classificacão dos aços

classificacão dos aços

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

  • QUANTO A COMPOSIÇÃO

  • Aço-Carbono  - sem elemento de liga

  • (elementos residuais: Si, Mn, P, S)

  • Alto, baixo e médio teor de carbono

  • Aço-Liga baixa liga (máximo 3-3,5%) média liga

  • alta liga (teor total mínimo de 10-12%)

PROPRIEDADES DOS AÇOS-CARBONO

  • A resistência aumenta com o teor de Carbono

  • A ductilidade diminui com o teor de Carbono

  • São aços de relativa baixa dureza

  • Oxidam-se facilmente

  • Suas propriedades deterioram-se a baixas e altas temperaturas

  • São os mais usados e de mais baixo custo

PROPIEDADES DOS AÇOS BAIXO CARBONO

  • AÇO BAIXO CARBONO < 0,3% C

  • Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica

  • São fáceis de conformar e soldar

  • São aços de baixa dureza e alta ductilidade

APLICAÇÕES TÍPICAS DOS AÇOS BAIXO CARBONO

  • Entre as suas aplicações típicas estão as chapas automobilística, perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos, construção civil, pontes e latas de folhas-de-flandres.

PROPIEDADES DOS AÇOS MÉDIO CARBONO

  • AÇO MÉDIO CARBONO  0,3-0,6% C

  • São aços de boa temperabilidade em água

  • Apresentam a melhor combinação de tenacidade e ductilidade e resistência mecânica e dureza

  • São os aços mais comuns, tendo inúmeras aplicações em construção : rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas que necessitam de elevadas resistências mecânica e ao desgaste tenacidade.

PROPIEDADES DOS AÇOS ALTO CARBONO

  • AÇO ALTO CARBONO  > 0,6% C

  • Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade

  • Apresentam alta dureza e elevada resistência ao desgaste

  • Quando temperados são frágeis

PROPRIEDADES DOS AÇOS AO CARBONO

  • AÇO-LIGA OU AÇOS LIGADOS

AÇO-LIGA OU AÇOS LIGADOS

  • ELEMENTOS DE LIGA MAIS COMUNS

  • Cr

  • Ni

  • V

  • Mo

  • W

  • Co

  • B

  • Cu

  • Mn, Si, P, S (residuais)

EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA

  • Aumentam a dureza e a resistência

  • Conferem propriedades especiais como:

        • Resistência à corrosão
        • Estabilidade à baixas e altas temperaturas
        • Controlam o tamanho de grão
        • Melhoram a conformabilidade
        • Melhoram as propriedades elétricas e magnéticas
        • Diminuem o peso (relativo à resistência específica)
  • Deslocam as curvas TTT para a direita

MANGANÊS (residual)

  • Agente dessulfurante e desoxidante

  • Aumenta a dureza e a resistência (%Mn>1%)

  • Baixa a temperatura de transformação da martensita

  • Entre 11-14% Mn alcança-se alta dureza, alta ductilidade e excelente resistência ao desgaste (aplicações em ferramentas resistentes ao desgaste)

ENXOFRE (residual)

  • Agente fragilizador

  • Se combinado com Mn forma MnS que pode ser benéfico (melhora a usinabilidade)

  • Está presente em altos teores em aços para usinagem fácil

NÍQUEL

  • Aumenta a resistência ao impacto (2-5% Ni)

  • Aumenta consideravelmente a resistência à corrosão em aços baixo carbono (12-20% Ni)

  • Com 36% de Ni (INVAR) tem-se coeficiente de expansão térmica próximo de zero.

CROMO

  • Aumenta a resistência à corrosão e ao calor

  • Aumenta a resistência ao desgaste (devido à formação de carbetos de cromo)

  • Em aços baixa liga aumenta a resistência e a dureza

  • É normalmente adicionado com Ni (1:2)

MOLIBIDÊNIO

  • Em teores < 0,3% aumenta a dureza e a resistência, especialmente sob condições dinâmica e a altas temperaturas

  • Atua como refinador de grão

  • Melhora a resistência `a corrosão

  • Forma partículas resistentes à abrasão

  • Contrabalança a tendência à fragilidade de revenido

VANÁDIO

  • Forma carbetos que são estáveis a altas temperaturas

  • Inibe o crescimento de grão (0,03-0,25%) e melhora todas as propriedades de resistência sem afetar a ductilidade

