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AÇOS INOXIDÁVEIS
- AUSTENÍTICOS:
O que são: ligas de Fe, Cr, C e Ni. Estrutura CFC, não endurecíveis por tratamento térmico. Não magnéticos na condição recozida e endurecíveis por trabalho a frio. Excelente propriedade criogênica. Resistência mecânica à corrosão em altas temperaturas. Para aplicação em temperatura elevada não sofre alteração dúctil frágil em função à resistência ao amolecimento e à deformação a quente. Níquel causa estabilização da austenita a partir de 8%. A inserção de Mo auxilia na proteção contra corrosão porque ele combina com o C e deixa mais Cr livres para formarem o óxido de cromo (película impenetrável protetora). Para evitar a precipitação de carbonetos, pode-se diminuir a porcentagem de carbono ou adicionar ligas que tem mais afinidade com o carbono do que com o Cromo. A resistência mecânica aumenta pela adição de nitrogênio. A precipitação de carbonetos aumenta a dureza. Podem ser trabalhados a frio até atingirem valores próximos do limite de escoamento e ruptura. A soldagem pode acabar com a resistência feita pelo encruamento.
Austeníticos estáveis: são os que retêm a estrutura de austenita mesmo após considerável conformação a frio.
Austeníticos metaestáveis: são os que transformam a estrutura austenita em martensita (induzida por deformação a frio).
Família: 300 e 200.
Como são obtidos: tratados aproximadamente a 1050 graus (solubilização) e resfriados rapidamente para evitar precipitação de carbonetos, preservando estruturas metaestáveis.
Aplicações: pias, tanques, cubas, baixelas.
- FERRÍTICOS:
O que são: são ligas de Fe, Cr e C, estrutura CCC, pode conter Mo, Si, Al, Ti, nióbio, (S e Se melhoram a usinabilidade), ferromagnéticos, dúcteis e conformáveis, são ruins em altas temperaturas quando comparados com os austeníticos, não criogênicos, não são endurecíveis por tratamento térmico e dificilmente por trabalho a frio. A soldagem conduz ao crescimento de grão na ZTA e precipitação dos contornos de grão que comprometem a sua tenacidade e resistência à corrosão. Para evitar essa precipitação deve-se adicionar elementos formadores de carboneto estáveis (Ti e Nióbio). A altas temperaturas é limitada a atmosferas oxidantes e é vantajosa quando necessária a resistência à absorção de carbono ou enxofre. Sua resistência à oxidação a altas temperaturas é comparável a dos aços austeníticos e tem custos mais baixos. A tenacidade é comprometida pelo aquecimento prolongado, devido à precipitação de Cr.
Família: 400 "ímpares".
Como são obtidos: solubilização e recozimento, é comum realizar a seguir um tratamento de revenimento para alívio de tensões nas faixas de 750 graus C, que é quando a martensita se decompõe em ferrita e carboneto (considerado estrutura ferrítica).
Aplicações: talheres. 409: exaustão de automóveis (silenciadores). 430: máquina de lavar roupa, fixadores, aquecedores, portas para cofre, moedas, revestimentos de elevadores.
- MARTENSÍTICOS:
O que são: são ligas de Fe, Cr e C com teor de C acima de 0,1%, endurecíveis por têmpera, magnéticos, resistentes à corrosão em meios de média agressividade, pequenas quantidades de níquel melhoram a resistência à corrosão, S e Se podem ser adicionados para melhorar a usinabilidade. A diferença entre os inox martensíticos e os aços para têmpera e revenimento é que os primeiros têm alto teor de Cr. Pode ocorrer endurecimento por precipitação. Aumento de C diminui a soldabilidade e tenacidade. Acrescenta-se níquel para aumentar a tenacidade, para ter austenita.
Família: 400 "pares".
Como são obtidos: têmpera.
Aplicações: amplas aplicações em altas temperaturas (acrescenta-se Vanádio, molibdênio, nióbio e nitrogênio para aumentar a resistência ao amolecimento), lâminas de barbear, lâminas de estilete. Não são criogênicos Rotores de bomba, pistões de motores marítimos.
