of 48/48
Aço Noções básicas de siderurgia: O ferro é um metal que existe em grande quantidade na natureza principalmente em forma de minério. Ligado ao carbono, o ferro dá origem ao aço, que é uma liga metálica de extrema utilidade no mundo moderno. No quadro abaixo encontram-se os nomes dos principais minérios de ferro, as fórmulas químicas e as percentagens de ferro que os minérios apresentam.: minério fórmula Teor aproximado de ferro Hematita Magnetita Limonita Siderita Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 2 Fe 2 O 3 . 3 H 2 O FeCO 3 72 % 70 % 52 a 66 % 48 % Obtenção siderúrgica do ferro: O processo de obtenção siderúrgica do ferro gusa pode ser resumido pelo diagrama abaixo. Pag. 1 de 48

2A aço

  • View
    159

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tipos de aço

Text of 2A aço

AoNoes bsicas de siderurgia:O ferro um metal que existe em grande quantidade na natureza principalmente em forma de minrio. Ligado ao carbono, o ferro d origem ao ao, que uma liga metlica de extrema utilidade no mundo moderno. No quadro abaixo encontram-se os nomes dos principais minrios de ferro, as frmulas qumicas e as percentagens de ferro que os minrios apresentam.:minrio frmula Teor aproximado de ferro

Hematita Magnetita Limonita

Fe2O3 Fe3O4 2 Fe2O3 . 3 H2O

72 % 70 % 52 a 66 %

FeCO3 Siderita 48 %

Obteno siderrgica do ferro:O processo de obteno siderrgica do ferro gusa pode ser resumido pelo diagrama abaixo.

Pag. 1 de 35

No nosso objetivo estudarmos os processos siderrgicos de obteno do ferro gusa mas poderamos fazer as seguintes observaes sobre os produtos que entram no alto forno para a obteno do ferro gusa:

Carvo: o combustvel utilizado no alto forno o carvo coque ou de madeira cuja aose faz sentir em trs sentidos: Fornecedor de calor para a combusto. Fornecedor de carbono para a reduo do xido de ferro. Indiretamente, fornecedor de carbono como principal elemento de liga do ferro gusa.

Minrio de ferro: o minrio de ferro, como j vimos anteriormente, pode ser de diferentestipos dependendo da regio em que extrado, sendo constitudo de diferentes percentagens de ferro. Independente disto o mesmo deve ser preparado por diferentes processos para que ao entrar no alto forno possa apresentar um maior rendimento no processo, com um menor gasto de energia.

Calcrio ou fundente: tem como funo combinar-se com as impurezas (ganga) dominrio e com cinzas do carvo, formando as chamadas escrias fazendo com que a mesma fique flutuando por sobre o metal fundido, ferro gusa, sendo assim fcil a sua separao. Abaixo apresentamos um esquema simplificado de um alto forno:Pag. 2 de 35

O alto - forno um forno vertical, com cerca de 30m de altura, cujo dimetro varia de 4 a 10m, com formato de dois troncos de cone ligados pela base. Na parte inferior encontra-se um cadinho, a partir do qual se ergue uma parte cnica crescente chamada rampa. A parte superior do alto - forno formada pela cuba que se estreita para cima. A cuba munida de um sistema de comportas cnicas pelas quais se carrega q alto - forno. Internamente o alto - forno revestido com materiais refratrios, isto , materiais que suportam altas temperaturas. Esses materiais refratrios so do tipo slico - aluminoso, conhecidos por tijolos refratrios de chamota. O cadinho, onde se deposita o material fundido, constitui o fundo do alto - forno, sendo formado por tijolos de grafita. H trs produtos que so gerados no alto forno: o ferro gusa, a escria e os gases. Passemos a uma breve descrio de cada um deles:

Pag. 3 de 35

O ferro-gusa, tambm chamado de ferro de primeira fuso, possui de 2,5 a 5% de carbono dissolvido e descarregado do alto forno atravs do furo de corrida, a intervalos entre 3 e 5 horas. Nesse estado, o gusa apresenta uma temperatura entre 1 250 e 1 450C. O ferro gusa o principal produto do alto forno cuja utilizao fita nas aciarias para onde encaminhado no estado lquido e transformado em ao; o mesmo ainda utilizado no estado slido como principal matria prima das fundies de ferro fundido. A escria, fundida, flutua no ferro-gusa. Ela descarregada atravs de um orifcio (orifcio de escria) para os moldes, nos quais se solidifica formando blocos. Os blocos de escria so utilizados como pedras de construo ou pavimentao e para a fabricao de cimento. Os gases do alto - forno, limpos de p, so usados como combustvel nas instalaes de produo.

O ferro-gusa, saindo do alto - forno, pode seguir dois caminhos: ser transformado em ao ou em ferro fundido. Quando destinado ao fabrico de ao, o ferro-gusa, no estado lquido, colocado em carros - torpedos que so dirigidos para a aciaria. No estado slido, o ferro-gusa a matria-prima das fundies que fabricam ferro fundido

Definio de ao: uma liga de ferro e carbono que contm no mximo 2,0% de carbono, alm de certos elementos residuais resultantes dos processos de fabricao.

