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QM - aços 1
Da importância do aço
Imaginemos um mundo sem aço
pregos e parafusos
armaduras para betão
carrosserias e jantes para automóveis
equipamento doméstico
motores eléctricos
trilhos e rodas de comboios
embalagens de bebidas
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Produção de aço
Liga Fe-C (Si, Mn, S, P, O, H, N, etc)
Redução pelo C de minério de Fe (no alto forno) e respectiva afinação (no convertidor) ou elaboração a partir de sucata (no forno eléctrico)
Os elementos do minério mantêm-se na composição do aço (impurezas); só são parcialmente eliminados
Podem ser realizadas adições voluntárias para obtenção de determinado efeito (elementos de liga);por ex: aços inoxidáveis
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Reacções químicasda redução
durante a descida da carga, em função da temperatura crescente
3 Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO = 3 FeO + CO2
FeO + CO = Fe (L)+ CO2
o produto da redução do minério de ferro, a gusa, tem a composição química
3 a 4,5%C - 0,5 a 3%Si - 0,5 a 1,5%Mn
0,05 a 2,5%P - 0,15%S mx
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Esquema da afinação da gusa
- lança arrefecida a água alimentaem oxigénio um convertidor- este processo oxida o carbono e osoutros elementos indesejáveis da gusa, transformando-a em aço
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Produtos da aciaria
billet – secção quadrada, com 50 a 125 mm de lado; produz barras e fios
bloom – secção quadrada, com 150 a 300 mm de lado; produz perfis pesados e material de via férrea
slab – secção rectangular, com 50 a 250 mm de espessura e 600 a 1500 mm de
largura; produz placas, chapas e bandas
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Esquema de fabricaçãopor laminagem
Laminagem de produtos longos
http://www.steeluniversity.org/content/html/eng/default.asp?catid=199&pageid=2081272064
Laminagem de produtos planos
http://www.steeluniversity.org/content/html/eng/default.asp?catid=199&pageid=2081272065
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Classificação dos aços
Tendo em conta a composição química, os aços podem ser classificados em não ligados (ou sem liga) e ligados (ou de liga); existem teores limites para um aço ser considerado não ligado (Euronorma EN 10020 de 1989)
Al< 0,10 Ni< 0,30 B < 0,0008 Pb< 0,40Bi< 0,10 Se< 0,10 Co< 0,10 Si< 0,50Cr< 0,30 Te< 0,10 Cu< 0,40 Ti< 0,05V < 0,10 Mn< 1,65 W< 0,10 Mo< 0,08Zr< 0,05 Nb< 0,06Outros< 0,05 Lantanídeos< 0,05
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Classificação dos aços
Segundo a utilização, os aços podem classificar-se em
- aços de construção, sendo exemplos a chapa de aço de baixo C, o aço para betão armado e pré-esforçado, para material ferroviário, para fabrico de órgãos de máquinas, para estruturas metálicas (%C < 0,6%)- aços para ferramentas, sendo exemplos de produtos fabricados as matrizes, os moldes, os punções, as brocas, o material de corte (%C > 0,6%)
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Classificação dos aços
Os aços podem classificar-se de acordo com a dureza no estado recozido, em
- extra-macios (carbono inferior a 0,15%p)- macios (carbono entre 0,15 e 0,30%p)- meio-macios (carbono entre 0,30 e 0,40%p)- meio-duros (carbono entre 0,40 e 0,60%)- duros (carbono entre 0,60 e 0,70%)- extra-duros (carbono superior a 0,70%)
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Aços de construção(baixo C)
%C < 0,25Aços sem liga
Principais característicasresistência mecânica moderada (Re de 175 a 275 MPa)óptima ductilidadeóptima soldabilidadeboa aptidão aos processos de cortereciclávelbaixo custo
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Aços de construção(baixo C)
Aplicaçõescomponentes de automóveisperfis e barras comerciaischapa
%C < 0,25Aços com baixa liga e alta resistência
Principais característicasresistência mecânica elevada (Re até 500 MPa)
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Aços de construção(médio C)
0,25 < %C < 0,60Principais características
endurecíveis por tratamento térmicosem liga - aptidão ao endurecimento limitada a pequenas espessuras (inferior a 25 mm)com liga - a aptidão ao endurecimento pode atingir várias centenas de mm de diâmetroresistência elevada (Re de 400 a 1000 MPa) ductilidade inferior aos de baixo C
Aplicaçõestrilhos e rodas de caminho de ferrorodas dentadas, veios de transmissãoem geral, componentes exigindo elevada resistência mecânica e ao desgate
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Aços ferramenta(alto C)
0,60 < %C < 1,40Principais características
duros e resistentespouco dúcteisusados no estado tratado termicamenteem geral ligados e com frequência fortemente ligadospodem suportar temperaturas elevadas
AplicaçõesLâminasBrocasPunçõesMatrizesFieiras
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Aços inoxidáveis
Em ambientes corrosivos é necessário ligar o aço para ele resistir quimicamenteO elemento principal é o Cr, com um teor mínimo de 12%O Ni e o Mo melhoram a resposta do aço aos ambientes corrosivos
Alguns aços inoxidáveis são ligados para resistirem a altas temperaturas (até 1000ºC); têm um teor em Crmais elevado (25 a 30%)