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1 Para ter acesso a esse material acesse:
Aula 10 – Aços Para ter acesso a esse material acesse:

2 Aços O aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono. Nos aços o percentual de carbono varia de > 0,0 até 2,11%. Aço é diferente de ferro fundido. No ferro fundido o teor de carbono varia de >2,11% até 6,67%.

3 Aços Apesar do aço ser uma liga metálica formada basicamente por ferro e carbono, não impede que haja a presença de outros elementos químicos nos aços. Na verdade os aços podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga.

4 Mas o que é “elemento de liga”?
Quando um elemento químico é adicionado intencionalmente numa liga metálica com a finalidade de alterar as propriedades do material, ele é chamado de elemento de liga. Já quando ele não é adicionado intencionalmente, ou seja, quando ele vem na forma de impureza devido a matéria-prima ou ao processo de fabricação, ele é chamado de elemento residual.

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

6 Ligas Metálicas Ferrosas Não ferrosas Aço Ferro Fundido Alumínio Cobre
Estanho Ao carbono Cinzento Titânio Nodular Níquel etc... Baixa liga Liga Alta liga Branco Maleável

7 A classificação mais comum é de acordo com a composição química, da seguinte forma:
Aços ao carbono Aços Liga Aços baixa liga (a soma de todos os elementos de liga é < 5%) Aços alta liga (a soma de todos os elementos de liga é > 5%)

8 Aços ao carbono e baixa liga

9 Ligas Metálicas Ferrosas Não ferrosas Aço Ferro Fundido Alumínio Cobre
Estanho Ao carbono Cinzento Titânio Nodular Níquel etc... Baixa liga Liga Alta liga Branco Maleável

10 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 como a ASTM, DIN, ABNT e etc…

11 Exemplos de classificação de aços ao carbono de acordo com o sistema de classificação SAE, onde o “XX” é o percentual de carbono multiplicado por 100. SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens desprezíveis, teor de Mn ≤ 1,0%) SAE 11XX – aço-carbono com S SAE 15XX – aço-carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% Exemplos aço sem liga com 0,20%C aço sem liga com 0,45%C aço com Mn de 1,0 – 1,65% + 0,22C

12 Classificação dos aços baixa liga de acordo com a norma SAE:
SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40% e 1,20% SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e 0,90% e com Ni entre 1,65% e 2,00% SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e 0,55% e com Mo entre 0,08% e 0,15% SAE 86XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 0,85% e com Mo entre 0,08% e 0,25%

13 Teste seu conhecimento, descubra quais são os aços a seguir:

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17 A seguir é apresentada uma tabela mais completa em relação a classificação dos aços ao carbono e baixa liga segundo a SAE.

18 Aços ao carbono Aços baixa liga

19 Antes de começarmos a falar sobre a aços alta liga, vamos conhecer a microestrutura dos aços ao carbono e baixa liga.

20 Quais fases estão presentes?
1ª Passo: Saber a composição química e o tratamento térmico que o material sofreu.

21 Normalizado Dureza 114 – 170HB Dureza 170 – 230HB

22 2ª Passo: Pegar o diagrama TTT acordo com a composição química e verificar a microestrutura conforme o resfriamento realizado.

23 Neste caso: Ferrita: fase clara Perlita: fase escura Ferrita e perlita

24 Contudo cuidado ao observar uma microestrutura no microscópio pois de acordo com o aumento utilizado ela pode parecer “diferente” para um leigo.

25 Para evitar confusões geralmente é colocado uma escala nas imagens ou é descrita a ampliação na qual a foto foi tirada. Geralmente utiliza-se uma ampliação de 100x

26 Além disso é importante dizer que dependo da lâmpada que o microscópio utiliza a imagem de uma mesma amostra pode ficar com tonalidades diferentes dependendo do microscópio utilizado. Exemplos: Somente preto e branco Tons amarelados ou alaranjados

27 Microestrutura 1005 Normalizado
Perlita 200x Ferrita

28 Microestrutura 1020 120x Perlita Ferrita 346x

29 Microestrutura 1045 Normalizado
120x Perlita Ferrita

30 Microestrutura 1045 Normalizado
Perlita Ferrita

31 Microestrutura 1045 Temperado
Martensita

32 Microestrutura 1070 Perlita

33 Microestrutura 4340 Normalizado

34 Dureza 190 -230HB quando normalizado e revenido
Microestrutura 4140 Temperado Dureza HB quando normalizado e revenido

35 Microestrutura 8640 Normalizado

36 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)

37 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.

38 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.

39 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

40 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.

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42 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.

43 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.

44 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.

45 Desafio Pesquisar 03 tipos de aços com suas respectivas classificações e indicar possíveis utilizações na construção de elementos de máquinas ou outros dispositivos.