AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.ppt

treinamento voltado a iniciantes

1. Aços e suas Propriedades
Clayton Ap. Lima
Coordenador da Qualidade

2. As linhas verticais da tabela são denominadas de famíliase estão divididas em
18 colunas. Os elementos que estão na mesma coluna possuem propriedades
químicas e físicas semelhantes.
7linhashorizontais,cadaumasendochamadadeperíodo.
1. TABELA PERIODICA

3. 2. Estrutura do Ferro (Fe)
Metal –Brilho metálico, boa condutividade térmica e
elétrica
Ligas –Adição de elementos químicos diferentes.
Ex: NaCl
Aço-carbono –Liga de ferro (Fe) e carbono (C),
contendo entre 0,008 e 2,0% de C.
Aços-liga –Aços com adição de outros elementos
químicos (Cr, Ni, Mn, etc.)
Ferro fundido -Liga de ferro (Fe) e carbono (C),
contendo entre 2,0 e 6,7% de C.

4. 3. Aço
Formado basicamente de Ferro e Carbono
-Cor acinzentada
-Peso específico: 7,8 g/cm
3
-Temp de fusão: 1350
o
C a 1400
o
C

5. Aço
Influência do C no aço
•Aumentoda dureza
•Aumentoda resistência mecânica
•Menor facilidade na soldagem
•Reduçãoda tenacidade
•Menor facilidade na soldagem
-Propriedade dos Materiais
-Fusibilidade
-Plasticidade
-Maleabilidade
-Ductilidade
-Temperabilidade
-Usinabilidade
-Tenacidade
-Resistência
-Soldabilidade

6. 3.2 Propriedades
•Fusibilidade
–É a propriedade que o material possui de passar do
estado sólido para o líquido sob ação do calor. Ela é
caracterizada pela temperatura de fusão. Todo metal
é fusível, mas, para ser industrialmente fusível, é
preciso que tenha um ponto de fusão relativamente
baixo e que não sofra, durante o processo de fusão,
oxidações profundas, nem alterações na sua
estrutura e homogeneidade.

7. •Plasticidade
–É a propriedade que apresentam certos materiais de
se deixarem deformar permanentemente assumindo
diferentes tamanhos ou formas sem sofrerem
rupturas, rachaduras ou fortes alterações de estrutura
quando submetidos a pressões ou choques
compatíveis com as suas propriedades mecânicas.
Propriedades

8. •Maleabilidade
–É a característica apresentada pelo material em se
deformar plasticamente sob ação de uma pressão ou
choque, compatível com a sua resistência mecânica.
•Ductilidade
–corresponde a elongação total do material devido à
deformação plástica, antes da ruptura;
–Materiais dúcteis: ductilidade superior a 30%.
•Soldabilidade
–É a propriedade que certos metais possuem de se
unirem, após aquecidos e suficientemente
comprimidos.
Propriedades

9. •Temperabilidade
–É a propriedade que determina a profundidade e
distribuição da dureza produzida pela têmpera.
•Usinabililidade ou maquinabilidade
–É a capacidade de se deixar trabalhar em máquinas
operatrizes (torno, fresadoras, plaina...).
•Tenacidade
–corresponde à capacidade do material absorver
energia até sua ruptura.
Propriedades

10. •Resiliência
–corresponde à capacidade do material em
absorver energia quando este é deformado
elasticamente.
Propriedades

11. •Efeito do elemento carbono nos aços.
Quanto maior o teor de carbono, observa-se:
–Aumentoda resistência mecânica
•Limite de resistência
•Limite de escoamento
–Diminuiçãodo alongamento
–Aumentoda dureza
–Reduçãoda tenacidade
–Menorfacilidade na soldagem
Aços Carbono

12. 3.3 Elementos de adição
Elementos de Adição (liga)
•Vanádio (V)–Tenacidade e excelente desoxidante;
•Cromo (Cr)-Aumento a resistência ao desgaste;
•Boro (B) –Resistência a fadiga;
•Níquel (Ni) –Boa ductilidade e resistência à corrosão
•Tungstênio (W) –Alta resistência mesmo em altas
temperaturas;
•Manganês (Mn) –Ductilidade, resistência ao desgaste
e ao choque;
•Silício (Si) –Aumenta a elasticidade e resistência
•Alumínio (Al) –Desoxidante.

