(Parte 1 de 3)

Universidade do Vale do Rio dos Sinos Curso de Graduação em Engenharia de Produção

Aços: classificação e aplicações

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

É prática comum classificar os aços em:

•não‐ligados: conhecidos como aços‐carbono, possuem além do C teores aceitáveis de silício (entre 01 e 0 35%) manganês

Aços: classificação e aplicações do C teores aceitáveis de silício (entre 0,1 e 0,35%), manganês (entre 0,25 e 0,90%), fósforo (até 0,04%) e enxofre (até 0,05%);

•ligados: possuem elementos de liga, os quais determinarão propriedades específicas. Um aço será considerado “ligado” se a soma de seus elementos de liga exceder 5%.Estes elementos incluem Al, Cu, Cr, Ni, Mo, Nb, V, Ti, ...

Sistema de classificação adotado no Brasil considera a composição química dos aços (baseado nos da “American Iron and Steel Institute” e “Society of Automotive Engineers”

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Sistema de classificação AISI /SAE (exemplos)

1XXX –aços‐C comuns 1045‐açosemligacom0,45%C1045 aço sem liga com 0,45%C 1145 ‐aço de corte fácil com 0,45%C (com MnS) 1345 ‐aço de elevada resistência com 0,45%C e 1,75%Mn 2XXX ‐aços ao Ni 2345 ‐aço com 0,45%C e 3,5%Ni 2545 ‐aço com 0,45%C e 5,0%Ni 3XX ‐aços austeníticos resistentes à corrosão ou refratários 3XXX ‐aços ao Cr‐Ni 3145 ‐aço com 0,45%C, 1,25%Ni e 0,60%Cr 3245 ‐aço com 0,45%C, 1,75%Ni e 1,0%Cr 3345 ‐aço com 0,45%C, 3,50%Ni e 1,5%Cr

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

4XX ‐aços ferríticosou martensíticosresistentes à corrosão ou refratários 4XXX ‐aço ao Mo 4045‐açocom045%Ce025%Mo4045 ‐aço com 0,45%C e 0,25%Mo 4145 ‐aço com 0,45%C, 0,50 a 0,95%Cr e 0,25%Mo 4345 ‐aço com 0,45%C, 1,80%Ni, 0,50 a 0,80%Cr e 0,25%Mo 4645 ‐aço com 0,45%C, 1,80%Nie 0,25%Mo 4845 ‐aço com 0,45%C, 3,5%Nie 0,25%Mo 5XXXX ‐aço ao Cr ç 50100 ‐aço com 1%C e 0,50%Cr 5110 ‐aço com 1%C e 1,0%Cr 52100 ‐aço com 1%C e 1,45%Cr 6XXX ‐aço ao Cr‐V ... Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Importante:

Apesar da classificação basear‐se na composição química

(CQ), não é apenas ela, mas também o processo de produção e o emprego (ou não) de tratamentos térmicos que ditará as propriedades de um aço e, consequentemente, a sua aplicação.

Por exemplo, no que se refere ao processo de produção, o método utilizado para a remoção do oxigênio quando o aço ainda está liquido ou durante sua solidificação determina algumas idddDdlãóCQpropriedades dos aços. Deste modo, algumas vezes não só a CQ, mas também o método de “desoxidação” do aço são especificados.

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Aços acalmados: Al e Si são utilizados para reagir com o oxigênio no aço líquido Estes aços são geralmente utilizados onde é necessária

Classificação de acordo com o método de desoxidação:

no aço líquido. Estes aços são geralmente utilizados onde é necessária máxima uniformidade microestrutural, como forjamento a quente. Aços fundidos são sempre desoxidados por este processo.

Aços não‐acalmados (efervescentes): nestes aços, o oxigênio durante a solidificação combina‐se com o carbono formando CO, e devido a isso o aço superficialmente fica livre de carbono. Esta camada superficial é muito dúctil, e este tipo de aço é utilizado em alguns p,pçg processos de trabalho a frio. Usualmente possuem C e Mn menores do que 0,25% e 0,60%, respectivamente.

Aços semi‐acalmados: características entre acalmados e não‐ acalmados, são também utilizados em alguns processos de trabalho a frio. Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Em seu processamento final, os aços podem ser obtidos através de duas rotas:

‐fundição: são vazados em moldes de areia, e a peça final idiõbóiàfii(ldipossui dimensões bem próximas às finais (eles podem necessitar tratamentos térmicos específicos para alívio de tensões, homogeneização da microestrutura e/ou obtenção de propriedades mecânicas específicas, assim como usinagem para melhor tolerância dimensional). Produto final = peça/componente.

‐trabalhados a quente ou a frio: lingotes são laminados, forjados, estampados, estirados, ..., e normalmente utilizados em sua forma final, sem necessidade de tratamentos térmicos (exceção quando é necessário eliminar o efeito do encruamento). Produtos finais: placas, chapas, perfis, arames, ...

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Exemplo fundição em areia (processo manual):

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Características: •baixa/média resistência mecânica e dureza

•alta tenacidade e ductilidade /

Aços ao carbono

•excelente/boa usinabilidade e soldagem •baixo custo de produção

Aplicações: •peças e chapas automobilísticas

•elementos de máquinas

•perfisestruturaiseplacasutilizadasnafabricaçãodetubos•perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos

•construção civil, pontes

•latas de folhas‐de‐flandres

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Microestruturas ferrito‐perlíticas de aços com teores em carbono crescentes

Microestrutura martensítica Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Variação da dureza com o teor de carbono Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Ferro: metal alotrópico(maisalotrópico (mais de uma estrutura cristalina de acordo com a temperatura)

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro

Evolução dos tipos de aços usados na indústria automobilística

Materiais Mecânicos A Cíntia Mazzaferro Fonte: C. MazzaferroFonte: D. Havrilla a me nto (%

00,04 0,080 0,04 0,08 0,0120 0,04 0,08 0,012

Aument o na t e nsã o d e esco a do

de Re vista Aç

% Nb% V% Ti

Aumento da resistência com a microadição de elementos de liga σp=aumento na resistência devido à formação de finos carbonetos σgr=aumento na resistência devido à diminuição do tamanho de grão

(Parte 1 de 3)

Comentários