Fabricao do ao:Sendo o ferro gusa uma liga ferro carbono em que o teor de carbono e as impurezas normais (silcio, mangans, fsforo e enxofre) se encontram em teores elevados, a sua transformao em ao, corresponde a um processo de oxidao por intermdio do qual a porcentagem daqueles elementos reduzida at aos valores desejados. Assim sendo, os processos para a produo de ao podem ser classificados de acordo com o agente oxidante em: Processos pneumticos, onde o agente oxidante ar ou oxignio; Processo Siemens Martin, eltrico, dplex, etc., em que os agentes oxidantes so substncias slidas contendo xido.Pag. 4 de 35

Por outro lado, dependendo da composio do ferro gusa e do tipo de ao desejado, pode se considerar ainda outra diviso dos processos de sua fabricao. Processos cidos, em que podem ser diminudos ou removidos facilmente os elementos carbono, silcio e mangans, no acontecendo, entretanto o mesmo com o fsforo e o enxofre. Processos bsicos, em que todos os elementos acima podem ser reduzidos aos valores desejados.

Processo Bessemer e Thomas BessemerO conversos Bessemer tem um revestimento de tijolos de slica que no pode ser utilizado com ferro gusa rico em fsforo. O conversos Thomaz Bessemer, por sua vez, tem um revestimento de tijolos de dolomita rica em cal adequada para trabalhar com ferro gusa rico em fsforo. Em ambos os processos, Bessemer ou Thomas Bessemer, reduz-se o teor de carbono no ferro gusa pela injeo de ar por orifcios que existem no fundo do conversor. O ferro gusa lquido procedente do misturador vertido no conversor em posio horizontal, adicionando-se cal ou dolomita.

Pag. 5 de 35

Colocando-se o conversor na posio vertical, o ar enriquecido com oxignio soprado durante dez a vinte minutos. Durante esse tempo o oxignio reage com o carbono, e o silcio, o mangans e a cal reagem com o fsforo formando a escria. A escria do conversor Thomaz Bessemer moda e utilizada como adubo por possuir alto teor de fsforo. Produtos do conversor Bessemer e Thomas - Bessemer: Ao ao carbono no ligados.

Conversor a Oxignio (LD)Nos conversores a oxignio, fabricada mais de 50% da produo mundial de ao. No Brasil, eles so tambm amplamente utilizados. A carga desse conversor constituda de ferro gusa lquido, sucata de ferro, minrio de ferro e aditivos (fundentes). Com uma lana refrigerada com gua, injeta-se oxignio puro a uma presso de 4 a 12 bar no conversor. A oxidao do carbono e dos acompanhantes do ferro libera grande quantidade de calor. Para neutralizar essa elevada temperatura que prejudicaria o refratrio, adiciona-se sucata ou minrio de ferro. Pela adio de fundentes como a cal, os acompanhantes do ferro como o mangans, silcio, fsforo e enxofre unem-se formando a escria. Para aumentar a quantidade do ao, adicionam-se os elementos de liga no final ou quando o ao est sendo vertido na panela.

Pag. 6 de 35

Os aos produzidos no LD no contm nitrognio pois no se injeta ar, da a alta qualidade obtida. Esse conversor oferece vantagens econmicas sobre os conversores Thomas Bessemer e Siemens Martin. Produtos do conversor a oxignio (LD) Aos no - ligados Aos para cementao Aos de baixa liga

Conversor Siemens MartinO forno Siemens Martin um forno de cmara fixo. A carga do forno pode ser constituda de 70% de sucata e o resto de ferro gusa e fundentes (cal) para formar a escoria.

A temperatura de fuso de 1800 oC, que se consegue pela queima de gs ou leo. Os gases produzidos pela combusto saem do forno e passam, atravs de um empilhamento de tijolos, pela parte inferior do forno (recuperador) onde cedem calor dirigindo-sePag. 7 de 35

depois para a chamin. A cada vinte minutos mais ou menos, o sentido dos gases invertido de modo que o ar passe pelo recuperador que esta aquecido. Produtos do conversor Siemens Martin Aos carbono no ligados Aos de baixa liga Aos ferramenta que no exigem alta qualidade

Forno eltricoOs aos finos, em particular os altamente ligados, so obtidos em fornos eltricos. Com o ao vindo do conversor a oxignio ou Siemens - Martin e mais sucata selecionada alimenta-se o forno eltrico. Nesse forno, o ao purificado e adicionam-se os elementos de liga desejados. Como a gerao de calor se d por uma corrente eltrica, no existe nenhuma chama de gs que desprenda enxofre. Existem dois tipos de fornos eltricos para a produo de ao:

Forno de arco voltaico

Pag. 8 de 35

Tem dois ou trs eletrodos de carvo. Ao ligar, a corrente eltrica salta em arco voltaico das barras de carvo passando pelo material a fundir. A temperatura obtida neste processo da ordem de 3600 oC, o que torna possvel fundir elementos de liga como o tungstnio (temperatura de fuso de 3370 oC) ou molibdnio (temperatura de fuso de 2600 oC).

