a forma do produto, deixa uma lacuna significativa. Verifique como os corpos de prova são retirados e orientados. A especificação pode exigir ensaios longitudinais, transversais, radiais ou tangenciais, com a amostragem vinculada a uma corrida, lote, forjado ou peça acabada. Confirme se a dureza é um ensaio de liberação, uma verificação suplementar ou uma alternativa permitida somente sob condições especificadas. Analise os critérios de aceitação para resultados de tração, energia de impacto, fluxo de grãos, defeitos superficiais, inclusões, ensaios não destrutivos, dimensões e reparos. A afirmação “atende à especificação” só tem significado quando a edição referenciada e todos os ensaios exigidos estão identificados. A rastreabilidade deve conectar o item acabado ao número da corrida, à rota de fusão, ao lote do produto, aos registros de tratamento térmico, à análise química, aos corpos de prova e aos resultados de inspeção. Para a fabricação aditiva, devem ser acrescentados a identificação do lote do pó, o histórico de reutilização, a máquina, o número da construção, a orientação e o registro dos parâmetros. #### Como interpretar uma especificação de material Grau exato Identifique a designação do grau, em vez de confiar no nome da família. Norma e revisão Registre a norma aplicável e sua revisão pertinente. Composição química e fusão Verifique os limites da liga, os limites dos elementos residuais e a prática de fusão exigida. Condição Indique se o material está recozido, tratado por solubilização, envelhecido ou fornecido em outra condição. Forma do produto Identifique se o material é barra, forjado, tubo, anel ou produto fabricado por manufatura aditiva. Ensaios Verifique os requisitos de propriedades mecânicas, a direção do ensaio, a localização do corpo de prova e os critérios de aceitação. Rastreabilidade Relacione o item acabado à sua corrida, lote, registros térmicos, corpos de prova e resultados de inspeção. Uma sequência prática para a leitura de normas é simples: identifique o grau exato; registre a norma AMS ou outra norma aplicável e sua revisão; verifique a composição química e a prática de fusão; indique se o material está recozido, solubilizado, envelhecido ou fornecido em outra condição; identifique a forma do produto e o tamanho da seção; leia cada requisito de propriedade mecânica juntamente com a direção do ensaio e o local de retirada do corpo de prova; depois verifique os critérios de aceitação e os registros de rastreabilidade. Somente depois que todos esses itens estiverem de acordo dois aços maraging devem ser considerados comparáveis. A classe é definida por uma cadeia de processo e especificação, não por uma liga universal única. ## Referências 1. \[1\] ASM International. Maraging Steels. ASM Handbook, 2018. [](/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento#wiki-cite-ref-1) ASM Handbook, Volume 4A, Steel Heat Treating Fundamentals and Processes 2. \[2\] National Institute of Standards and Technology. NIST Internal Report 8582. NIST Internal Report, 2025. [](/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento#wiki-cite-ref-2) NIST Internal Report 8582 3. \[3\] National Institute of Standards and Technology. In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel. NIST investigation, 2024. [](/pt-br/wiki/fam%C3%ADlias-de-a%C3%A7os/a%C3%A7os-maraging-composi%C3%A7%C3%A3o-classes-envelhecimento-e-processamento#wiki-cite-ref-3) In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel **Aço maraging em resumo** Matriz Martensita em ripas de ferro–níquel com teor muito baixo de carbono Principal mecanismo de endurecimento Precipitação de intermetálicos durante o envelhecimento Temperatura de envelhecimento de referência Aproximadamente 480 °C Faixa comercial de limite de escoamento 1030–2420 MPa Classe de resistência representativa 18Ni(250), aproximadamente 250 ksi [Voltar a Famílias de aços](/pt-br/wiki/famílias-de-aços "Famílias de aços — Steel Wiki")