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Classificações e Aplicações dos Aços
Diferença entre Classificação e Especificação
1
Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota
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SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOSSAE (Society Automotive Engineers) e ABNT
ABNT- NBR 6006 – Classificação por composição química de aços para construção mecânica. XX = teor de carbono em 0,01%
10XX Aços-carbono de uso geral
11XX Aços de fácil usinagem, com enxofre
13XX Manganês (1,75%)
40XX Molibdênio (0,25%)
43XX Níquel(1,8%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
51XX Cromo (0,8-1,05%)
86XX Níquel (0,55%), Cromo (0,5%) e Molibdênio (0,2%)
98XX Níquel (1,0%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
ABNT- NBR 6006 – Classificação por composição química de aços para construção mecânica. XX = teor de carbono em 0,01%
10XX Aços-carbono de uso geral
11XX Aços de fácil usinagem, com enxofre
13XX Manganês (1,75%)
40XX Molibdênio (0,25%)
43XX Níquel(1,8%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
51XX Cromo (0,8-1,05%)
86XX Níquel (0,55%), Cromo (0,5%) e Molibdênio (0,2%)
98XX Níquel (1,0%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
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CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
QUANTO AS PROPRIEDADES OU APLICAÇÃO• Aços para fundição• Aços para ferramentas• Aços estruturais / construção Mecânica• Aços inoxidáveis• Aços para nitretação• Aços resistentes ao calor• Acos para fins elétricos• Aços para fins magnéticos
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AÇOS DE BAIXO CARBONO
AÇO BAIXO CARBONO < 0,25% C PROPRIEDADES DOS AÇOS BAIXO CARBONO:
Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica
São fáceis de conformar e soldar
São aços de baixa dureza e alta ductilidade
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Aços de Baixo Carbono
Alta ductilidade;
Bons para trabalhos mecânico e soldagem;
Não são temperáveis;
Utilizados na construção de prédios, pontes, navios, automóveis.
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AÇOS DE MÉDIO CARBONO
AÇO MÉDIO CARBONO 0,25-0,55% C
• São aços de boa temperabilidade em água.• Apresentam a melhor combinação de tenacidade e
ductilidade e resistência mecânica e dureza.• São os aços mais comuns, tendo inúmeras aplicações em
construção : rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas que necessitam de elevadas resistências mecânica e ao desgaste tenacidade.
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Aços de Médio CarbonoQuando temperados e revenidos atingem boa tenacidade e resistência.Os tratamentos térmicos são realizados com taxas de resfriamento elevadas e com seções finas.São utilizados em rodas, equipamentos ferroviários, e peças que necessitam de alta resistência mecânica.
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AÇOS DE ALTO CARBONO
AÇO ALTO CARBONO > 0,55% C
• PROPRIEDADES DOS AÇOS DE ALTO CARBONO:• Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade• Apresentam alta dureza e elevada resistência ao desgaste• Quando temperados são frágeis
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Aços de Alto Carbono
Apresentam elevada dureza e resistência após a têmpera.
São comumente utilizados em trilhos, engrenagens, componentes sujeitos ao desgaste (martelo).
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AÇOS PARA MOLAS – SAE 5160
Elevado limite de elasticidade
Elevada resistência à fadiga
Elevada resistência ao choque
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CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
Divide-se QUANTO: Composição química
Estrutura
Propriedades ou Aplicação
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PROPRIEDADES DOS AÇOS-CARBONO
• A ductilidade diminui com o teor de Carbono • A resistência aumenta com o teor de Carbono• Aços de relativa baixa dureza• Oxidam-se facilmente• Suas propriedades deterioram-se a baixas e altas
temperaturas• São os mais usados e de mais baixo custo
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PROPRIEDADES DOS AÇOS BAIXO CARBONO
AÇO BAIXO CARBONO 0 <C < 0,25%• Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica• São fáceis de conformar e soldar• São aços de baixa dureza e alta ductilidadeMICROESTRUTURA DOS AÇOS BAIXO TEOR DE CARBONO
Ferrita Perlita
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APLICAÇÕES TÍPICAS DOS AÇOS BAIXO CARBONO
Aplicações típicas:
As chapas automobilística
Perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos, construção civil, pontes e latas.
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PROPRIEDADES DOS AÇOS MÉDIO CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE
AÇO MÉDIO CARBONO 0,25-0,55% C
• São aços de boa temperabilidade em água
• Apresentam a melhor combinação de tenacidade e ductilidade e resistência mecânica e dureza
• São os aços mais comuns, tendo inúmeras aplicações em construção : rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas que necessitam de elevadas resistências mecânica e ao desgaste tenacidade.
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MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE
Ferrita Perlita
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MICROESTRUTURA DOS AÇOS ALTO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE
Somente Perlita
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EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA
elementos MAIS COMUNS:
Cr, Ni, Mo, W, Co, Cu, Mn, Si, P, S.
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)
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APLICAÇÕES DOS AÇOS-LIGA
Os aços-liga, por serem uma família bastante ampla de diferentes tipos de aços com propriedades bastante distintas, encontram aplicações igualmente vastas.