Forno de induo

Vamos nos Reunir em grupo para realizar o trabalho abaixo.

A corrente alternada passa por uma bobina situada ao redor de um cadinho, com isto se induzem correntes parasitas no material a fundir que aquecem o banho. Esse forno empregado para fabricao de aos altamente ligados e de ferro fundido nodular.

Pag. 9 de 35

Trabalho em grupo a ser entregue em data a ser combinada. Obs.: se achar conveniente fazer outras divises na tabela abaixo.Tipo de forno Combustvel Capacidade de carga Vantagens Desvantagens

BessemerThomas LD Siemens Martin Eltrico

Data a ser combinada pelo professor e alunos.

Influncia dos elementos de liga nas propriedades do ao:Devido s necessidades industriais, a pesquisa e a experincia possibilitaram descoberta de aos especiais, mediante a adio e a dosagem de certos elementos no ao carbono. Conseguiram-se assim aos - liga com caractersticas como resistncia a trao e a corroso, elasticidade. Dureza, etc., bem melhores do que as dos aos ao carbono comuns.

Pag. 10 de 35

Tabela de influncia dos elementos de liga

elementoCarbono C Silcio Si

elevaResistncia, dureza, temperabilidade. Elasticidade, resistncia a

abaixaPonto de fuso, tenacidade, alongamento, soldabilidade, forjabilidade. trao, Soldabilidade, solubilidade do carbono.

profundidade de tmpera, dureza a quente, resistncia a corroso, separao da grafita no ferro fundido, favorece a ampliao do gro. Fluidez, fragilidade a frio, resistncia a Alongamento, resistncia a choque. quente, resistncia a corroso. Quebra de cavaco, viscosidade, usinabilidade, Resistncia a choque, fluidez. fragilidade a quente. Profundidade de tmpera, resistncia a trao, Facilidade de ser transformado (laminado, trefilado), resistncia a choque, resistncia a desgaste. separao da grafita no ferro fundido, usinabilidade. Tenacidade, resistncia a trao, resistncia a Dilatao trmica. corroso, resistncia eltrica, resistncia a quente, profundidade de tmpera, resistncia a fadiga. Dureza, resistncia a trao, resistncia a Alongamento (em grau reduzido), deformao na tmpera. quente, temperatura de tmpera, resistncia a frio, resistncia ao desgaste, resistncia a corroso, penetrao de tmpera, capacidade de corte. Resistncia a fadiga, dureza, tenacidade, sensibilidade ao aparecimento de trincas por aquecimentos resistncia a quente, resistncia ao desgaste, sucessivos, alongamento, forjabilidade. resistncia a choques, temperabilidade, capacidade de corte. Dureza, resistncia a quente, resistncia a Alongamento, forjabilidade. fadiga, temperabilidade. Dureza, capacidade de corte, resistncia a Tenacidade, sensibilidade ao aparecimento de trincas por quente, permeabilidade magntica. aquecimentos sucessivos. Dureza, resistncia a trao, resistncia a Alongamento (em grau reduzido). corroso, temperatura de tmpera, resistncia a quente, resistncia ao desgaste.

Fsforo P Enxofre S Mangans Mn Nquel Ni

Cromo Cr

Vandio V

Molibdnio Mo Cobalto Co Tungstnio W

Efeito dos elementos de liga nos aosEm virtude de os aos no serem ligas binrias, os elementos de liga contribuem, conforme as quantidades em que so adicionadas, para melhorarem as propriedades fsicas e mecnicas do material. Este o assunto do artigo abaixo.Pag. 11 de 35

Alumnio (Al): um poderoso desoxidante, contribuindo: para a formao de xidos e nitratos querestringem o crescimento do gro. e muito utilizado como elemento de liga nos aos para nitretao. O alumnio aumenta o resistncia oxidao, sendo usado como elemento de liga nos aos ferrticos resistentes ao calor. Em razo do aumento da coercitividade empregado como elemento de liga nos aos FeNiCo para ms permanentes.

Boro (B): Os aos ao boro compreendem uma famlia com propriedades especiais, devendo sertratados como uma classe parte. O boro, quando adiciona d em pequenas quantidades, melhora a temperabilidade do ao, diminui a tendncia a trincas de tmpera e distores durante o. tratamento trmico e melhora as propriedades de conformao mecnica. Os aos ao boro no so s empregados onde se exijam especificaes severas de temperabilidade, mas tambm onde se necessite caractersticas uniformes de tratamento trmico, de usinabilidade soldagem e conformao. O percentual de boro adicionado aos aos pode variar desde 0,0005%, quando se deseja obter efeitos de temperabilidade, a at 0,0015%, quando se obtm a melhor combinao de resistncia e tenacidade nos aos.