13. 3.4 Classificação dos Aços
Os critérios usados na classificação dos
aços são:
A.quanto à composição química;
B.quanto à aplicação;
C.quanto ao processo de fabricação;
D.quanto à normas técnicas.

14. A. Quanto à composição química
Extra –doce < 0,15% C Baixo Carbono
Doce 0,15 -0,30% C
Meio –doce 0,30 -0,40% C Médio Carbono
Meio –duro 0,40 -0,60% C
Duro 0,60 -0,70% C Alto Carbono
Extra –Duro 0,70 -1,20% C

15. Aços Especiais (liga)
Sãoosaçosquecontemumoumaiselementosde
ligaalémdoFeeC,emquantidadestaisque
modifiquemoumelhoremsubstancialmenteuma
oumaisdesuaspropriedadesquersejam
físicas,mecânicasouquímicas.
Quantoaoteordeelementosdeligaosaços
classificam-seem:
–Açosdebaixaliga–quandoosomatóriodos
teoresdoselementosdeligaéinferiora5%.
–Açosdealtaliga–quandoosomatóriodos
elementosdeliga(teores)ésuperiora5%.

16. B. Quanto à aplicação
•Aços de construção: são usados na manufatura de
componentes de equipamentos industriais.
•Aços para ferramentas e matrizes: compreendem os
aços resistentes ao choques, para trabalho a frio e a
quente e aços rápidos.
•Aços Inoxidáveis e resistentes ao calor: correspondem
aos aços inoxidáveis martensíticos, ferríticos e
austeníticos, mais aços refratários.
•Aços com características especiais: como por
exemplos, aços para imans permanentes, para
núcleos de transformadores,...

17. D. Quanto as normas técnicas
•Exemplo de representação do aço ABNT para
construção civil:
ABNT CA 25A –aços para construção civil com
se=25Kgf/mm2.
•ABNT –SAE –construção mecânica
SAE 1010 -aço carbono com 0,10% de carbono.
SAE 1008 -aço carbono com 0,08% de carbono.
1 –desconsidera a presença de metais adicionas, como
Mn, Si, P, S;
0 –indica a % de elementos de liga.

18. 4. Aplicações do Aço
Aço-carbono –Largamente utilizado
-Boa ductilidade e maleabilidade
O aço-carbono pode ser:
-Soldado -Curvado
-Forjado -Torcido
-Dobrado -Trabalho com ferramentas de corte
-Trefilados -Laminados

20. Aplicações
0,05% a 0,15% de C
Chapas, fios, parafusos, tubos trefilados e produtos de caldeiraria
0,15% a 0,30%
Barras laminadas e perfiladas, arruelas e outros órgãos de máquinas.
0,30% a 0,40%
Peças especiais de máquinas, motores e ferramentas para
agricultura
0,40% a 0,60%
Peças de grande dureza, ferramentas de corte, molas e trilhos
0,60% a 1,5%
Peças de grande dureza e resistência, molas, cabos, etc.
4.1 Aço Carbono

21. •A introdução de outros elementos de liga nos
aços carbono é feita quando se deseja um ou
diversos dos seguintes efeitos:
–aumentar a dureza e a resistência mecânica;
–conferir resistência uniforme através de toda a seção em peças
de grandes dimensões;
–diminuir o peso (conseqüência do aumento da resistência) de
modo a reduzir a inércia de uma parte móvel;
–conferir resistência à corrosão;
–aumentar a resistência ao calor;
–aumentar a resistência ao desgaste;
–aumentar a capacidade de corte;
–melhorar as propriedades elétricas e magnéticas
4.2 Aços Liga

22. Sistema de Classificação dos Aços
•São designados quatro algarismos para designar
os aços;
•Os dois primeiros algarismos indicam o tipo e
quantidade aproximada dos elementos da liga;
•Os dois últimos algarismos especificam o teor de
carbono
•Quando o primeiro algarismo é 1, os aços são
simplesmente aços-carbono, desprezando seus
teores mínimos de manganês, silício, fósforo, e
enxofre. Neste caso, esses teores são
considerados iguais a zero;

23. Aços ligas
1 aço carbono
2 Ni
3 Ni –Cr
4 Mo
5 Cr
6 Cr –V
7 W
8 Ni –Cr –Mo
9 Si -Mn
Classificação quanto ao primeiro numero dos 4 algarismos

24. •Exemplos
–SAE 2350
•Aço ao níquel com 3% de níquel e 0,50% C;
–SAE 5130
•Aço ao cromo com 1% de cromo e 0,30% de C;
–SAE 9220
•Aço ao silício –manganês com 2% de Si-Mn e
0,20% C.

