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Notas_de_aula_Ivani_2010_2

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Tipos de Aços
• Aços utilizados no modelo Classe-C
Codigo Tipo de Aço
Mild Mild Steel ( Aço Carbono) 
BH Bake Hardenable (Aço Envelhecível)
IF Interstitial Free ( Aço livre de intersticiais) 
HSLA ( ARBL) High Strength Low Alloy (Alta Resistencia Baixa Liga)
DP Dual Phase ( Aço Bifásico)
CP Complex Phase ( Aço Complexo) 
Mart Martensitic (Martensítico)
TRIP Transformation Induced Plasticity ( transformação 
induzida por deformação plástica) 
http://www.worldautosteel.org/Projects/LCA-Study.aspx
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Propriedades Mecânicas
Limite de Resistência (MPa)
A
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Vantagens dos Aços Avançados
• Advanced High-Strength Steel (AHSS) 
 Aços Avançados de Alta Resistência 
 21 a 25% redução no peso do “ body-in-white” 
(monobloco)
 9 % redução no peso total sem passageiros (curb weight)
 5,1% redução de consumo de combustível 
 5,7% redução de emissões do ciclo de vida (CO2)
 pouco ou nenhum aumento no custo de manufatura 
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Aços são Recicláveis
• É preciso considerar o Ciclo de vida (LCA ) do veículo
Produção Manufatura Uso Reciclagem
R Geyer, 7th Ecobalance, Tsukuba (2006)
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Impacto Ambiental do uso de Aços AHSS
• Para cada 1 kg de AHSS utilizado em veículos existe um total
de 8kg de CO2 equivalente.
• Se todos os veículos forem globalmente produzidos com aços
AHSS a emissão de CO2 anual seria reduzida em 156 milhões
de toneladas.
• CO2 equivalente
 É um padrão universal de medidas contra os impactos de liberação
ou de evitar a liberação de diferente gases que causam o efeito
estufa.
• http://www.worldautosteel.org/Projects/LCA-Study.aspx
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Exemplos de Carros com Aços Avançados
Mercedes S Class. ≈50% dos 
componentes do “body.
Dodge Avenger 2008. ≈ 30% do “body”.
Audi Q5 2008.
Mitsubishi Lancer 2008. Melhora a 
rigidez torsional em 56% e a 
resistência ao dobramento em 50%. Jaguar XF
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Exemplos de Carros com Aços Avançados
O Mercedes S Class que ganhou o EuroCar Body award em 2005, utiliza os novos 
tipos de aço. Cerca de metade dos componentes do “body” são feitos de Aços HSS 
ou AHSS.
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Exemplos de Carros com Aços Avançados
Recentemente a Daimler Chrysler lançou o Dodge Avenger 2008
. Em torno de 30% do “body” é fabricado de aços tipo HSS e
AHSS.
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Exemplos de Carros com Aços Avançados
O Jaguar XF inclui aços de útlima geração, especialmente na parte superior do
“body”.
O carro utiliza aços de alto carbono, DP600 bifásico, aços com boro deformados a
quente, e aços “bake-hardened”.
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Exemplos de Carros com Aços Avançados
Uma parte significativa do “body” do Audi Q5 2008 é fabricado com componentes de
aços tipo HSS e AHSS. A Audi decidiu pelo uso desses aços porque reduzem o peso
enquanto melhoram rigidez, padrão de vibração a segurança no evento de um
impacto.
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Exemplos de Carros com Aços Avançados
O Mitsubishi Lancer 2008 utiliza aços tipo HSS e AHSS no seu “body-in-white”
Monobloco, desta forma melhorando a rigidez torsional em 56% e rigidez/resistência
a dobramento em 50% quando comparado ao modelo anterior.
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O que é um Aço?
• Liga metálica a base de ferro (ferrosa)
• Contém carbono, tipicamente, em 0,1 e 1,5 wt%
• Pode conter outros elementos de liga
 Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, W, Co ou Si
• Propriedades dependem da composição química e da 
microestrutura.
 Ex: Mais carbono => mais resistente e menos dúctil
 Ex: Presença de Cr => aço inoxidável
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O que é um Metal?
• O metal é constituído por uma estrutura cristalina de 
átomos em que os núcleos permanecem relativamente 
fixos e os elétrons da última camada passeiam 
livremente (transportam calor e eletricidade).
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O que é um Cristal?
• Um cristal é uma organização periódica de átomos no 
espaço.
• Está presente em quase todos os materiais – metais, 
pedras, proteínas e vírus.
• Na natureza os cristais podem aparecer em diversas 
escalas de tamanho – de µm a cm
• Artificialmente, é possível controlar o tamanho dos 
cristais e fabricar cristais perfeitos “gigantes”.
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Cristais Naturais e Artificiais
Cristais gigantes de gypsum, de origem 
natural, descobertos em uma mina na Espanha
Cristais gigantes de KDP, crescidos em laboratório
Imagem de alta-resolução 
mostrando a organização atômica
Microscópio Eletrônico de Transmissão
Mono-cristal gigante de Silício, 
a partir do qual são fabricados 
chips de computador.
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Os 7 Sistemas Cristalinos
 Só existem 7 tipos de células unitárias que preenchem 
totalmente o espaço
Cúbica
a=b=c, abg90°
Ortorrômbica
abc, abg90°
Tetragonal
a=bc, abg90°
Romboédrica
a=b=c, abg90°
Monoclínica
abc, ag90° b
Hexagonal*
a=bc, ab90°,g120°
Triclínica
abc, abg90°
Site com animações
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As 14 Redes de Bravais
Cúbica Simples Cúbica de 
Corpo Centrado
Cúbica de Face 
Centrada
Tetragonal 
Simples
Tetragonal de 
Corpo Centrado
Ortorrrômbica 
Simples
Ortorrrômbica de 
Corpo Centrado
Ortorrrômbica de 
Base Centrada
Ortorrrômbica de 
Face Centrada
Romboédrica 
Simples
Hexagonal Monoclínica 
Simples
Monoclínica de 
Base Centrada
Triclínica
Site com animações
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O Conceito de Ligas Metálicas
Metal Puro 99,99999%
Impurezas Elementos de liga
Solução sólida Segunda fase
Não há formação de novas estruturas
O soluto está uniformemente distribuído na rede 
Solutos que não 
queremos
Solutos que 
queremos
Um novo 
composto
Solvente
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Solutos Substitucionais ou Intersticiais
Vacância
ausência de 
átomo
Soluto
Intersticial
átomo diferente 
ocupando um 
interstício
Soluto
Substitucional
átomo diferente 
ocupando uma 
vacância
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Interstícios e Carbono nas Redes do Ferro
• Rint
ccc = 0,019 nm
• Rint
cfc = 0,051 nm
• Rcarbono = 0,077 nm
• Assim, o átomo de carbono é maior 
do que o interstício e fica sob 
compressão.
 A presença de carbono distorce a 
rede, contribuindo para endurecer o 
material.
 A concentração máxima de carbono 
na ferrita é muito baixa (0,022 wt%)
 Como o interstício central da cfc é 
cerca de 2,7X maior, a concentração