Carbono (C): e o elemento de liga mais comum nos aos. Com a adio de carbono, aumentam aresistncia mecnica e a dureza, mas diminuem a elasticidade e propriedades de solda e corte. O contedo de carbono no oferece nenhuma influncia substancial sobre a resistncia corroso em cidos, gases quentes e gua. Em presena de fsforo e enxofre provoca a fragilidade a frio e a quente, respectivamente, em virtude da menor resistncia e menor ponto de fuso dos compostos resultantes. Para contornar estes problemas, adiciona-se mangans, que forma compostos mais resistentes com o enxofre e o fsforo.

Chumbo (Pb): usado nos aos corte livre em percentuais de 0,20 a 0,50%. Em virtude de suadistribuio homognea e fina, empregado para melhorar a usinabilidade dos aos.

Cobalto (Co): empregado nos aos destinados confeco de ferramentas de corte de altasvelocidades. O cobalto aumenta a dureza a quente e diminui a temperabilidade do ao. Este efeito no muito significativo, visto que o cobalto empregado juntamente com outros elementos de liga, que conferem ao material timas caractersticas de temperabilidade, tornando-os endurecveis ao ar.

Cobre (Cu): Seu principal efeito melhorar a resistncia corroso atmosfrica do ao. Teoreselevados de cobre, maiores que 0,60%, aumentam a resistncia mecnica do ao, com ligeiroPag. 12 de 35

decrscimo da ductilidade. Em aos comuns ao carbono o teor de cobre no deve ser superior a 0,30%, pois dissolve-se na ferrita temperatura ambiente, podendo ocorrer uma precipitao do excesso de cobre, o que pode fragilizar o material.

Cromo (Cr): O cromo estimula a formao de carbonetos, aumentando a resistncia ao desgastebem como a temperabilidade dos aos, reduz a velocidade crtica de resfriamento, de modo que a tmpera dos aos com teores elevados de cromo seja recomendada ser feita em leo ou ao ar. A adio de cromo torna mais fina granulao dos aos.

Enxofre (S): E um elemento prejudicial aos aos, tornando-os duros e quebradios ao rubro,causando o fenmeno da fragilidade a quente. usado nos aos "corte livre", permitindo usinagem mais rpida com melhor acabamento de superfcie.

Fsforo (P): E uma impureza normal existente nos aos, de natureza nociva devido fragilidade afrio que confere aos aos, propiciando baixa resistncia ao choque e tenacidade. Sua nica ao benfica aumentar a usinabilidade dos chamados aos de usinagem fcil.

Hidrognio (H): E prejudicial ao ao, pois causa trincas internas, alm de fraturas, tanto nafabricao do ao como durante os banhos de decapagem qumica.

Mangans (Mn): um bom desoxidante e diminui a fragilidade de ao devido presena doenxofre, pela formao de MnS. e considerado elemento de liga em teores acima de 0,5%. O mangans melhora a penetrao da tmpera, com a diminuio da velocidade crtica de esfriamento e da temperatura de tmpera. Reduz as de- formaes resultantes da tmpera e aumenta a. dureza dos aos. O mangans pode causar uma granulao grosseira nos aos.

Molibdnio (Mo): Influncia favoravelmente a dureza, a resistncia a quente, a fluncia e atemperatura de crescimento de gro de austenita, melhora a resistncia corroso dos aos inoxidveis, bem como a penetrao da tmpera nos aos em geral. largamente empregado nos aos de construo mecnica para beneficiamento, pois forma partculas resistentes abraso e evita a fragilidade de revenimento. O molibdnio no empregado sozinho, pois apresenta uma tendncia de diminuir a tenacidade dos aos.

Nquel (Ni): Diminui a velocidade crtica de resfriamento produzindo tima penetrao de tmpera.Possui a capacidade de tornar austenticas as ligas Fe - Cr de alto teor de cromo. Influi diretamente naPag. 13 de 35

granulao, tornando-a mais fina, o que aumenta a tenacidade dos aos ferrtico - perlticos e a resistncia dos aos recozidos.

Nitrognio (N): Nos aos austenticos, o nitrognio estabiliza a estrutura, aumentando a dureza e,especialmente, o limite de escoamento, bem como as propriedades mecnicas em altas temperaturas. Produz uma grande dureza superficial durante a nitretao, pela formao de nitretos. O nitrognio tem uma ao fragilizante em aos de baixo liga, facilitando o desenvolvimento de fissuras, quando acompanhado de altos teores de alumnio.

Silcio (Si): Dissolve-se na ferrita, aumentando ligeiramente a resistncia mecnica e dureza semafetar apreciavelmente a ductilidade do ao. Trata-se de um elemento desoxidante, aumentando a temperatura de tmpera, bem como a sua penetrao em virtude da reduo da velocidade crtica de resfriamento. A adio de teores elevados nos aos, torna-os de difcil forjamento e soldabilidade praticamente nula.

Titnio (Ti): Atua como refinador de gro e como agente desoxidante. Aumenta a resistncia fluncia nos aos resistentes ao calor.