25. Aço Liga
Elementos de Adição (liga)
-Vanádio (V) –Tenacidade e excelente desoxidante
-Cromo (Cr) –Aumento a resistência ao desgaste
-Boro (B) –Resistência a fadiga
-Níquel (Ni) –Boa ductilidade e resistência à corrosão
-Tungstênio (W) –Alta resistência mesmo em altas
temperaturas
-Manganês (Mn) –Ductilidade, resistência ao desgaste e
ao choque
-Silício (Si) –Aumenta a elasticidade e resistência
-Alumínio (Al) –Desoxidante;
-Molibdênio (Mo) –alta resistência ao amolecimento;

26. •Condições de serviço que exigem aços
liga:
–Altas temperaturas -fluência, oxidação
–Baixa temperaturas -fratura frágil
–Meio corrosivo -corrosão acelerada
–Produtos especiais -contaminação
–Segurança -materiais tóxicos, explosivos,
inflamáveis
–Alta resistência -grandes esforços
Aços Liga

27. •Cobre e ligas
•Cobre-níquel
•Alumínio e ligas
•Níquel e ligas
6. Ligas Não Ferrosas

28. –Metais e ligas metálicas isentas de ferro, ou
onde o ferro entra em pequena quantidade.
–Características genéricas comparadas com
as do aço carbono:
•melhor resistência à corrosão
•preço bastante elevado
•menor resistência mecânica
•menor resistência à altas temperaturas
•melhor comportamento em baixas temperaturas
Metais Não-Ferros

29. •O cobre apresenta uma qualidade única com material
de engenharia:
–combina boa resistência à corrosão com elevada
condutividade elétrica e térmica, associadas a uma boa
resistência mecânica, obtida através da adição de outros
metais (exceto em temperaturas elevadas).
•O cobre resiste a:
•água do mar;
•água doce, fria ou quente;
•H
2SO
4, ácido acético e outros ácidos não oxidantes, desde que
diluídos e não aerados;
•exposição à atmosfera;
Metais Não-Ferros -Cobre e ligas

30. •Classificação:
–Cobre comercial
–Latões
•Ligas de cobre e zinco (até 40% de Zn)
–Bronzes
•Ligas de cobre com Sn (até 32%)
Metais Não-Ferros -Cobre e ligas

31. Metais Não-Ferros -Cobre comercial
•Contém pelo menos 98% de Cobre
•Temperatura limite de utilização 200°C
–forte redução da resistência mecânica
–transformações metalúrgicas
•Difícil soldabilidade
–alto coeficiente de troca térmica
–requer pré-aquecimento para a soldagem
•Material bastante estável (mesmo grupo da Ag e Au)
–excelente resistência à corrosão

32. Metais Não-Ferros -Cobre-níquel
Liga a base de cobre de melhor resistência à corrosão e à
temperaturas elevadas e também de mais alto preço.
•Quanto maior a quantidade de níquel melhor será a resistência à
corrosão e à temperatura e mais elevada será o custo;
•A resistência mecânica destas ligas é semelhante à dos bronzes e
um pouco maior que à do cobre;

33. Metais Não-Ferros -Cobre-níquel
•São muito resistentes à oxidação em temperaturas elevadas e
praticamente imunes à corrosão com H
2SO
4, HCl, diluídos;
•Aplicações:
–feixes tubulares de trocadores de calor;
–tubulações de água salgada e de ácidos diluídos, pequenos
diâmetros, onde não é possível a utilização de aço carbono com
revestimento.