- DUPLEX:
O que são: inox com Fe, Cr e Ni. Frações parcialmente iguais de austenita e ferrita. Boa dureza e deformação. Baixo teor de carbono (<0,03%), caracterizados pela combinação favorável das propriedades dos aços ferríticos e austeníticos (elevada resistência mecânica, boa tenacidade, resistência a corrosão por cloretos muito boa em diversos meios e excelente resistência a corrosão sob tensão e resistência a fadiga) Essas propriedades são obtidas pelo aumento dos teores de Cr e Mo em relação aos austeníticos e com o aumento do teor de Nitrogênio. É necessário ajustar o teor de Nitrogênio para obter microestrutura desejada no tratamento térmico de solubilização (nitrogênio tem grande efeito sobre o equilíbrio ferrita-austenita). Deve-se prevenir a precipitação de fases intermetálicas que fragilizam o material e compromete a resistência a corrosão (pode ocorrer na solda). A vantagem do duplex em relação ao austeníticos é que ele tem resistência à corrosão maior ou igual e limite de escoamento duas vezes maior ou superior. Se sujeita a temperatura de 475 graus por muito tempo pode perder em tenacidade e corrosão (tungstênio pode retardar esse problema).
Como são obtidos: aumento de teores de cromo e molibdênio em relação aos aços austeníticos e com o aumento do teor de nitrogênio.
Aplicações: plataformas submersíveis.
- ENDURECÍVEIS POR PRECIPTAÇÃO:
O que são: classificados em três famílias (martensítico, austenítico, semi-austenítico). Foram desenvolvidos a partir dos inox austeníticos clássicos. Os martensíticos combinam resistência à corrosão equivalente a dos austeníticos clássicos e propriedades mecânicas elevadas.
Como são obtidos: o tratamento térmico típico é a solubilização e o envelhecimento. O tratamento da solubilização os compostos intermetálicos Cu, Al e nióbio são dissolvidos na matriz austenítica e o aço é resfriado numa velocidade suficientemente alta para evitar a precipitação dos compostos intermetálicos. No caso dos aços martensíticos a solubilização formará essencialmente a martensita e como o teor de carbono é baixo, a martensita tem baixa dureza. Na solubilização ocorre a homogeneização e no envelhecimento ocorre a precipitação.
Aplicações: indústria aeronáutica, de extração de petróleo, química e de papel e celulose.
FERROS FUNDIDOS:
- BRANCO:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- CINZENTO:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- NODULAR:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- MALEÁVEL:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- VERNICULAR:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
AÇOS-FERRAMENTA:
RESUMO:
- AÇOS PARA TRABALHO A FRIO
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- AÇOS PARA TRABALHO A QUENTE
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- AÇOS PARA FINS ESPECIAIS:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- P-AÇOS PARA MOLDES
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- AÇOS RÁPIDOS:
O que são:
Como são obtidos:
Aplicações:
- ESCOLHA DO AÇO FERRAMENTA:
- REVESTIMENTOS:
LIGAS NÃO FERROSAS
RESUMO:
- MOLIBIDÊNIO:
- NÍQUEL: resistência à corrosão em diversos meios, boa resistência mecânica e elevada ductilidade, mesmo a temperaturas muito baixas. Ligas a base de níquel tem estrutura CFC e podem ser conformadas a quente ou a frio. No tratamento a quente é necessário controle de combustíveis e atmosferas, para evitar a contaminação por enxofre que causa degradação severa da ductilidade e trincas a quente. Ni+Cu (Monel 400): resistência à corrosão e resistência mecânica melhores que do níquel puro, boa soldabilidade e tenacidade.
Aplicações: indústria de alimentos, componentes elétricos e eletrônicos, indústria química, especialmente no manuseio de bases e meios de pH elevado.
- TITÂNIO:
- AÇOS BAIXO CARBONO PARA CONFORMAÇÃO MECÂNICA:
O que são: baixo carbono (até 0,05%C), laminados a frio e recozidos, com microestrutura ferrítica a temperatura ambiente. Dois aspectos principais para aplicação: custo baixo e alta formabilidade. Variáveis para escolha do aço no aspecto da formabilidade: alongamento total, coeficiente de encruamento, coeficiente de anisotropia.
Como são obtidos: laminação a frio com posterior recozimento.
Aplicações: embalagens de alimentos, bebidas (latas), painéis de carroceria de automóveis.
- AÇOS ESTRUTURAIS PARA CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E TUBULAÇÕES
O que são: aços com tensão de escoamento elevada (evitar deformação plástica), elevada tenacidade (prevenção à fratura rápida), boa soldabilidade (evitar alterações nas características do material na junta da solda), boa formabilidade e custo mínimo.
Como são obtidos: laminados, forjados ou fundidos. Os grão finos são obtidos pela normalização.