Tungstnio (W): Contribui para dar aos aos maior capacidade de corte, atravs do aumento de suadureza e resistncia s temperaturas elevadas. E empregado nos aos rpidos, produzindo partculas duras e resistentes ao desgaste.

Vandio (V): Eleva a temperatura de crescimento do gro da austenita, promovendo o refino degro. E excelente desoxidante. A adio de vandio confere aos aos uma insensibilidade ao super aquecimento, melhorando suas caractersticas de forjamento e usinagem. O emprego de teores elevados de vandio deve ser acompanhada por um aumento do teor de carbono, devido formao de carbonetos.

Zircnio (Zr): E um formador de carbonetos. Aumenta a vida dos aos condutores de calor. E umelemento extra para a desoxidao, dessulfurao e eliminao do nitrognio.

Classificao dos aosPodemos classificar os aos segundo a sua aplicao em: Aos de construo em geral Aos para fornos automticosPag. 14 de 35

Aos para cementao Aos para beneficiamento Aos para nitretao Aos inoxidveis Aos para ferramentas Para trabalho a frio Para trabalho a quente Aos rpidos

Aos de construo em geralOs aos de construo em geral so aos bsicos no - ligados que so selecionados pela sua resistncia a trao e pelo seu limite de elasticidade. ou so aos no - ligados de qualidade que devem satisfazer a exigncias tais como forjabilidade e soldabilidade. Nesse ltimo caso. so controlados os teores de carbono, fsforo e enxofre. As aplicaes comuns desses aos so em construo de edifcios pontes. , depsitos, automveis e mquinas. Exemplos de representao para aos de construo geral pela norma DIN:

St 37 Onde: St: ao 37: resistncia mnima a trao de 370 N/mm2

C 10 Onde: C: ao ao carbono comum 10: 0,10% teor de carbono

CK 20 Onde: CK: ao ao carbono dom baixo teor de fsforo e enxofre (P + S < 0,01%)

Pag. 15 de 35

Aos para torno automticoSo aos de qualidade no - ligados ou de baixa liga utilizados na fabricao de peas em tornos automticos e devem desprender cavacos quebradios e curtos. Esta propriedade (cavaco curto) obtm-se mediante um teor conveniente de enxofre. Os aos para tornos automticos contm: 0,07 a 0,65% de carbono, 0,18 a 0,4% de enxofre, 0,6 a 1,5% de mangans, 0,05 a 0,4% de silcio e, quando se pede uma melhor fragilidade do cavaco e superfcies lisas, o ao deve conter, alm dos elementos j citados, 0,15 a 0,3% de chumbo.

Pag. 16 de 35

Aos para cementao:So aos com baixo teor de carbono (0,1 a 0,2%) que, por meio de um tratamento termoqumico, sofrem uma elevao de seu teor de carbono na superfcie da pea a fim de aumentar a dureza superficial conservando o ncleo tenaz para resistir a choques. Trata-se de aos de qualidade no - ligados, aos finos ou aos finos ligados. Na superfcie da pea endurecida por cementao alcana-se uma dureza de 59 HRC.

Aos para beneficiamento:So aos que, por meio de um tratamento trmico de beneficiamento (tmpera mais revenimento), consegue-se um aumento de resistncia, dureza e tenacidade.Pag. 17 de 35

Os aos para beneficiamento no - ligados possuem um teor de carbono acima de 0,3% e s se pode beneficiar uma camada delgada. Quando se deseja beneficiar uma camada mais espessa, empregam-se aos para beneficiamento ligados. As aplicaes comuns desses aos so em: eixos, parafusos, engrenagens, molas.

Aos para nitretaoSo aos que, pela introduo de nitrognio por meio de tratamento termoqumico , aumenta- se a dureza superficial das peas (at 67 HRC). Esses aos contm cromo, molibdnio e alumnio que favorecem a absoro do nitrognio. As aplicaes comuns desses aos so em: engrenagens, matrizes de trabalho a quente. Exemplos:Pag. 18 de 35

31 Cr Mo 12 34 Cr Al Ni 7Aos inoxidveisSo aos que possuem um teor mnimo de 12% de cromo e se caracterizam pela sua grande estabilidade frente a substncias agressivas (gua. ar. gases. cidos e bases). As aplicaes comuns desses aos so na indstria qumica e na de alimentos e em aparelhos cirrgicos. talheres. etc. Exemplos:

X 3 Cr Ni 18 10 X 10 Cr Ni Mo Ti 18 12 X 5 Cr Ni 18 9

Aos para ferramentasSo os que se empregam para trabalhar outros materiais com ou sem a remoo de cavacos. So subdividi- dos em: .aos para trabalho a frio .aos para trabalho a quente .aos rpidos

Aos para trabalho a frioDestinam-se fabricao de ferramentas utilizadas no processamento a frio de ao. ferro fundido e metais no - ferrosos. As principais propriedades destes aos so: alta resistncia a abraso elevada resistncia de corte alta tenacidadePag. 19 de 35

alta resistncia a choque grande estabilidade dimensional As aplicaes comuns desses aos so em facas e punes de corte, estampos de dobramento, estampagem, cunhagem, matrizes, trefilao, etc.