TUNGSTÊNIO

  • Mantém a dureza a altas temperaturas

  • Forma partículas duras e resistentes ao desgaste à altas temperaturas

  • Presente em aços para ferramentas

SILÍCIO (residual)

  • Tem efeito similar ao Níquel

  • Melhora as propriedades de resistência com pouca perda de ductilidade

  • Melhora a resistência `a oxidação

  • Com 2% de Si é usado para a confecção de molas

  • Aumenta o tamanho de grão (necessário para aplicações magnéticas)

  • Agente desoxidante

BORO

  • É um agente endurecedor poderoso (0,001-0,003%)

  • Facilita a conformação à frio

  • Tem efeito 250-750 vezes ao efeito do Ni

  • 100 vezes ao Cr

  • 75-125 vezes ao Mo

  • Aços microligados

ALUMÍNIO

  • Facilita a nitretação

  • Agente desoxidante

  • Controla o tamanho de grão pela formação de óxidos ou nitretos

COBALTO

  • Melhora a dureza à quente

  • É usado em aços magnéticos

FÓSFORO (Residual)

  • Aumenta a resistência dos aços baixo carbono

  • Aumenta a resistência à corrosão

  • Facilita a usinagem

  • Gera fragilidade à frio (0,04-0,025% no máximo)

TITÂNIO

  • Reduz a dureza martensítica e a endurecibilidade de aços ao cromo

  • Impede a formação da austenita em aços ao cromo

APLICAÇÕES DOS AÇOS-LIGA

  • Os aços-liga, por serem uma família bastante ampla de diferentes tipos de aços com propriedades bastante distintas, encontram aplicações igualmente vastas.

  • Podem ser encontrados em praticamente todos os segmentos industriais, desde a construção civil até a construção naval, passando pela indústria petrolífera, automobilística e aeronáutica.

SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

  • AISI-SAE XXXX

  • 1XXX  Aço-carbono

  • 10XX  Aço-carbono comum

  • 11XX  teores diferenciados de S

  • 12XX  teores diferenciados de S e P

  • 13XX  alto teor de Mn (1,6-1,9%)

SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

  • 2XXX  Aço ao Níquel

  • 3XXX  Aço ao Níquel e Cromo

  • 4XXX  Aço ao Molibidênio

  • 40XX  Mo 0,15-0,3%

  • 41XX  Mo, Cr

  • 43XX  Mo, Cr, Ni

  • 5XXX  Aço ao Cromo

  • 6XXX  Aço ao Cromo e Vanádio

  • 8XXX  Aço ao Níquel, Cromo e Molibidênio

  • 9XXX  Outros

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS ALTO TEOR DE LIGA

  • Aços inoxidáveis

  • Aços refratários (resistentes ao calor)

  • Aços para ferramentas

  • São classificados de maneira diferente

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

  • QUANTO A ESTRUTURA

  • Perlíticos

  • Martensíticos

  • Austeníticos

  • Ferríticos

  • Carbídicos

AÇOS PERLÍTICOS

  • Aços com no máximo 5% de elementos de liga

  • As propriedades mecânicas podem ser melhoradas por tratamento térmico

  • Aços de boa usinabilidade

AÇOS MARTENSÍTICOS

  • Aços com mais de 5% de elementos de liga

  • Apresentam alta dureza

  • Aços de baixa usinabilidade

AÇOS AUSTENÍTICOS

  • Tem estrutura austenítica a temperatura ambiente, devido aos elevados teores de elementos de liga (Ni, Mn, Co)

  • Exemplo: inoxidáveis, não magnéticos e resistentes ao calor

AÇOS FERRÍTICOS

  • Tem baixo teor de Carbono

  • Tem elevados teores de elementos de liga (Cr, W, Si)

  • Não reagem à têmpera

  • Apresentam estrutura ferrítica no estado recozido

AÇOS CARBÍDICOS

  • Apresentam alto teor de Carbono e elementos formadores de carbonetos (Cr, W, Mn, Ti, Nb, Zr)

  • A estrutura consiste de carbonetos dispersos na matriz sorbítica, austenítica ou martensítica, dependendo da composição química

  • São usados para ferramentas de corte e para matrizes

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

  • QUANTO AS PROPRIEDADES OU APLICAÇÃO

  • Aços para construção mecânica

  • Aços para ferramentas

  • Aços inoxidáveis

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

  • QUANTO AS PROPRIEDADES OU APLICAÇÃO

  • Aços para fundição

  • Aços para ferramentas

  • Aços estruturais

  • Aços para nitretação

  • Aços resistentes ao calor

  • Acos para fins elétricos

  • Aços para fins magnéticos

AÇOS PARA FUNDIÇÃO

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Boa resistência, ductilidade e tenacidade

  • Boa usinabilidade

  • Adequada soldabilidade

  • Boa fluidez

  • A maioria é susceptível à têmpera e revenido

AÇOS PARA FUNDIÇÃO

  • QUANTO OS TIPOS

  • Aços baixo, médio e alto carbono

  • Aços-liga de baixo e alto teor de liga

AÇOS PARA FUNDIÇÃO

  • AÇOS BAIXO CARBONO

  • Equipamentos elétricos, engrenagens,...

  • AÇOS MÉDIO CARBONO

  • Indústrias automobilística, ferroviária, naval, tratores,..

  • AÇOS ALTO CARBONO

  • Matrizes, cilíndros de laminadores, partes de máquinas,...

AÇOS ESTRUTURAIS

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Boa ductilidade para ser conformado

  • Boa soldabilidade

  • Elevado valor de relação de resistência à tração para limite de escoamento

  • Baixo custo

  • Homogeneidade

AÇOS ESTRUTURAIS

  • QUANTO AO TIPO

  • Aços ao carbono (laminados à quente)

  • Aços com baixo teor de elemento de liga e alta resistência (estruturas de carros e ônibus, pontes edifícios)

AÇOS PARA CHAPAS E TUBOS

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Excelente deformabilidade

  • Boa soldabilidade

  • Boa ductilidade

  • Baixo custo

  • Dependendo do tipo de aplicação, alta resistência à corrosão e de fácil revestimento

  • Superfície sem defeitos

AÇOS PARA CHAPAS E TUBOS

  • QUANTO AO TIPO

  • O tipo mais comum aços ao carbono comuns ou doce

AÇOS PARA ARAMES E FIOS

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Excelente resistência à tração (depende da aplicação)

  • Boa ductilidade para ser conformado

AÇOS PARA ARAMES E FIOS

  • QUANTO AO TIPO

  • Aço baixo Carbono

  • Aço médio Carbono

  • Aço alto Carbono (0,8-0,95% de C)

  • Fio de música ou corda de piano resist. à tração de 280 Kgf/mm2

AÇOS PARA MOLAS

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Elevado limite de elasticidade

  • Elevada resistência à fadiga

  • Elevada resistência ao choque

AÇOS PARA MOLAS

  • QUANTO AO TIPO

  • Aço carbono (0,5-1,2% de carbono)

  • Para algumas aplicações usa-se aço liga (Si-Mn, Cr-V)

  • Exemplos: 6150 (Cr-V) e 9260 (Si-Mn)

AÇOS DE USINAGEM FÁCIL

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Elevada usinabilidade

AÇOS DE USINAGEM FÁCIL

  • QUANTO AO TIPO

  • Aços com alto teor de enxofre, fósforo e manganês

  • Adição de metais moles como o Chumbo e Bismuto facilitam a usinagem (série especial).

AÇOS DE USINAGEM FÁCIL

  • Padrão 100 de usinagem

  • 1112

  • %C: no max. 0,13

  • %Mn: 0,7-1

  • %S: 0,16-023

  • %P: 0,07-0,12

AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES

  • QUANTO AS PROPRIEDADES

  • Elevada dureza a temperatura ambiente e a quente

  • Boa tenacidade

  • Boa Resistência ao desgaste

  • Boa Resistência Mecânica

  • Tamanho de grão pequeno

  • Boa usinabilidade

  • Temperabilidade

AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES

  • QUANTO AO TIPO

  • Aços com alto teor de Carbono (0,6-1,3%C)

  • Aços com alto teor de liga de W, V e Cr ou Mo, Co e outros.

AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES

  • Aços-rápido:

  • são desenvolvidos para aplicações de usinagem em elevadas velocidades.

  • Existem duas classificações para os aços-rápidos, que são os ao molibdênio (grupo M) e os ao tungstênio (grupo T). Os dois possuem uma performance mais ou menos semelhante. Os do grupo M, entretanto, tem um custo inicial menor.

AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES

  • Aços para trabalho a quente: desenvolvidos para utilização em operações de punçonamento, cisalhamento e forjamento de metais em altas temperaturas sob condições de calor, pressão e abrasão.

  • São identificados como aço H, no sistema de classificação. São divididos em três sub-grupos: ao cromo (que vai do H10 ao H19) , ao tungstênio (H21 ao H26) e ao molibdênio (H42 e H43).

AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES

  • · Aços para deformação a frio:

  • por não conter os elementos de liga necessários para possuir resistência a quente, estes aços se restringem a aplicações que não envolvam aquecimentos repetidos ou prolongados em faixas de temperatura de 205 a 260ºC. São divididos em três grupos: aços temperáveis ao ar (grupo A), alto-carbono e alto-cromo (grupo D) e temperáveis em óleo (grupo O)

AÇOS INOXIDÁVEIS

  • QUANTO AO TIPO

  • São classificados segundo a microestrtura

  • Martensíticos (Fe, Cr) endurecidos por TT

  • Ferríticos (Fe, Cr) não endurecíveis por TT

  • Austeníticos (Fe, Cr, Ni) não endurecíveis por TT

  • são + importantes

AÇOS INOXIDÁVEIS

  • Cromo tende a estabilizar a ferrita

  • Níquel tende a estabilizar a austenita

  • melhora a resist. à corrosão a alta temp.

CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO AISI

AÇOS INOXIDÁVEIS FERRÍTICOS

  • São ferromagnéticos, podem possuir boas ductilidade e conformabilidade mas suas características de resistência em altas temperaturas são ruins se comparadas à dos austeníticos.

  • Sua tenacidade também pode ser limitada a baixas temperaturas e em seções pesadas.

  • Não são endurecíveis por tratamento térmico e dificilmente por trabalho a frio.

AÇOS INOXIDÁVEIS FERRÍTICOS

  • %C= 0,08-0,12% e %Cr+ 11,5-27%

  • Exemplos

AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS

  • % C= 0,08 ou no máx. 0,25

  • % Cr= 22, 24 ou 26

  • % Ni= 12, 15 ou 22

  • Não são endurecíceis por TT

  • O encruamento aumenta bastante a resistência

  • Normalmente, possuem excelentes propriedades criogênicas e excelentes resistências mecânica e à corrosão em altas temperaturas.

  • Constituem a maior família de aços inoxidáveis, tanto em número de diferentes tipos quanto em utilização

AÇOS INOXIDÁVEIS MARTENSÍTICOS

  • Cr= MÍN. 11,5 %

  • Possuem uma estrutura cristalina martensítica na condição endurecida

  • Resistentes à corrosão somente em meios de média agressividade

  • Aços para cutelaria e instrumentos cirúrgicos

OUTROS TIPOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS

  • Em alguns tipos de aços inox o o Ni é substituído pelo Mn

  • Ex: Aços ao Cr, Ni, Mn tem propriedades similares aos aços Cr-Ni porém com custo menor

  • Aços inoxidáveis nitrônicos aços com 0,14-0,32% de Nitrogênio

OUTROS TIPOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS (DUPLEX)

  • São ligas bifásicas baseadas no sistema Fe-Cr-Ni.

  • Estes aços possuem, aproximadamente, a mesma proporção das fases ferrita e austenita e são caracterizados pelo seu baixo teor de carbono (<0,03%) e por adições de molibdênio,nitrogênio, tungstênio e cobre.

  • Os teores típicos de cromo e níquel variam entre 20 e 30% e 5 e 8%, respectivamente.

  • A vantagem dos aços duplex sobre os austeníticos da série 300 e sobre os ferríticos, são a resistência mecânica (aproximadamente o dobro), maiores tenacidade e ductilidade (em relação aos ferríticos) e uma maior resistência a corrosão por cloretos.

OUTROS TIPOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS (ENDURECÍVEIS POR PRECIPITAÇÃO- HP)

  • São ligas cromo-níquel que podem ser endurecidas por tratamento de envelhecimento.

  • Podem ser austeníticos, semi-austeníticos ou martensíticos, sendo que a classificação é feita de acordo com a sua microestrutura na condição recozida.

  • Para viabiliazar a reação de envelhecimento, muitas vezes se utiliza o trabalho a frio, e a adição de elementos de liga como alumínio, titânio, nióbio e cobre.

PROPRIEDADES MECÂNICA DOS AÇOS LIGADOS

AÇOS MARAGING

AÇOS HADFIELD (C-Mn)

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