LIGAS METÁLICAS E TIPOS DE AÇOS

Profª Janaína Araújo

INTRODUÇÃO

ORIGEM Os metais provêm dos depósitos naturais de

minérios na crosta terrestre;

A maioria dos minérios é contaminada com impurezas que devem ser removidas por meios mecânicos ou químicos;

O metal extraído do minério purificado é conhecido como metal primário ou metal virgem, e o metal proveniente da ganga é designado metal secundário.

CONCEITOS BÁSICOS

O ferro é o metal mais utilizado pelo

homem;

A abundância do material, o custo

relativamente baixo de produção e as

múltiplas propriedades físico-químicas que

podem ser obtidas com a adição de outros

elementos de liga são fatores que dão ao

metal uma extensa variedade de

aplicações.

INTRODUÇÃO

CONCEITOS BÁSICOS

No uso prático, o ferro está sempre ligado

ao carbono e a outros elementos e, assim,

no âmbito da ciência dos materiais e

também na linguagem do dia-a-dia, a

palavra “ferro” deve ser sempre entendida

como uma liga dos elementos químicos

ferro, carbono e outros.

INTRODUÇÃO

CONCEITOS BÁSICOS

AÇO é a denominação genérica para ligas de

Ferro-carbono com teores de carbono de 0,008 a

2,11%, contendo outros elementos residuais do

processo de produção e podendo conter outros

elementos de liga propositalmente adicionados. Se

o aço não contém estes últimos, é chamado

especificamente de aço-carbono. Do contrário,

aço-liga.

INTRODUÇÃO

CONCEITOS BÁSICOS

FERRO FUNDIDO é a designação genérica para

ligas de ferro-carbono com teores de carbono

acima de 2,11%.

INTRODUÇÃO

LIGAS METÁLICAS

São substâncias que consistem em de dois ou

mais elementos químicos, dos quais pelo menos

um é metal, e possuindo propriedades

metálicas;

As ligas constituem uma combinação de duas

ou mais variedades de átomos, resultando numa

substância que apresenta alterações às vezes

muito profundas, tanto nas propriedades físicas

como químicas, em relação aos elementos

correspondentes.

Para apenas dois componentes existe uma

grande variedade de combinações e para cada

combinação específica de uma liga, procura-se

determinar as modificações estruturais que

podem ocorrer às diversas temperaturas, a

partira da sua temperatura de fusão;

Um diagrama relativamente simples permite

descrever esses fenômenos, em função dos

teores dos elementos presentes.

LIGAS METÁLICAS

Diagramas de equilíbrio

São obtidos por diversos métodos como:

raio-X, curvas de resfriamento, medidas

dilatométricas, medidas de condutibilidade

elétrica etc.

LIGAS METÁLICAS

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO

AÇOS-LIGA OU AÇO LIGNADO

AÇOS FERRAMENTA

AÇOS

AÇOS-CARBONO

Possuem na sua composição apenas

quantidades limitadas dos elementos

Carbono, Silício, Manganês, Cobre, Enxofre

e Fósforo. Outros elementos apenas em

quantidades residuais;

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO

A quantidade de carbono presente no aço

define a sua classificação:

baixo carbono (máximo 0,30% C)

médio carbono (0,30 a 0,60% C)

alto carbono (0,60 a 1,0% C)

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO

Classificação :

Grau faixa de composição química do aço

Tipo processo de desoxidação utilizado

Classe descreve outros atributos (resistência, acabamento)

A designação do Grau, Tipo e Classe utiliza uma letra, número, símbolo ou nome

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO

Sistemas de designação para aços:

SAE (Society of Automotive Engineers)

AISI (American Iron and Steel Institute)

ASTM (American Society of Testing and Materials)

ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)

UNS (Unified Numbering System)

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO

Qualidade: os aços-carbono seguem uma

divisão padronizada na indústria, o que

permite que fornecedores e consumidores se

comuniquem com maior eficiência.

Os grupos de descrição de qualidade

utilizados são os seguintes:

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO Semi-acabados para forjamento

Estrutural

Placas

Barras laminadas a quente e acabadas a frio

Chapas: finas laminadas a quente e a frio; com esmaltagem porcelânica; chumbadas compridas; galvanizadas e revestidas por zincagem eletrolítica

Bobinas laminadas a quente e a frio

Folhas de flandres

Arames comuns e achatados

Tubos comuns e estruturais

Produtos tubulares e fios

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO Sistema de classificação: O mais adotado

na prática é o SAE-AISI. Nele, o aço-carbono utiliza o grupo 1xxx, e é classificado da seguinte forma:

10xx: aço-carbono comum (Mn: 1,0 máx)

11xx: ressulfurado

12xx: ressulfurado e refosforizado

15xx: aço-cabono comum (Mn: 1,0 a 1,65%)

Os últimos dois dígitos (xx) representam o conteúdo de carbono, ex: SAE 1020 (0,20% C)

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO

Aplicações

Baixo carbono baixa resistência e dureza e alta tenacidade e ductilidade (chapas automobilísticas, perfis estruturais, placas para tubos, construção civil, pontes)

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO Aplicações

Médio carbono maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade (rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, peças de máquinas)

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-CARBONO Aplicações

Alto carbono são os de maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade (talhadeiras, folhas de serrote, martelos, facas)

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-LIGA OU AÇO LIGADO Contêm quantidades específicas de

elementos de liga diferentes daqueles normalmente utilizados nos aços comuns;

Costumam ser designados de acordo com os seus elementos predominantes, exemplo: aço-níquel, aço-cromo.

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-LIGA OU AÇO LIGADO Seguem a mesma classificação dos aços-

carbono.

Usos:

Placas

Barras laminadas a quente e acabadas frio

Arames

Tubos para oleodutos

Produtos tubulares para campos petrolíferos e especiais

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-LIGA OU AÇO LIGADO Sistema de classificação

Possuem várias numerações diferentes no sistema SAE-AISI. São considerados aço-liga os que ultrapassem 1,65% de Manganês, 0,60% de Silício ou 0,60% de Cobre.

Aço-manganês 13xx: Mn 1.75%

Aço-níquel 23xx:Ni 3.5%

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-LIGA OU AÇO LIGADO São encontrados praticamente em todos

os segmentos industriais.

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-FERRAMENTA São os utilizados nas operações de corte,

formação, afiação e quaisquer outras relacionadas coma a modificação de um material para um formato utilizável;

Apresentam elevada dureza e resistência à abrasão, boa tenacidade e manutenção das propriedades de resistência mecânica em elevadas temperaturas;

Possuem elevado teor de carbono.

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-FERRAMENTA Aços rápidos ferramentas, brocas,

perfuratrizes

Aços para trabalho a quente ao cromo e ao tungstênio (transformações mecânicas em elevadas temperaturas:matriz de extrusão)

Aços deformação a frio facas de cisalhamento, punções, corte de chapas, estampagem

Aços resistentes a choques talhadeiras, formões, contra-rebites, brocas

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-FERRAMENTA

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-INOXIDÁVEIS São os que contêm um mínimo de 10,5%

de Cromo como principal elemento de liga;

São aços que não sofrem oxidação em ambientes normais;

A formação do óxido impede o contado do metal base com a atmosfera agressiva.

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-INOXIDÁVEIS Divididos em cinco famílias, de acordo

com a microestrutura, estrutura cristalina das fases presentes ou tratamento térmico utilizado:

Martensíticos

Ferríticos

Austeníticos

Duples

Endurecíveis

TIPOS DE AÇOS

AÇOS-INOXIDÁVEIS Tubulações em

ambiente marinho, esferas de rolamentos etc.

TIPOS DE AÇOS