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1 02 Acos carbono baixa liga2

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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
MATERIAIS METÁLICOS
FERROSOS
NÃO FERROSOS
Ligas Fe-C
Ferros fundidos
Aços
Sem liga
Baixa liga
HSLA
Ligados
Outras Fe
Fe-Ni
Fe-Cr
(-Ni)
Ferríticos
Austeníticos
Martensíticos
Duplex
PH
Fe-C-Mn
Ligas leves
Ligas Al
Ligas Mg
Ligas Be
Ligas Ti
Ligas Cu
Bronzes
Cu-Ni
Latões
Ligas Ni
Ligas Tm
Ligas Tm
(INOX)
(HADFIELD)
(MARAGING)
(REFRACTÁRIOS)
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Nomenclatura AISI-SAE para Aços ao Carbono e Aços ligados
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Nomenclatura UNS para Ligas Metálicas
(ferrosas e não ferrosas)
Outros elementos da nomenclatura AISI-SAE
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
LIGAS FERRO-CARBONO
AÇOS
FERROS FUNDIDOS
Sem liga ou
Aço-carbono
0<%C<2
2<%C<4
Se não contiver nenhum elemento de liga em quantidade superior aos mínimos indicados
Aço ligado
Se nenhum elemento de liga atingir um teor de 5%
Aço de 
baixa liga
Aço de
alta liga
Se pelo menos um el. de liga ultrapassar um teor de 5%
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Aços de construção
Aços-ferramenta
Aços rápidos
Aços trabalho quente
Aços trabalho a frio
Aços resist ao choque
Aços especiais
Resist. à corrosão
Resistentes a altas temperaturas
Aços para molas, etc
Alto teor em C
	(%C0,7)
Independentemente de ser ou não ligado, um aço pode ser classificado segundo vários critérios:
Valor da tensão limite de elasticidade:
Aços correntes
		σ600MPa
Aços de alta resistência
		600σ1100MPa
Aços de muito alta resistência 	1100σ1800MPa
Aços de ultra alta resistência
		 σ1800MPa
Resistência mecânica
Teor em C
Utilização
Hipoeutectoides (%C0,8)
Baixo teor em C
	(%C0,3)
Médio teor em C
	(0,3%C0,7)
Eutectoides
(%C = 0,8)
Hipereutectoides
(%C0,8)
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
AÇOS AO CARBONO E DE BAIXA LIGA
Propriedades dependem do trat. térmico e % de deformação plástica
Elevada rigidez
Podem atingir elevada resistência e dureza
Material por excelência para construção mecânica
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
AÇOS AO CARBONO
Grande ductilidade
Bons para extenso trabalho mecânico e para soldadura
Construção de pontes, edifícios, navios, caldeiras, e peças de grandes dimensões em geral
Não temperáveis
Baixo Carbono
(%C0,3)
Médio Carbono
(0,3%C0,7)
Alto Carbono
(%C0,7)
Temperados e revenidos atingem boas tencidade e resistência
Usados em veios, engrenagens, bielas, carris, etc
Elevadas dureza e resistência depois de têmpera
Pequenas ferramentas de baixo custo
Componentes agrícolas sujeitos a desgaste
Molas, engrenagens, cames e excêntricos
Os aços ao carbono podem ainda ser obtidos no estado de “laminado a frio” (cold finished) ou de “laminado a quente” (hot finished), este último para %C0,25.
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
AÇOS AO CARBONO - PROPRIEDADES
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
APLICAÇÕES DOS AÇOS AO CARBONO
AERONAVES
NAVIOS
AUTOMÓVEIS
MOLAS
 Apenas no trem de aterragem (AISI 4340)
 Aço “macio” com %C entre 0,18 e 0,23 para facilitar a soldadura
Casca: 1006, 1008
Suspensão e direcção: 1021~1046
Motor: 1046, 1049 (cambota), 1041 (biela), 1041 (pino do êmbolo), 1040, 1010 (martelo), 1041, 1547 (válv. Admissão)
Veio de transmissão: 1024, 1036, 1045 end. superficialmente
1050, 1070, 1095 temp. e revenidos
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
REPERTÓRIO DE AÇOS AO CARBONO
AISI 1006/1010
AISI 1020
AISI 1030
Não temperáveis
Maquináveis
Temperáveis
AISI 1112
AISI 1140 (temperável)
AISI 1150 (temperável)
AISI 1040
AISI 1045
AISI 1050
AISI 1060
AISI 1080
AISI 1095
Algumas recomendações na selecção de aços ao carbono
a e b devem ser usados para peças que levarão extensa deformação plástica
NUNCA SOLDAR AÇOS COM %C SUPERIORES A 0,3
c e j são por vezes usados para obter melhor resist. sem t.t.
