Graus de ligas de aço
Aço é um dos materiais mais utilizados no mundo. Você pode usá-lo diariamente em edifícios, ferramentas ou veículos. Embora a maioria das pessoas presuma que seja apenas ferro e carbono, o aço moderno é muito mais complexo do que isso. O aço atual inclui combinações precisas de outros elementos para aumentar a resistência, a flexibilidade e a durabilidade.
Você pode pensar que o aço é uma fórmula fixa. Na realidade, ele muda de acordo com a forma como é feito. Ajustar o teor de carbono ou adicionar ligas como cromo ou manganês altera seu comportamento. Essas mudanças podem tornar o aço mais duro, mais dúctil ou resistente à corrosão. Por exemplo, ao escolher entre 4130 e 4140 aço, ajuda saber como cada tipo lida com a resistência e a tenacidade de forma diferente. O mesmo vale para o aço inoxidável 316 e 316L. Eles parecem ser muito semelhantes, mas têm pequenas diferenças. É por isso que o aço funciona em muitos ambientes, da construção à indústria aeroespacial.
Existe uma crença comum de que o aço existe em apenas uma ou duas formas. Mas, na verdade, existem mais de 3,500 tipos diferentes de aço. Cada tipo atende a uma finalidade industrial específica. É possível identificar um tipo de aço observando sua porcentagem de carbono, os tipos de elementos de liga adicionados e como ele é processado.
Este artigo lhe dará uma análise completa de como classes de liga de aço são classificados. Você explorará os quatro principais tipos de aço, o papel dos graus de aço e como o tratamento térmico melhora o desempenho.
4 tipos comuns de ligas de aço que você deve conhecer
Em geral, existem quatro tipos comuns de aço. Cada tipo é construído com suas próprias características. Todas as indústrias utilizam aços carbono, liga, inoxidáveis e ferramentas. Como cada um se diferencia dos outros? Vamos explicar isso em detalhes.
O aço pode ser usado em ferramentas de construção pesada e cirúrgicas, e se adapta rapidamente. Todas as versões são feitas para atender a necessidades comerciais específicas. Saber disso permite que você escolha a classe correta para qualquer tarefa.
Aços Carbono
Componentes Usinados em Aço Carbono
aço carbono É composto principalmente de ferro e carbono (até 2.1%), com quantidades limitadas de manganês, silício e outros elementos residuais. Aproximadamente 90% do aço produzido hoje pertence a esta categoria. Isso porque é difícil de fabricar, acessível a muitas pessoas e não é muito caro. Edifícios, oleodutos, gasodutos e chassis de automóveis são lugares comuns onde você o verá.
Três categorias são definidas pela quantidade de carbono envolvida. O aço carbono, às vezes chamado de aço de baixo carbono, possui até 0.3% de carbono. Por ser dúctil, funciona bem em soldagem e dobra. Você o usará para fazer estruturas, chapas ou armações de móveis.
Aço de médio carbono inclui entre 0.3% e% 0.6 de carbono. Oferece resistência e flexibilidade. Por isso, é comum em motores ou outros tipos de máquinas. O aço de alto carbono é muito resistente, pois seu teor de carbono é superior a 0.6%. No entanto, não é tão flexível quanto uma lâmina de estilete e molas.
Além disso, é fácil de produzir e não custa muito. Por isso, grandes projetos de construção o utilizam como principal tipo de material. Há uma diferença significativa e deliberada entre aço carbono e aço de alto carbono. (Obtenha mais detalhes em Aço Liga VS Aço Carbono)
Aços de liga
Hastes de liga de aço
Aços-liga contêm aço carbono e elementos adicionais, como cromo, níquel, cobre ou alumínio, que geralmente são adicionados. Esses ingredientes alteram o comportamento do aço quando ele é esticado e desgastado. A liga adiciona qualidades de proteção, flexibilidade e resistência.
O aço-liga é ideal para peças de alto desempenho. Os fabricantes o utilizam na indústria aeroespacial, em instalações petrolíferas offshore e em qualquer produto que exija substituição frequente. Está disponível em diversos graus, dependendo do tipo de trabalho.
Eles são feitos para trabalhos muito difíceis para o aço carbono. Isso abrange casos que envolvem calor, frio, situações de força desafiadoras e muitos outros usos. O aço-liga se destaca por sua durabilidade.
