02_acos e sua classificacao

AÇOS

e

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

Nelson VanzettiData :10/02/2013

FACEAR – Engenharia de Produção

•AçosO que é?

Aços são ligas de Ferro e Carbono com teor de

Carbono de 0,008 até 2% em peso além de certos elementos

residuais resultantes do processo de fabricação.


•AçosO que é?:

O limite de 0,008% corresponde à máxima solubilidade

do carbono no ferro à temperatura ambiente e o limite de

2,11% corresponde à máxima quantidade de carbono que

dissolve no ferro à 1148ºC


•AçosSistemas de Classificação

Os aços, em geral, são classificados em grau, tipo e classe.

O grau normalmente identifica a faixa de composição química do aço.

O tipo identifica o processo de desoxidação utilizado,

A classe é utilizada para descrever outros atributos, como nível de

resistência e acabamento superficial.


•AçosSistemas de Classificação

Exemplos:

1 – Grau: Composição – aço ao carbono e aço liga;

2 – Tipo: Processos de desoxidação – Alumínio, cálcio;

3 – Classe: Forma do produto acabado - Barras, chapas, tiras,

tubos, etc. Resistência: St42


Aços

Definição para aço Liga

Aço-liga ou aço carbono que contém outros elementos de liga

ou apresenta elementos residuais em teores acima do que são

considerados normais



ELEMENTOS DE LIGA MAIS COMUNS

Cr Cu

Ni B

V Mn, Si, P, S (residuais)

Mo

W

Co

Aços


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

Aços


Manganês

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

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 (usado como sensor em aparelhos de precisão).


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)


Molibdênio

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


Tungstênio

Mantém a dureza a altas temperaturas;

Forma partículas duras e resistentes ao desgaste à altas temperaturas

(Presente em aços para ferramentas)


Silício

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


Cobalto

Melhora a dureza à quente;

É usado em aços magnéticos


Titânio

Reduz a dureza martensítica e a endurecibilidade de aços ao cromo

Impede a formação da austenita em aços ao cromo

Aços

Sistemas de Classificação

Subdivisão para os aços-carbono

• Aços de baixo teor de carbono – C< 0,2%

• Aços de médio teor de carbono – 0,2>C<0,5%

• Aços de alto teor de carbono – C> 0,5%


Aços


Subdivisão para os aços-liga

• Aços de baixo teor de liga – ∑ Elementos< 8%

• Aços de alto teor de liga – ∑ Elementos > 8%


Aços


A classificação mais utilizadas é a que considera a

composição química dos aços. As mais comumente usadas

são:

• AISI – AMERICAM IRON AND STEEL INSTITUTE

• SAE – SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS


Aços


Estas classificações serviram de base para o sistema

adotado no Brasil – ABNT (NBR6006)


Aços


A normalização unificada vem sendo utilizada com freqüência

cada vez maior é designada pela sigla UNS (Unified

Numbering System).


AçosSistemas de Classificação

No sistema UNS, os metais são classificados em nove famílias

que recebem letras de identificação. Os aços ferramenta são a

família T (do inglês tool) . Além da letra da família os metais

são caracterizados por 5 dígitos, que podem incorporar os

números de designações já existentes.


Aços


A classificação AISI / SAE

Usa em geral quatro algarismos na forma ABXX.

A e B são números que identificam os principais elementos de

liga presentes no aço e seus teores, dados em porcentagem

de peso


Aços



Os algarismos XX indicam a porcentagem em peso do

Carbono do aço, multiplicado por 100


Aços



Assim um aço 1045 é:

um aço ao carbono (10XX)

contendo 0,45% em peso de carbono


Aços



Um aço 5160 :

um aço ao cromo

contendo 0,60% de carbono e de 0,8 a1,05% de cromo.


Aços


Quando o teor de carbono excede 1,00% o sistema

admite a utilização de cinco algarismos.

Por exemplo o aço 52100, que corresponde a 1,5% de

Cromo e 1% de carbono.

Este aço é conhecido comercialmente como aço prata.


Aços


A letra B entre os algarismos indica que o aço tem um

teor de boro de no mínimo 0,0005% em peso;

Ex: aço 10B46


Aços


Este sistema pode, ainda, conter a letra H depois da

numeração, significando que a especificação do aço é feita

pela sua temperabilidade e não somente por sua composição

química.


Aços


Assim, um aço 5160H pode ter um teor de cromo

menor que o mínimo especificado, desde que atenda as

especificações de temperabilidade.


Aços


Sistema de classificação AISI /SAE

10XX - aço sem liga

11XX- aço de corte fácil com (com MnS)

13xx – Aço ao manganes – 1,75% Mn


Aços


23XX - aço ao Ni com 3,5% Ni

25XX - aço ao Ni 5% Ni

3XXX - aço ao Cr Ni


Aços

Sistemas de Classificação4XXX - aço ao Mo

4045 - aço com 0,45C e 0,25Mo

4145 - aço com 0,45C 0,50 ou 0,95Cr e 0,25Mo

4345 - aço com 0,45C 1,80Ni 0,50 ou 0,80Cr e 0,25Mo

4645 - aço com 0,45C 1,80Ni e 0,25Mo


Aços

Sistemas de Classificação4845 - aço com 0,45C 3,5Ni e 0,25Mo

5XXXX - aço ao Cr

50100 - aço com 1C e 0,50Cr

51100 - aço com 1C e 1,00Cr

52100 - aço com 1 C e 1,45Cr


Aços

Sistemas de Classificação 6XXX - aço ao Cr V

86XX – aço Ni Mo

87XX - aço Ni Mo

92XX – aço Si Mn


Aços

Sistemas de Classificação 93XX - aço Ni Cr Mo

94BXX - aço Ni Cr Mo e no mínimo 0,0005% B

98XX – aço Ni Cr Mo



A classificação DIN

• A norma DIN 17100 adota sistema de

classificação dos aços, para construção em geral, em

função do seu limite de resistência a tração. Assim, um

aço St 42 corresponde a um aço com limite de

resistência à tração entre 42 e 50 Kg/mm2 (410 a 490

Mpa).


