Anotações & Informações | Índice | Fim pág | Voltar |


Ferros & Aços IX

| Índice do grupo | Página anterior | Próxima página |

Tópicos: Efeitos do Teor de Carbono | Efeitos de Elementos de Liga | Codificação de Aços |


1) Efeitos do Teor de Carbono

(Topo | Fim pág)

Conforme mencionado em página anterior, o teor de carbono exerce significativa influência nas propriedades mecânicas dos aços. As curvas do gráfico da Figura 1-I mostram, de forma aproximada, as variações de dureza e de tensões de tração máxima e de escoamento com o teor de carbono do aço.


Fig 1-I

Pode-se notar que a dureza aumenta progressivamente com o teor de carbono e que as tensões de tração também aumentam nos aços hipoeutetóides, mas tendem a estabilizar-se nos hipereutetóides. Na maioria dos materiais, a contrapartida para maior dureza é maior fragilidade ou menor ductilidade. E essa regra é também válida para os aços.


Fig 1-II

Os gráficos da Figura 1-II dão variações aproximadas do alongamento e resistência ao impacto em função do teor de carbono. Portanto, teores maiores de carbono implicam maior fragilidade e menor ductilidade. Outro aspecto, importante em aplicações estruturais, é a capacidade de soldagem. Aços com até 0,3% C são considerados de soldagem fácil. De 0,3 a 0,5%, média. E, acima de 0,5% C, são de soldagem difícil.


2) Efeitos de Elementos de Liga

(Topo | Fim pág)

No contexto de aços, a expressão elementos de liga, é comumente usada para outros elementos além do ferro e do carbono, uma vez que estes últimos são os constituintes básicos do material.

• Alumínio (Al): é usado em pequenas proporções, como desoxidante e agente de controle do crescimento dos grãos.

• Chumbo (Pb): não se liga ao aço mas, quando adicionado, distribui-se na estrutura em forma de partículas microscópicas, o que resulta em maior facilidade de usinagem. Entretanto, devido ao baixo ponto de fusão (cerca de 327°C), aços com chumbo não devem ser usados em temperaturas acima de 250°C.

• Cobalto (Co): aumenta a dureza do aço sob altas temperaturas.

• Cobre (Cu): melhora a resistência à corrosão por agentes atmosféricos, se usado em teores de 0,2 a 0,5%.

• Cromo (Cr): melhora a resistência à corrosão (aço com cerca de 12% Cr resiste à ação da água e de vários ácidos), aumenta a resistência à tração (em média, 80 MPa para cada 1% de cromo), melhora a facilidade de têmpera, aumenta a resistência à alta temperatura e ao desgaste.

• Enxofre (S): é, na maioria dos casos, um elemento indesejável, oriundo do processo de produção. Se combinado com o ferro na forma de sulfeto, deixa o aço quebradiço. Entretanto, se combinado com o manganês no forma do respectivo sulfeto, favorece a usinagem com a formação de cavacos que se quebram facilmente.

• Fósforo (P): é considerado um elemento prejudicial, resultante do processo de produção. Torna o aço frágil, efeito que se acentua com o aumento do teor de carbono. Assim, os teores máximos permitidos devem ser controlados com rigor em aços para aplicações estruturais ou críticas.

• Manganês (Mn): em média, para cada 1% de manganês, a resistência à tração aumenta 100 MPa. Para aços temperáveis, aumenta a dureza após o processo de têmpera.

• Molibdênio (Mo): melhora a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste e a dureza após a têmpera. Para aços inoxidáveis, melhora a resistência à corrosão.

• Níquel (Ni): em média, para cada 1% de níquel, a resistência à tração aumenta 40 MPa, mas o limite de elasticidade é mais favorecido. Melhora significativamente a capacidade de têmpera, possibilitando redução da velocidade de resfriamento. O níquel altera a alotropia do ferro e teores acima de 25% fazem reter a austenita em temperaturas usuais, fazendo um aço austenítico, que é não magnético e bastante resistente à corrosão. Com 36% de Ni, o aço tem o menor coeficiente de dilatação térmica e é usado em instrumentos de medição. Em conjunto com o cromo, o aço pode ser austenítico com a combinação 18% Cr e 8% Ni.

• Silício (Si): é um agente desoxidante na produção do aço. Aumenta a resistência à corrosão e a resistência à tração, mas prejudica a soldagem. O silício aumenta significativamente a resistividade elétrica do aço e, por isso, aços com silício são amplamente usados em núcleos magnéticos (motores, transformadores, etc) devido às menores perdas com as correntes parasitas que se formam.

• Tungstênio (W): aumenta a resistência à tração em altas temperaturas. Forma carbonetos bastante duros e é usado em aços para ferramentas (aços rápidos).

• Vanádio (V): refina a estrutura do aço, impedindo o crescimento dos grãos. Forma carbonetos duros e estáveis e é usado em aços para ferramentas para aumentar a capacidade de corte e dureza em altas temperaturas.


3) Codificação de Aços

(Topo | Fim pág)

Existem várias entidades que estabelecem normas para codificação de aços de acordo com o teor de carbono e dos elementos de liga. Na tabela abaixo, alguns códigos da SAE (Society of Automotive Engineers).

Código SAE Descrição ou principais elementos de liga
10xx Aços-carbono de uso geral
11xx Aços de fácil usinagem, com enxofre
13xx Manganês (1,75%)
15xx Manganês (1,00%)
23xx Níquel (3,50%)
25xx Níquel (5,00%)
31xx Níquel (1,25%), cromo (0,65%)
33xx Níquel (3,50%), cromo (1,55%)
40xx Molibdênio (0,25%)
41xx Cromo (0,50 ou 0,95%), molibdênio (0,12 ou 0,20%)
43xx Níquel (1,80%), cromo (0,50 ou 0,80%), molibdênio (0,25%)
46xx Níquel (1,55 ou 1,80%), molibdênio (0,20 ou 0,25%)
47xx Níquel (1,05%), cromo (0,45%), molibdênio (0,25%)
48xx Níquel (3,50%), molibdênio (0,25%)
50xx Cromo (0,28% ou 0,40%)
51xx Cromo (0,80, 0,90, 0,95, 1,00 ou 1,05%)
61xx Cromo (0,80 ou 0,95%), vanádio (0,10 ou 0,15%)
86xx Níquel (0,55%), cromo (0,50 ou 0,65%), molibdênio (0,20%)
87xx Níquel (0,55%), cromo (0,50%), molibdênio (0,25%)
92xx Manganês (0,85%), silício (2,00%)
93xx Níquel (3,25%), cromo (1,20%), molibdênio (0,12%)
94xx Manganês (1,00%), níquel (0,45%), cromo (0,40%), molibdênio (0,12%)
97xx Níquel (0,55%), cromo (0,17%), molibdênio (0,20%)
98xx Níquel (1,00%), cromo (0,80%), molibdênio (0,25%)

Obs: os dois últimos algarismos (xx) indicam o teor de carbono em 0,01%. Exemplo: um aço SAE 1020 tem 0,20 % de carbono.
Referências
Bouché, Ch. Leitner, A. Sans, F. Dubbel. Manual da Construção de Máquinas. São Paulo, Hemus, 1979.
Faires, V. M. Elementos Orgânicos de Máquinas. Rio, Livros Técnicos, 1976.
Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. São Paulo, ABM, 1982.

Topo | Rev: Set/2009