Aços Inoxidáveis
Tubos de aço inoxidável
O aço deve ser capaz de suportar as intempéries. Aqui, o aço inoxidável é uma opção confiável. Ele tem 10–20% de cromo em sua composição. Níquel e silício são substâncias que tornam o titânio resistente à corrosão.
Destaca-se entre os aços por resistir muito bem à corrosão. Portanto, tem um bom desempenho em ambientes externos. É comumente visto em pontes, trilhos e telhados. O ar salino ou a chuva não corroem o aço inoxidável.
O aço inoxidável 304 é amplamente utilizado em diversos setores. Ele protege fios e componentes de condições severas. Isso também faz com que esteja presente em muitos dispositivos elétricos.
A principal razão para a existência deste aço nem sempre é a sua capacidade de resistir às intempéries. Instrumentos cirúrgicos e equipamentos hospitalares são feitos de aço inoxidável. Você pode limpá-lo facilmente; não é um local propício para o crescimento de bactérias. É por isso que muitas empresas alimentícias, farmacêuticas e médicas recorrem à química.
Aços Ferramenta
Peças Usinadas em Aço para Ferramentas
Aço ferramenta É utilizado em trabalhos exigentes, como a fabricação de ferramentas de corte, punções e matrizes. Seu brilho aparece em ferramentas como serras, esmerilhadeiras e prensas. Os aços para ferramentas podem deformar-se a altas temperaturas; os aços para trabalho a quente (por exemplo, H13) resistem à deformação até aproximadamente 540 °C (1000 °F), mas não indefinidamente. Isso se deve à adição de elementos metálicos como... tungstênio, cobalto e molibdênio.
O aço para ferramentas resiste ao desgaste que degrada rapidamente outros metais. É forte, durável e mantém o fio afiado por muito tempo. Ferramentas de corte, como ferramentas manuais, matrizes e brocas, dependem dele. O trabalho diário de precisão nas fábricas é possível graças à sua ajuda.
Pressão ou estresse constantes não quebram facilmente o aço para ferramentas. Não formam ondulações, rachaduras ou deformam. É por isso que são usados com confiança na indústria pesada e na manufatura.
Veja também: Aço Ligado VS Aço Inoxidável
Sistema de classificação de aço
Categorização de ligas de aço
Os sistemas de classificação de aço permitem classificá-lo por tipo. As pessoas classificam o aço pela forma como é utilizado. O resfriamento do aço de uma determinada maneira pode alterar sua resistência. Portanto, duas chapas de aço podem ter a mesma liga e ainda assim obter classificações diferentes devido ao tratamento térmico.
No sistema ASTM, as classes são identificadas usando uma combinação de letras e números. O prefixo 'A' da ASTM denota materiais ferrosos, enquanto 'SA' indica aços inoxidáveis/ligados para aplicações aeroespaciais. Cada metal possui um número que indica suas propriedades. Isso facilita a escolha do aço certo para diferentes finalidades.
A código de quatro dígitos é usado em vez disso em Sistema SAE. Os dois primeiros números indicam o tipo de liga utilizada. Os dois últimos dígitos indicam o teor de carbono em centésimos de um por cento (ex.: 4140 = 0.40% C). Isso indica imediatamente a capacidade de trabalho do aço.
As pessoas utilizam esses sistemas de classificação em muitos setores. Profissionais das áreas de ciência, engenharia e manufatura os utilizam diariamente. Com as normas, o conteúdo do material permanece uniforme e inequívoco. Elas também indicam como o aço deve ser fabricado ou aplicado. Leia mais:Fabricação de aço
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Vários métodos de tratamento térmico de aço
O calor é usado para alterar as propriedades do aço. Diversos métodos buscam desenvolver dureza, ductilidade e tenacidade nos metais. A seguir, os tratamentos térmicos mais críticos.
Esferoidização
Aquecimento de aço carbono para 1290 ° F (699 ° C) pela 30 horas é feito durante a esferoidização. A cementita, que antes se encontrava em camadas, agora se forma como pequenas esferas. O aço fica mais macio e mais apto a ser moldado. Muitas vezes, esse método tem sido aplicado para aprimorar a usinagem e a conformação. O aço carbono é mais aprimorado pelo processo de esferoidização.
Recozimento Completo
Recozimento Completo
Recozimento de aço carbono significa aquecê-lo muito próximo ao seu ponto crítico de temperatura. Após uma hora, você o resfria suavemente. Como o aço esfria lentamente, forma-se uma estrutura perlítica grosseira. O resultado é um aço flexível que não é afetado por tensões internas.