34. Metais Não-Ferros -Alumínio e ligas
•O alumínio é um material reativo, mas capaz de formar
um película de óxido de alumínio que o protege da
corrosão de muitos meios agressivos.
•Propriedades gerais:
–baixa densidade (d = 2,7 g/cm³)
–boa condutividade térmica
–boa condutividade elétrica
–boa resistência à corrosão
•o metal é praticamente inerte em relação à atmosfera (mesmo
úmida e poluída), ao vapor d´água e condensado, bem como às
águas em geral.
–a resistência mecânica do alumínio puro é baixa
–excelente comportamento em baixas temperaturas
–baixo ponto de fusão (685°C)

35. Metais Não-Ferros -Alumínio e ligas
•Efeito da temperatura sobre o alumínio:
–a redução da temperatura leva a:
•aumento dos limites de resistência e de escoamento;
•ligeira redução no alongamento;
•a resistência ao impacto permanece praticamente inalterada
até o zero absoluto.
–o aumento da temperatura, por sua vez:
•provoca uma redução da resistência mecânica , não
podendo ser empregado para temperaturas acima de 150°C;
•em algumas ligas o limite de utilização é de 65°C.

36. Metais Não-Ferros -Alumínio e ligas
•Aplicações:
–muito utilizado para equipamentos para serviços
em temperaturas muito baixas;
–serviços criogênicos, com gases liquefeitos (ar,
H
2, O
2, N
2, Metano, etc.);
–tubos e espelhos de trocadores de calor;
–é proibitivo o uso do alumínio para
equipamentos que contenham fluidos perigosos
por causa da baixa temperatura de fusão.

37. Metais Não-Ferros -Níquel e ligas
•Tanto o níquel quanto suas ligas são metais que alinham
excelente resistência à corrosão com boas qualidades
mecânicas e de resistências à temperaturas, tanto altas
quanto baixas.
•Propriedades gerais:
–em geral, as ligas de níquel são 20 a 100 vezes mais caras que
os aços inoxidáveis, o que mostra que sua aplicação deve ser
em situações especiais;

38. TESTE SEU CONHECIMENTO

39. TESTE SEU CONHECIMENTO

40. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
SAE 1006 ATÉ 1020 –PODEM SER
•ZINCADAS
•CEMENTADAS
•GERAMENTE MATERIAL MOLE

41. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
SAE 1045 ATÉ 1050 –PODEM SER
•ZINCADAS
•TEMPERADAS
•GERAMENTE MATERIAL COM DUREZA
DE 70 –90 HRB
•USADOS EM ARRUELAS COM E ALTA
RESISTÊNCIA.

42. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
SAE 1060 ATÉ 1075 –PODEM SER
•ZINCADAS
•TEMPERADAS / AUSTEMPERADAS
•GERAMENTE MATERIAL COM DUREZA
DE 85 –100 HRB
•USADO PARA ARRUELAS MOLAS

43. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
G2L60 –G2L70 –PODEM SER
•ZINCADAS
•MATERIAL COM DUREZA DE 200 HV
MÍNIMO
•USADO PARA ARRUELAS ONDE HÁ
EXIGÊNCIA DE MATERIAL COM
PROPRIEDADES MECÂNICAS MAIS
RELEVANTES –LE –AL -RT

44. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
G2RL -G2L40 –PODEM SER
•ZINCADAS
•MATERIAL COM DUREZA BAIXA
•USADO PARA ARRUELAS ONDE HÁ
EXIGÊNCIA DE MATERIAL COM
PROPRIEDADES MECÂNICAS MAIS
RELEVANTES –LE –AL -RT

45. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
AÇO ASTM A 36 –USI CIVIL–PODEM
SER
•ZINCADAS
•CEMENTADAS
•EXCELENTE SOLDABILIDADE
•CONFORMAÇÃO E DOBRA
•CONTRUÇÃO CIVIL

46. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
AÇO INOX 304 –301 –316 –309
•SÃO RESISTENTES A CORROSÃO
•ATAQUES QUÍMICOS
É MUITO USADO NA INDUSTRIA
ALIMENTÍCIA

47. AÇOS MAIS USADOS NA
LUFAED
AÇO 50 CRV4
•SIMILAR AO 1060/1070

48. FIM