Podem ser encontrados em praticamente todos os segmentos industriais, desde a construção civil até a construção naval, passando pela indústria petrolífera, automobilística e aeronáutica.
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SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
AISI-SAE XXXX
1XXX Aço-carbono
10XX Aço-carbono comum
11XX teores diferenciados de S
12XX teores diferenciados de S e P
13XX alto teor de Mn (1,6-1,9%)
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SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
2XXX Aço ao Níquel
3XXX Aço ao Níquel e Cromo
4XXX Aço ao Molibidênio
40XX Mo 0,15-0,3%
41XX Mo, Cr
43XX Mo, Cr, Ni
5XXX Aço ao Cromo
6XXX Aço ao Cromo e Vanádio
8XXX Aço ao Níquel, Cromo e Molibidênio
9XXX Outros
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CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOSALTO TEOR DE LIGA
Aços inoxidáveis
Aços refratários (resistentes ao calor)
Aços para ferramentas
São classificados de maneira diferente
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Quanto a EstruturaPerlíticos: --Aços com no máximo 5% de elementos de liga -As propriedades mecânicas podem ser melhoradas por tratamento térmico -Aços de boa usinabilidade
Martensíticos: - Aços c/ mais de 5% de elementos de liga-Apresentam alta dureza- Aços de baixa usinabilidade
Austeníticos: -Tem estrutura austenítica a temperatura ambiente, devido aos elevados teores de elementos de liga (Ni, Mn, Co) Ex: inoxidáveis, não magnéticos e resistentes ao calor
Ferríticos:- Tem baixo teor de Carbono-Tem elevados teores de elementos de liga (Cr, W, Si)-Não reagem à têmpera-Apresentam estrutura ferrítica no estado recozido
Carbídicos: -Apresentam alto teor de Carbono -Elementos formadores de carbonetos (Cr, W, Mn, Ti)
-A estrutura consiste de carbonetos dispersos na matriz sorbítica, austenítica ou martensítica, dependendo da composição química
-São usados para ferramentas de corte e para matrizes
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CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOSQUANTO AS PROPRIEDADES OU APLICAÇÃO• Aços para fundição• Aços para ferramentas• Aços estruturais / construção Mecânica• Aços inoxidáveis• Aços para nitretação• Aços resistentes ao calor• Acos para fins elétricos• Aços para fins magnéticos
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AÇOS PARA FUNDIÇÃO
QUANTO AS PROPRIEDADES
• Boa resistência, ductilidade e tenacidade
• Boa usinabilidade• Adequada soldagem• Boa fluidez• A maioria é susceptível à
têmpera e revenido
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AÇOS ESTRUTURAIS
QUANTO AS PROPRIEDADES• Boa ductilidade para ser conformado• Boa soldabilidade• Elevado valor de relação de resistência à tração para limite de
escoamento• Baixo custo• Homogeneidade
QUANTO AO TIPO
• Aços ao carbono (laminados à quente)• Aços com baixo teor de elemento de liga e alta resistência
(estruturas de carros e ônibus, pontes edifícios)
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AÇOS PARA CHAPAS E TUBOS
QUANTO AS PROPRIEDADESExcelente deformabilidadeBoa soldabilidadeBoa ductilidadeBaixo custoDependendo do tipo de aplicação, alta resistência à corrosão e de fácil revestimentoSuperfície sem defeitos
AÇOS PARA ARAMES E FIOS
Excelente resistência à tração (depende da aplicação)Boa ductilidade para ser conformado
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AÇOS PARA MOLAS
QUANTO AS PROPRIEDADES
Elevado limite de elasticidade
Elevada resistência à fadiga
Elevada resistência ao choque
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AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES
QUANTO AS PROPRIEDADES
Elevada dureza a temperatura ambiente e a quente
Boa tenacidade
Boa Resistência ao desgaste
Boa Resistência Mecânica
Tamanho de grão pequeno
Boa usinabilidade
Temperabilidade
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Tratamentos Térmicos
Finalidade:
Alterar as microestruturas e como consequência as propriedades mecânicas das ligas metálicas
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31
Principais Tratamentos Térmicos
Tratamentos Térmicos
Recozimento
NormalizaçãoTempera
e Revenido
Esferoidização ou Coalescimento
•Total ou Pleno•Isotérmico•Alívio de tensões•Recristalização
Reduz a dureza e facilita aasinagem de açosalto carbono
Aumenta a Resist. Mec.e dureza
Conferehomogeneidade
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CURVAS TTTcada aço tem sua curva característica
início final
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33
CURVAS TTT
Temperatura de austenitização
+Fe3C
Perlita
-Como a martensita não envolve difusão, a sua formação ocorre instantaneamente
(independente do tempo, por isso na curva TTT a mesma corresponde a uma reta).
Martensita
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TRATAMENTOS SUPERFICIAIS
OBJETIVO
Endurecimento superficial do aço
visando
aumentar a resistência ao desgaste
e à abrasão da superfície
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TRATAMENTOS SUPERFICIAIS
Dentes de engrenagem temperadas por indução
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AGUARDE A PRÓXIMA PALESTRA
ESTAMOS PENSANDO COMO MELHOR SERVIR!
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