Exemplos:

X 210 Cr 12 X 210 Cr W 12 X 155 Cr V Mo 12 1

Aos para trabalho a quenteSo aos que se destinam fabricao de ferramentas utilizadas no processamento a quente de materiais. Suas principais caractersticas so alta resistncia a revenimento, elevada resistncia mecnica a quente, boa tenacidade, grande resistncia a abraso em temperaturas elevadas, boa condutividade trmica, elevada resistncia a fadiga e boa resistncia formao de trincas provocadas por aquecimento e resfriamentos sucessivos. As aplicaes comuns desses aos so em matrizes de forjamento, matrizes para fundio de lato ou alumnio sob presso, matrizes para extruso aquente, etc. Exemplos:

X 37 Cr Mo W 5 1 X 40 Cr Mo V 5 1 50 Ni Cr 13Aos rpidos:Pag. 20 de 35

So aos onde os elementos de liga formam carbonetos complexos que so duros e resistentes ao desgaste e a altas temperaturas. So assim designados pela sua capacidade de usinar metais com velocidade de corte maiores do que as possveis com aos ferramenta ao carbono. As aplicaes comuns desses aos so em: bits, fresas, brocas especiais, machos, brocas.

Normalizao Tcnica para Aos ABNTA ABNT ( Associao Brasileira de Normas Tcnicas) utiliza o sistema de classificao, tendo como base os sistemas americanos: SAE: AISI: Ao uma liga composta de ferro (Fe) e carbono (C). Contm, ainda, pequenas porcentagens de mangans (Mn), silcio (Si), enxofre (S) e fsforo (P), que so considerados elementos residuais do processo de obteno.Pag. 21 de 35

O elemento que exerce maior influncia o carbono e o seu teor nos aos ao carbono varia de 0,008% a 2% aproximadamente. O ao representado por um nmero como nos exemplos abaixo:

Os aos mais usados industrialmente possuem teores de carbono que variam entre 0,1 a 0,95%C, ou seja, ao 1010 a 1095. Acima de 0,95%C so considerados como aos ao carbono especiais. Para fins de aplicaes industriais e de tratamentos trmicos, os aos ao carbono classificam-se em: aos de baixo teor de carbono aos de mdio teor de carbono aos de alto teor de carbono 1010 a 1035 1040 a 1065 1070 a 1095

Pag. 22 de 35

A tabela abaixo apresenta as classes de aos com suas respectivas composies segundo as Normas SAE, AISI e ABNT. SAE 10XX 11XX 13XX 23XX 25XX 31XX 33XX 303XX 40XX 41XX 43XX 46 XX 47XX 48XX 50XX 51XX 501XX 511XX 521XX 514XX 515XX 61XX 86XX 87XX 92XX 93XX 98XX 950 XXBXX XXLXX XXBXX CXXLXX AISI C 10XX C 11XX 13XX 23XX 25XX 31XX E 33XX 40XX 41XX 43XX 46XX 47XX 48XX 50XX 51XX E511XX E521XX 61XX 86XX 87XX 9?XX 93XX 98XX descrio Aos - carbono comuns Aos de usinagem (ou corte) fcil. com alto S Aos - mangans com 1,75% de Mn Aos - nquel com 3,5% de Ni Aos - Nquel com 5,0% de Ni Aos nquel - cromo com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr Ao nquel - cromo com 3,50% de Ni e 1,57% de Cr Aos resistentes corroso e ao calor ao Ni - Cr Aos - molibdnio com 0,25% de Mo Aos .- cromo - molibdnio com 0.50% ou 0.95% de Cr e 0.12%, 0,20% ou 0.25% de Mo Aos- nquel - cromo - molibdnio. com 1,82% de Ni. 0,50% ou 0,80% de Cr e 0,25% de Mo Aos nquel - molibdnio com 1.57% ou 1.82% de Ni e 0.20 ou 0,25% de Mo Aos nquel cromo - molibdnio com 1,05% de Ni, 0,45% de Cr e 0,20% de Mo Aos nquel - molibdnio com 3,50% de Ni e 0,25% de Mo Aos - cromo com 0,27%, 0,40% ou 0,50% de Cr Aos - cromo com 0,80% a 1,05% de Cr Aos de baixo cromo para rolamentos, com 0,50% de Cr Aos de mdio cromo para rolamentos. com 1,02% de Cr Aos de alto cromo para rolamentos. com 1,45% de Cr Aos resistentes corroso e ao calor ao Cr Aos resistentes corroso e ao calor ao Cr Ao cromo - vandio com 0,80% ou 0,95% de Cr e 0,10% ou 0,15% de V (mnimo) Aos nquel cromo molibdnio com 0,55% de Ni. 0,50% ou 0.65% de Cr e 0.20% Mo Aos nquel cromo - molibdnio com 0.55% de Ni, 0,50% de Cr e 0.25% de Mo Aos -silcio - mangans com 0,65%, 0,82%, 0.85% ou 0,87% de Mn, 1,40 ou 2,00% de Si e 0%, 0,17%, 0,32% ou 0.65% de Cr Aos nquel cromo - molibdnio com 3,25% de Ni, 1,20% de Cr e 0,12% de Mo Aos nquel cromo - molibdnio com 1,00% de Ni, 0,80% de Cr e 0,25% de Mo Aos de baixo teor em liga e alta resistncia Aos - boro com 0.0005% de B mnimo Aos - Chumbo com 0,15% -0,35% de Pb