Aços


A norma DIN 17200, os classifica de acordo com a

composição química:

• Aços de maior qualidade são

classificados pela letra C (carbono) e o teor de C x

100:

C 35 – Teor médio de carbono 0,35%;


Aços


A norma DIN 17200, os classifica de acordo com a composição química:

• Aços finos com baixo P e S são designados pelas

letras Ck e o teor de C x 100:

Ck 15 – Baixo P e s com C médio de 0,15%;


Aços



• Aços LigaRepresentados conforme exemplo:Teor de C → 37CrS 4 ← % final obtido através do multiplicador dos elementos ↓ de liga, no caso Cr Elementos de Liga

Elementos de Liga Multiplicador Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4

Al, Cu, Mo, Ti e V 10 P, S, N, C 100

Aços


Um número que é 100x o % especificado de C;

Uso de símbolo dos elementos químicos que indicam os

elementos de liga;


• Aços Liga

Aços


Sequência de símbolos em ordem crescente do seu teor;

Números indicando o teor dos elementos de liga. Cada

número representa, respectivamente, a % média do elemento

indicado, múltiplicados pelos fatores dados na tabela e

arredondados para o mais próximo inteiro.


• Aços Liga

Aços



Exemplo: 37CrS4: Este aço possui 0,37% de Carbono,

0,9% de cromo ( 4 x 0,9% = 3,60% - arredondando=4) além

do enxofre.

Aços



• Aços de Alta liga

Designação - letra X antes e dispensado o multiplicador:

Ex . X 10 Cr Ni Ti 1892 - Teor de C de 0,10%

- Teor de Cr de 18%

- Teor de Ni de 9%

- Teor de Ti de 2%



• Fundidos – Aços e Ferros

GG – Grauguss – Ferro cinzento;

GT – temperguss – Ferro nodular;

GH – hartguss – Ferro coquilhado;

GS – stahlguss – aço fundido;

Aços


A classificação AISI utiliza sete categorias principais.

Aços rápidos, identificados pelas letras T e M

Aços-ferramenta para trabalho a quente, identificados pela

letra H

Aços-ferramenta para trabalho a frio, identificados pelas

letras O, A, D


Aços


Aços resistentes ao choque, identificados pela letra S

Aços-ferramenta para fins especiais, identificados pelas

letras L e F ou sem identificação


Aços


Aços-ferramenta para moldes, identificados pela letra P

Aços temperáveis em água , identificados pela letra W


Aços


Aço inoxidável é uma liga de aço ao qual é adicionado um

percentual de Cromo (>11%), para que esse elemento

proporcione ao inox propriedades de resistência à corrosão

através de uma fina e invisível camada depositada na

superfície do aço.


Aços


Os aços inoxidáveis classificam-se em três tipos básicos:

Austeníticos

Ferrítico

Matensíticos


Aços

Sistemas de Classificação§ Austeníticos:

São as ligas mais nobres e mais comuns, série 300 (AISI

301,304, 304-L, 316 e 316 L AISI 321).

Tem grande utilização nos estados recozidos e encruados,

principalmente o AISI 301 com chamado efeito mola em

função de sua estrutura “austenítica”.


Aços


§ Austeníticos:

A estrutura austenítica é o que os torna interessantes tanto

para aplicações criogênicas (por não sofrerem transição dúctil-

frágil) como para aplicações à temperatura elevada, em

função das resistências ao amolecimento e à deformação a

quente.


Aços

Sistemas de ClassificaçãoFerrítico:

São ligas menos nobres tendo sua grande utilização no estado

recozido, do ponto de vista de sua utilização são aços com

boas características de resistência à corrosão e de baixa a

média tenacidade e com boa resistência a oxidação


Aços


As desvantagens dos aços inoxidáveis Ferríticos estão

relacionadas a baixa resistência a impactos e dificuldades

associadas à soldagem.


Aços


Matensíticos:

São ligas com teores elevados de carbono tendo sua grande

utilização no estado temperado e revenido.


Aços


Aços martensíticos podem serem considerados equivalentes

aos aços para têmpera e revenimento com a diferença

principal do elevado teor de cromo que aumentam sua

temperabilidade e resistência ao amolecimento no

revenimento


Aços

ABNT AISI UNI DIN JIS BS Brasil EUA Itália Alemanha Japão Inglaterra

AFNOR SISFrança Suécia


Aços



Letras complementares:M – Aço Simens Martin;T – aço Thomas;W – aço Bessemer;Y – Aço LD;E – Aço forno elétrico;B – Usinagem (Bearbeiten)E – Cementado (Einsatzharten);G – Recozido (Gluehen);V – Beneficiado (vergüten);N – Normalizado (Normalgluehen);K – Deformado à frio.


OBRIGADO

02_acos e sua classificacao

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