Recozimento de Processo
Recozimento de Aço
O recozimento de processo elimina a tensão causada pelo trabalho a frio em aços de baixo carbono. O processo leva uma hora, pois o metal é aquecido entre 550-650°C (1022-1202°F), abaixo da temperatura crítica inferior. Ele reorganiza a estrutura do aço. O resfriamento do aço permite que ele seja usinado e conformado com mais facilidade.
Recozimento Isotérmico
O aço carbono possui alto teor de carbono. Geralmente é recozido isotermicamenteAqueça a substância acima da temperatura ideal para o seu aquecimento. Mantenha a temperatura, deixe esfriar até o ponto crítico inferior e mantenha-a assim. Após o cozimento, deixe esfriar gradualmente até a temperatura ambiente. Isso mantém a temperatura e a estrutura do bolo uniformes.
Normalizando
Permitindo que o aço carbono seja normalizado na fase austenítica por uma hora. O resfriamento do processo é feito ao ar. Isso confere ao aço uma estrutura fina com grãos perolados. O aço é resistente em todos os aspectos, suportando bem o estresse.
Têmpera
Têmpera de aço
O resfriamento rápido do aço na têmpera ocorre após ele ser aquecido à temperatura de normalização. Você pode resfriá-lo usando água, óleo ou salmoura. Isso produz uma estrutura martensítica rígida e fácil de quebrar. Muitas ferramentas de corte e peças que precisam durar muito tempo são feitas com ele. Na maioria dos casos, o aço temperado é então revenido.
Aço temperado temperado
Aço temperado e revenido
O revenimento confere ao aço temperado a dureza e a tenacidade adequadas. Ele é reaquecido a uma temperatura crítica mais baixa. As temperaturas de revenimento variam de 150 a 650 °C (300 a 1200 °F), com temperaturas mais baixas preservando a dureza e temperaturas mais altas aumentando a tenacidade. Isso o torna menos propenso à quebra e mais resistente.
Qual é o melhor tipo de aço?
Nenhum tipo específico de aço é sempre considerado o "melhor" usinagem de aço Grau. Muitos fatores diferentes influenciam a escolha certa. Por exemplo, elementos como a função do aço, suas propriedades mecânicas e físicas necessárias e seu investimento.
Alguns tipos de aço são geralmente considerados os melhores em suas áreas. Os aços carbono costumam usar as classes A36, A529, A572, 1020, 1045 e 4130. Os aços de liga de alta qualidade usuais são 4140, 4150, 4340, 9310 e 52100. Entre os aços inoxidáveis, os graus importantes frequentemente mencionados são 304, 316, 410 e 420. Os melhores tipos de aços para ferramentas são geralmente D2, H13 e M2.
Leia mais:
Peças usinadas em aço liga 4140
Peças usinadas em aço liga 4340
Aço 1018 versus 4140
Considerações finais da análise do Fortune Dragon
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Perguntas Frequentes
Q1. Quais são os graus de liga de aço?
O aço-liga vem nos graus 4140, 4340, 8620, 1215 e 6150. Esses graus diferem com base em sua composição e propriedades mecânicas e são projetados para aplicações industriais específicas.
Q2. Quais são os quatro tipos de aço-liga?
As principais categorias de aço-liga são: aços de baixa liga (≤8% de elementos de liga), aços de alta liga (>8% de elementos de liga), microligados (adições de Nb/V/Ti) e aços de ultra-alta resistência.
Q3. Qual é o aço de liga mais resistente?
O aço maraging é considerado um dos aços-liga mais resistentes, conhecido por sua altíssima resistência e tenacidade. Outros tipos resistentes incluem os aços 300M e 4340, frequentemente utilizados nas indústrias aeroespacial e de defesa.
Q4. Para que o aço 4140 é comumente usado?
O aço 4140 é amplamente utilizado em peças automotivas e industriais, como engrenagens, eixos e ferramentas. Ele oferece um bom equilíbrio entre resistência, tenacidade e usinabilidade após tratamento térmico.
Q5. O que é mais forte, aço 12.9 ou 10.9?
O aço grau 12.9 é mais resistente que o 10.9. Possui maior resistência à tração (até 1,220 MPa), o que o torna mais adequado para aplicações de alta tensão, como equipamentos pesados e fixadores estruturais.