Aplicações: vergalhões para concreto, barras, chapas e perfis para aplicações estruturais. Pode-se aplica-lo em altas temperaturas.
- ALTA RESISTÊNCIA E BAIXA LIGA
O que são: aços com grãos finos, alta resistência, alta tenacidade, boa ductilidade, boa soldabilidade, baixo carbono e alto manganês.
Como são obtidos:
Condicionantes da evolução: problemas na soldagem fizeram com que abaixassem a porcentagem de carbono para aumentar a soldabilidade, porem perdia em resistência mecânica e para acertar esse problema, acrescentaram altas concentrações de manganês. Com o tempo verificou-se que a diminuição do tamanho de grão favorecia o aumento da resistência mecânica e tenacidade sem comprometer a ductilidade e soldabilidade.
Aplicações: atende requisitos mecânicos devido à soldabilidade. Indústria automobilística, tubulações, vasos de pressão.
- AÇOS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA
O que são: fornecidos para atender a faixas de composição química, deve-se ter boa temperabilidade para se ter maior resistência mecânica, dureza. Quanto maior a concentração de martensita, maior a dureza. Ensaio Jominy: obter informações sobre efeito da velocidade de resfriamento na têmpera. Etapas: estabelecer a resistência mecanica desejada em determinada posição da peça a ser fabricada, determinar a dureza que corresponde aquela resistência mecanica, escolher o teor de martensita necessário naquela posição da peça e estabelecer a dureza após a tempera que resultará nessa dureza após revenimento.
Atendem faixas de composição química, geralmente são tratados termicamente.A principal característica visada, ao se definir a comp. química, é a temperabilidade. A microestr. que apresenta a melhor resist. e tenacid. é a martensita revenida.
Classificação ABNT: YYXX(onde YY é a família e XX é o teor de C)após os algar.: H(temperab. assegurada), B( contém boro, que aumenta a temperabilidade)
Seleção dos aços: curvas Jominy(etapas)
Estabelecer a RM desejada em determinada posição da peça
Determinar a dureza correspondente a essa resist.
Escolher o teor de martensita(menor teor de C para melhor tenacidade)
Estabelecer dureza após a têmpera
Escolher têmpera compatível com a peça
Determinar quais aços atingem a dureza selecionada
Selecionar o aço em função do preço, disponibilidade, etc
A dureza é menor no centro, aumento do teor de C compromete usinabilidade, as curvas Jominy mostram valores de dureza do material como temperado, quanto mais severa for a têmpera, maior a distorção e o número de trincas.
Aplicações:
- AÇOS ULTRA-ALTA RESISTÊNCIA:
O que são: Tensão de escoamento acima de 1400 Mpa. Para se ter ultra alta resistência, deve-se fazer revenimento à T baixas(até 350°C – aços de construção mecânica abaixo dessa temperatura tem ductilidade muito baixa devido ao revenimento insuficiente da martensita) e ter endurecimento secundário. Si e Co são benéficos (alteram a cinética do revenimento) e teores de C, P, S e elementos residuais devem ser mantidos baixos. Deve-se controlar a formação de inclusões não metálicas, por isso a refusão é recomendada.
Como são obtidos:
Aplicações: Indústria aeroespacial, mísseis.
- AÇOS PARA CEMENTAÇÃO:
O que são: baixo teor de carbono comuns ou ligados. De 0,08 a 0,25% de C e o mais comum é o 1020. Exigem geralmente têmpera. A introdução de carbono na superfície visa produzir após a têmpera uma superfície de alta dureza e resistência ao desgaste com núcleo tenaz.
Como são obtidos: têmpera com posterior deposição de carbono na superfície (cementação).
Aplicações: engrenagens, rosca sem fim, pinos de pistões, eixos de bombas e outros.
- AÇOS PARA MOLAS:
O que são: Resistência à fadiga é fundamental. Molas de pequenas dimensões. São enroladas a frio e tratadas posteriormente. Outras molas são conformadas a quente. Cuidado com as inclusões não metálicas que podem facilitar as trincas de fadiga. Para consertar as inclusões realiza-se a refusão.
- AÇOS-FERRAMENTA:
Homogeneidade de composição química e microestrutura, limpeza interna e tratamento térmico.
Aplicação:
- INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS NÃO ENDURECIDOS:
- EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS CARBONETOS:
- EFEITOS DAS INCLUSÕES NÃO METÁLICAS:
- EFEITOS DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS:
- CORROSÕES
* sob tensão:
* galvânica:
* intercristalina:
* alveolar:
* plena:
