Aços Microligados

Aços Microligados

Aços Microligados

A indústria brasileira começa a acompanhar a tendência mundial pela substituição de aços convencionais por aços microligados, que recebem pequenas quantidades de elementos como o nióbio (Nb), o vanádio (V) e o titânio (Ti).

Os aços microligados podem ser considerados um dos mais importantes materiais usados na construção mecânica, empregados em componentes estruturais das indústrias automobilísticas, aeronáutica e petroquímica, suas propriedades mecânicas são ajustadas pelo controle da composição química e pelo processo termomecânico, o refino do grão ferrítico e o endurecimento por precipitação de carbonitretos de nióbio (Nb), titânio (Ti) e/ou vanádio (V), são tidos como os principais responsáveis pelos elevados níveis de resistência mecânica.

Já conhecidos por sua alta resistência e tenacidade, os aços microligados dispensam tratamentos térmicos posteriores, o que reduz o tempo do processo de fabricação e os custos com energia, Aço que contêm, em geral, menos de 0,15% de carbono e pequenas quantidades de Nb, V, Ti, Mo e N. Possuem boa soldabilidade. A soldagem desses aços é similar à dos aços de baixo carbono, embora seja esperada uma maior temperabilidade.

De modo geral, estes aços proporcionam uma grande economia de aço na estrutura, a um custo muito reduzido. Os aços microligados são especificados pela sua resistência mecânica, e não pela sua composição química. São desenvolvidos a partir dos aços de baixo carbono (como o ASTM A-36), com pequenas adições de Mn (até 2%) e outros elementos em níveis muito pequenos. Estes aços apresentam maior resistência mecânica que os aços de baixo carbono idênticos, mantendo a ductilidade e a soldabilidade, e são destinados às estruturas onde a soldagem é um requisito importante (Carbono baixo), assim como a resistência.

Os aços microligados, de alta resistência mecânica, são de grande utilidade toda vez que se deseja:

1. Aumentar a resistência mecânica, permitindo um acréscimo da carga unitária da estrutura ou tornando possível uma diminuição proporcional da seção, ou seja, o emprego de seções mais leves; 2. Melhorar a resistência à corrosão atmosférica. Este é um fator importante a considerar, porque a utilização de seções mais finas pode significar vida mais curta da estrutura, a não ser que a redução da seção seja acompanhada por um aumento correspondente da resistência à corrosão do material; 3. Melhorar a resistência ao choque e o limite de fadiga; 4. Elevar a relação do limite de escoamento para o limite de resistência à tração, sem perda apreciável da ductilidade.

Os aços microligados (aços de alta resistência mecânica e baixa liga) utilizam vários elementos de liga em adição ao carbono para que possam atingir resistências mecânicas superiores; o limite de escoamento para estes aços está situado entre 290 e 450 MPa.

Como exemplo temos o ASTM A572 Grau 50 e o A588 Grau K, produzidos pela Açominas. O aço ASTM A588 possui elevada resistência à corrosão atmosférica, superior a dos aços carbono comuns.

Os requisitos fundamentais a que devem obedecer aos aços microligados estruturais são os seguintes: 1. Ductilidade e homogeneidade; 2. Valor elevado da relação entre limite de resistência e limite de escoamento; 3. Soldabilidade; 4. Susceptibilidade de corte por chama, sem endurecimento;

Indústria metalúrgica nacional

Na opinião do Professor da unicamp Sérgio Button, a disseminação dos aços microligados na indústria metalúrgica nacional depende menos do preço e mais do convencimento sobre as suas vantagens. "É uma tecnologia recente, que já se tornou realidade lá fora. Empresas ainda estão fazendo estudos quanto aos custos, mas já perceberam um ganho importante, mesmo que o material seja um pouco mais caro".

O professor se refere as três grandes indústrias da região de Campinas, que atuam no ramo de autopeças e de componentes ferroviários, interessadas em substituir os aços convencionais e, também, no processo desenvolvido por seu aluno de doutorado. Segundo ele, uma empresa do Sul já está fornecendo aços microligados para o mercado brasileiro.

Titânio, vanádio e nióbio

O professor Sérgio Button afirma que os novos aços geralmente são microligados ao titânio e ao vanádio. O Brasil, porém, vem obtendo resultados interessantes com o nióbio, elemento abundante no país e que poderia vir a substituir o vanádio em ligas de diferentes aplicações.

Denominados como aços microligados de alta resistência e baixa liga (ARBL), eles são constituídos por um grupo específico de aços com composições químicas especialmente desenvolvidas para que se alcance elevados valores de propriedades mecânicas.

Cada elemento adicionado apresenta uma aplicação mais adequada. O titânio, por exemplo, é indicado para o controle do tamanho de grão durante o reaquecimento. O nióbio para retardar a recristalização durante o processamento. Já o vanádio é importante para a formação da austenita - que surge no aço acima de 700ºC - e na decomposição da mesma, podendo ser usado para o endurecimento por precipitação em temperaturas mais baixas.

Forjados

O interesse no uso de aços microligados em componentes forjados está justamente no seu processamento. Eles conseguem alcançar altos níveis de resistência mecânica e tenacidade, com um resfriamento controlado diretamente após o forjamento. Isto elimina as etapas de tratamento térmico, reduzindo o tempo de processo e os custos de produção.

Referências Bibliográficas

Vicente Chiaverini. “Aços e Ferros Fundidos – 7° edição”, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais – ABM, pág. 2.

http://www.inovacaotecnologica.com.br http://www.cimm.com.br http://www.usiminas.com http://www.dem.feis.unesp.br http://www.fem.unicamp.br

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