Obs.: A tabela acima para ser entendida e consultada sempre que se fizer necessrio, e no para preocupar-se em decora-la. Observaes: Letras adicionais na nomenclatura do ao tm os seguintes significa- dos: B Ao obtido pelo processo BessemerPag. 23 de 35

C E X TS B LC F L

Ao obtido em forno Siemens - Martin Ao obtido em forno eltrico Anlise fora da norma Norma estabelecida para prova Ao contendo, no mnimo, 0,0005% boro. Ao com um baixo teor de carbono C mx. de O,O3%C. Ao de cavaco curto para tornos automticos. Indica presena de chumbo (0,15% a 0,35% Pb).

Agora, ateno:1 As letras XX correspondem aos algarismos indicativos dos teores de carbono. 2 A letra C (na classificao AISI) demonstra tratar-se de ao produzido pelo processo Siemens Martin bsico. 3 A letra E indica ao produzido em forno eltrico. 4 A letra B designa ao ao boro. . 5 Quando o primeiro algarismo 1, os aos so simplesmente ao carbono, no apresentando quaisquer elementos de liga a no ser no caso dos aos de usinagem fcil, em que o elemento enxofre aparece com teores mais elevados do que o normal. 6 Quando o primeiro algarismo for: 2 3 4 5 6 7 8 9 trata-se de um ao ao nquel. trata-se de um ao ao nquel - cromo trata-se de um ao ao molibdnio trata-se de um ao ao cromo trata-se de um ao ao cromo - vandio trata-se de um ao ao tungstnio trata-se de um ao ao nquel cromo - molibdnio trata-se de um ao ao silcio - mangansPag. 24 de 35

Normalizao Tcnica para Aos DINA norma DIN 17006 divide os ao em trs tipos distintos: Aos sem liga Aos com baixa liga (elementos de liga 5%) Aos com alta liga (elementos de liga > 5%)

Designao e normalizao dos aos sem ligas:

Pag. 25 de 35

Aos de baixa qualidade - so tipos de ao de baixa pureza, sem ligas e que no podem ser tratados termicamente. So designados atravs das letras St (ao) e da resistncia mnima a ruptura.

St: ao

St 37

37: resistncia mnima a ruptura de 370 N/mm2

Exerccio:

St 50

Aos ao carbono tem melhor pureza, podem ser tratados termicamente.So designados So designados atravs da letra C(carbono) e da porcentagem do carbono. Para designar a diferena dos aos finos no ligados, alm da letra C colocam-se letras com os seguintes significados: k ao fino com teor de enxofre mais fsforo menor do que 0,01%.

Ao para tmpera chama e por induo. Ao para cementao e beneficiamento, adequado para deformao a frio.

C: ao ao carbono

C 10

10: 0,10% teor de carbono

CK 20

Ao ao carbono de alta pureza (P + S 0,01% 20: 0,20 % teor de carbonoPag. 26 de 35

Cq: ao ao carbono para beneficiamento

Cq 45Exerccio:

45: 0,45% teor de carbono

CK 10

C 10

Designao e normalizao dos aos com baixa liga:

So aos que possuem no mximo 5% de teor de ligas. Para designar o teor dos elementos de liga, as nmeros na norma devem ser divididos plos fatores correspondentes ao elemento qumico. Os fatores so apresentados na tabela abaixo

Fator 4 Co (cobalto) Cr

Fator 10 Al Mo C P

Fator 100

Pag. 27 de 35

Mn Ni Si W

Ti V

S N

A norma se compe dos seguintes elementos: no se coloca a letra C para o carbono as outra letras definem os elementos de liga os nmeros divididos plos fatores definem o teor dos elementos e so colocados na mesma seqncia, com as letras Exemplos:

Designao e normalizao dos aos com alta liga:Pag. 28 de 35

So aos com um teor de liga acima de 5%. Para design-los, coloca-se um X em frente do teor de carbono. Todos os elementos, exceto o carbono, tm o fator 1 (um), ou seja, os nmeros apresentam o valor de teor real.