Peças laminadas a frio devem ser encomendadas com recozido
d~f devem usar-se quando peças requerem maquinagem
g~j usam-se para endurecimento superficial
k~l são para têmpera total
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
VANTAGENS E LIMITAÇÕES DOS AÇOS AO CARBONO
Gama larga de propriedades
Relativamente baratos
Representam 80% de toda a produção de aço
Resistência sempre inferior a 700MPa (sem t.t.)
Têmpera difícil para largas espessuras (perigo de distorção/fractura)
Fraca resistência ao impacto a baixas temperaturas
Baixa resistência à corrosão
Rápida oxidação a temp. elevadas
Difíceis de trabalhar para teores elevados de carbono
Cuidado na soldadura de aços com %C>0,3
AÇOS DE LIGA
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS
Juntam-se elementos de liga ao aço para obter propriedades e características particulares que não são possíveis de outra forma:
Melhoria de propriedades mecânicas
Melhoria da temperabilidade
Maior maquinabilidade, resistência ao desgaste, à fadiga, etc
Melhoria de resistência à corrosão e oxidação
Melhoria de propriedades mecânicas a baixas e/ou altas temperaturas
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
FORMA COMO SE ECONTRAM 
OS ELEMENTOS DE LIGA
DISSOLVIDOS NA MATRIZ
FORMANDO CARBONETOS
FORMANDO COMPOSTOS INTERMETÁLICOS
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Influência dos elementos de liga 
nas propriedades dos aços
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Aços de liga para têmpera total
Todos os aços de liga cuja percentagem de carbono exceda os 0,3%.
Os mais usados são os AISI 4140 e 4340
Nota: 1000psi=6,8MPa
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Aços de liga para endurecimento superficial
Todos os aços de liga cuja percentagem de carbono não exceda os 0,3%.
Os mais usados são os AISI 9310 e 4615
Dureza superficial
Dureza no núcleo
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Aços H
Aços com características de tratamento térmico garantidas
Característica importante em indústrias de produção em massa, garantindo reprodutibilidade
Distingue-se das designações normais por um H no fim
AISI 4140H : Aço-Crómio-Molibdénio com 0,40%C com características de tratamento térmico garantidas
Aços B
Aços com teores de Boro desde 0,0005 a 0,003%
Confere aos aços de baixo e médio carbono uma excelente temperabilidade, só atingível com elementos de liga mais caros e em maior quantidade
Pode ser também usado em aços de baixa liga
AISI 50B44 : Aço-Crómio com 0,44%C e Boro.
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Aços microligados - HSLA
São especificados pela resist. e não pela composição
Desenvolvidos a partir dos aços de baixo carbono com pequenas adições de Mn (até 2%) e outros elementos em níveis muito pequenos
Apresentam maior resistência que os aços de baixo carbono idêntico, mantendo a ductilidade e soldabilidade
Destinados a estruturas onde a soldadura é um requisito primário (=>C baixo) e a resistência é importante!
Grande ganho de peso a custo reduzido!
Temp. Transição dúctil-frágil muito baixa e tenacidade à fractura elevada
Ganho de resistência é obtido por solução sólida dos el. Liga e não por trat. térmico
Nb, Ti, V, N formam precipitados inibindo o cresc. grão e melhoram a tenacidade
Adição de 0,5%Cu max conferem melhor resist. à corrosão
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Arlindo Silva			 MATERIAIS II
Aços microligados - HSLA
Exemplo:
AISI 1030 – σc=250MPa
ASTM A572 Grade 50 - σc=345MPa
 (mesma %C, com Mn, V, Cu, Si)

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