Materiais Metálicos Aula 09

Ligas Metálicas Não ferrosas Ferrosas Aço (0 à 2,1% C) Ferro Fundido (2,1% à 6,7% C) Ao carbono Cinzento Baixa liga Nodular Alta liga Branco Maleável

Classificação dos aços Os aços podem ser classificados quanto a: Composição química Processamento Microestrutura Propriedades e etc...

Classificação dos aços quanto a composição química: Aços ao carbono Aços Liga Aços baixa liga (a soma de todos os elementos de liga <5%) Aços alta liga (a soma de todos os elementos de liga >5%)

Em nossas aulas, para classificar os aços- carbono e aços de baixa liga, iremos usar a a norma SAE que é a mais utilizada em todo o mundo para esses aços. Mas ainda existem outras normas com ASTM, AISI, ABNT e etc…

Aços ao carbono Aços baixa liga

Exemplos

Exemplos

Quais fases estão presentes? Para isso precisamos saber a CQ e o tratamento térmico que o material sofreu.

1020 Normalizado 1045 Dureza 114 – 170HB Dureza 170 – 230HB

Ferrita e perlita

4340

Dureza 190 -230HB quando normalizado e revenido 4140

8640

Aplicações: 1015 ao 1035: Aços estruturais (pontes, torres de transmissão) 1070 ao 1090: Aços para molas 1010, 3120, 5120, 4320, 8620: Aços para nitretação e cementação (elementos de máquinas que devem ter dureza e resistência ao desgaste, Ex.: biela de compressor)

Classificação de acordo com a composição química: Aços alta liga Aços ferramenta Aços Inoxidáveis Aços Manganês (Hadfield) Classificação de acordo com a composição química:

1. Aços ferramenta Aços-ferramenta são aços ao carbono, liga ou aços- rápidos capazes de serem temperados e revenidos. São geralmente fundidos em fornos elétricos seguindo práticas específicas para atender às necessidades especiais. Os aços-ferramenta são utilizados em uma ampla variedade aplicações onde a resistência ao desgaste, mecânica e tenacidade são propriedades fundamentais para o sucesso da aplicação

1. Aços ferramenta - Classificação

1. Aços ferramenta - Exemplos de composição química 615 – 722HB 1. Aços ferramenta - Exemplos de composição química 595 – 688HB

1. Aços ferramenta - Exemplos de microestrutura Carboneto de cromo Martensita Aço ferramenta D2 e CMP 10V

2. Aços Inoxidáveis O aço inoxidável é uma liga de ferro e crómio, podendo conter também níquel, molibdénio e outros elementos, que apresenta propriedades físico-químicas superiores aos aços comuns, sendo a alta resistência à oxidação atmosférica a sua principal característica

2. Aços Inoxidáveis As principais famílias de aços inoxidáveis são classificados segundo a sua microestrutura e são: Aços Inoxidáveis ferríticos Aços Inoxidáveis austeníticos, Aços Inoxidáveis martensíticos, Aços Inoxidáveis endurecíveis por precipitação Aços Inoxidáveis Duplex.

2. Aços Inoxidáveis - Exemplos de composição química

2. Aços inoxidáveis – Aplicações

2. Aços inoxidáveis – Estruturas típicas AISI 316

Dureza 130 – 200HB AISI 304

ASTM A 297 GrHD

3. Aço Manganês É um aço com microestrutura austenítica que endurece quando é usado (endurece em serviço). Dureza 180 – 240HB

3. Aço Manganês – Classificação e composição química

Austenita Sem tratamento Tratado

3. Aço Manganês – Aplicações Martelos

3. Aço Manganês – Aplicações Mandíbulas

Efeitos dos elementos de liga nos aços em geral: Silício: Elemento que é acrescentado ao metal líquido, para auxiliar na desoxidação e para impedir a formação de bolhas nos lingotes. Manganês: Impureza encontrada em maior quantidade no aço, ela é adicionada para auxiliar na desoxidação do metal líquido.

Efeitos dos elementos de liga nos aços em geral: Alumínio: Elemento usado para diminuir ou eliminar o desprendimento de gases que agitam o aço, quando ele está se solidificando.

Efeitos dos elementos de liga nos aços em geral: Enxofre: No aço, ele pode se combinar com o ferro e formar o sulfeto ferroso (FeS), que faz o aço se romper com facilidade ao ser laminado ou forjado, em temperaturas acima de 1000°C

Efeitos dos elementos de liga nos aços em geral: Fósforo: Elemento cuja quantidade deve ser controlada, principalmente nos aços duros, com alto teor de carbono, pois reduz à resistência ao choque e a tenacidade. Dentre as impurezas, o fósforo foi considerado, por muito tempo, um elemento exclusivamente nocivo, devido à fragilidade a frio que confere aos aços, sobretudo nos aços duros, de alto carbono e quando seu teor ultrapassa certos limites. Pos essa razão, as especificações são rigorosas a respeito. Certas especificações restringem as porcentagens máximas admissíveis aos valores abaixo, conforme as aplicações consideradas (103).   Trilhos                                    eixos                                   estrutura de pontes                              estrutura de construção e barras de concreto armado0,04%0,05%0,06%0,10%   Nos aços-liga, o fósforo é especificado com 0,04% no máximo em alguns casos e em outros, 0,025% máximo. Não possui esse elemento tendência a formar carbonetos, mas dissolve-se na ferrita, endurecendo-a e aumentando o tamanho de grão do material, ocasionando a “fragilidade a frio”, representada por baixa resistência ao choque ou baixa tenacidade. Essa influência é tanto mais séria, quanto mais alto o teor de carbono do aço.

a) Na produção do aço, o ................... é adicionado para auxiliar na desoxidação do metal líquido. ( ) fósforo; ( ) enxofre; ( ) carbono; ( ) manganês. b) O silício é acrescentado ao metal líquido para auxiliar na .......................... e impedir a formação de bolhas nos lingotes. ( ) oxidação; ( ) usinabilidade; ( ) desoxidação; ( ) corrosão.

c) Quando a porcentagem de carbono é alta na composição do ferro fundido, ele se torna: ( ) mais frágil; ( ) macio; ( ) laminável; ( ) forjável. d) O aço SAE 1030 é um aço: ( ) Liga com 0,10% de cromo e 0,30% de carbono. ( ) Carbono com 0,30% de carbono. ( ) Liga com 0,10% de cromo. ( ) Carbono com 0,10% de carbono. ( ) Liga com 0,30% de cromo.

e) De acordo com a classificação da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), são aços carbono comuns: ( ) 4320, 2545, 4818. ( ) 1045, 1020, 1006. ( ) 2320, 1045, 5045. ( ) 1020, 1015, 4140.