Aos rpidos para ferramentasso designados da seguinte forma:

S 6-5-2-5Coloca-se S {ao rpido) no incio e os teores das ligas. O teor de carbono s pode ser determinado atravs da especificao do produtor. Designao completa segundo a Norma DIN. A normalizao compem-se de trs parte:

ObtenoA resistente

Composioao Ag prata Al alumnio As - arsnio B boro Be berlio Bi - bismuto C carbono Ce crio

TratamentoA - recozido

envelhecimento B forno Bessemer

B no se pode melhorar as caractersticas mecnicas por trabalho mecnico a frio

C

Pag. 29 de 35

Co cobalto Cr cromo E forno eltrico EB forno eltrico bsico F forno de reverbero Cu - cobre E Fe ferro F temperado com chama G fundido GG ferro fundido com grafita em lminas GGG ferro fundido com grafite em bolas (nodular) GH ferro fundido duro GS ao fundido GTW fundido malevel branco GTS fundido malevel preto GTP fundido malevel perltico GGK fundido em coquilha GSZ ao fundido centrifugado H fundido semi - acalmado H chapas sem ligas para H temperado caldeiras J forno eltrico de induo K HF temperado por chama HJ temperado por induo J J K baixo teor de fsforo e K deformado a frio L ou por induo G G recozido g -liso E endurecido por cementao F resistncia a trao em kg/m2

enxofre L metal para solda ou Li - ltio resistente a formao de trincas em soluo alcalina LE forno eltrico de arco M forno Siemens Martin bsico MY forno Siemens Martin Mg magnsio Mo molibdnio

M superfcie fosca

MB forno Siemens _ Martin Mn mangans

Pag. 30 de 35

cido N

N nitrognio Nb nibio Ni - nquel P fsforo Pb - chumbo

N normalizado NT - nitretado P Q r superfcie spera S recozido SH - descascado

P soldvel por presso Q deformado a frio R aclamado RR especialmente acalmado S soldvel por fuso

R S enxofre Sb antimnio Si silcio Sn estanho St ao sem dados qumicos Ta tntalo Ti - titnio U V - vandio W - tungstnio

T forno Thomas U fundido sem acalmar V W ao afinado com ar X

T U superfcie laminada ou forjada V beneficiada W ao para ferramentas sem

liga X em aos de alta liga X Y Z

multiplicar por 1 Y ao soprado com oxignio Y forno LD Z - trefilado em barras Zn zinco Zr - zircnio

ExemploE Forno Eltrico C 35 Ao ao carbono com 0,35% de C V 70 Beneficiado at uma resistncia de 700 N/mm2

Pag. 31 de 35

Exerccios de fixao

1- Qual a definio de ao?

2- Qual a classe, porcentagem de elementos de liga do ao ABNT 1045?

3- Quais os efeitos conseguidos com os aos - liga ou especiais?

4- Qual a identificao numrica dos aos ao molibdnio?

5- Qual a classe, porcentagem de elementos de liga e porcentagem de carbono do ao AISI 2515?

6- Quais os elementos de liga e suas respectivas porcentagens do ao ABNT 8615?

7- Qual o tipo de ao segundo as normas SAE 521XX e AISI E521XX?

8- O que especifica a norma DIN 17006?

9- Qual o teor dos elemento de liga dos aos

a) 17 Cr Ni Mo 6,

b) X 5 Cr Ni Mo 18 13

c) S 12-1-4-5?

Pag. 32 de 35

d) ABNT 1020

e) X 50 Cr Mo W 9 1 1

f) ABNT 87L50

g) ) 60 Ni Cr Mo V 12 4

h) S 8 5 4 1

i) GSZ CK 20 G

j) GS 17 Cr Mo V 5 11 N

k) Ao ao Carbono com 3,5 % Ni, com boro (ABNT) e 0,15 % Carbono. l) Ao com 1,15 % Carbono, 2% Cobalto, 0,25 % Cromo, 0,10% Molibdnio e pequenas porcentagens de Nquel (DIN)

m) Ao obtido pelo forno Siemens Martin Bsico, com 0,45 %C para beneficiamento, deformado a frio.

n) ABNT 10 B 20

Pag. 33 de 35

o) X 50 Cr Ni Mo 10 12 3

p) 9 S Mn Pb 36

q) S 10 8 5 6

Especifique o material atravs de normas tcnicas.a) Ao ao carbono comum com 0,20 % de carbono e pequena percentagem de chumbo. (ABNT)

b) Ao com 18 % de cromo, 12 % de nquel e pequenas percentagens de vandio, alm de 0,30% de carbono. (DIN)

c) Ao rpido com 5 % vandio, 8 % de molibdnio, 10 % de tungstnio e 2 % de cobalto. (DIN)

d) Ao com 0,25% de carbono, 1,25% de cromo, 1,0% de molibdnio e pequenas percentagens de vandio.

Pag. 34 de 35

Bibliografia:1-

CHIAVERINI, Vicente Tecnologia Mecnica 2o edio So Paulo Ed. McGraw-Hill

2-

CHIAVERINI, Vicente Aos e ferros fundidos 4o edio So Paulo Associao Brasileira dos Metais

3- SENAI SP - Tecnologia Mecnica Curso de Manuteno Mecnica apostila 4- Piratini - Catlogo de aos finos

Pag. 35 de 35