Aços carbono Aços ligas Classificação e

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Aços-carbono, Aços ligas, Classificação e
propriedades mecânicas, Aços para fundição
Alunos: 
Cesar Augusto Wilbert Junior; Cleiton Cesar De Souza; Felipe Arenhart; Fernanda Monica Koch; Janrieh José Faccin; Leonardo Martins França; Sibiela Blangie Cossul
O aço é uma liga metálica;
Possui ótimas propriedades;
Baixo custo;
Presente em inúmeros equipamento utilizados no dia a dia; 
Aço
Classificados em:
Aço-carbono: Aço sem adição de elementos de liga. 
Aço -liga: aço com adição de elementos de liga
Aço para fundição: designação genérica para ligas de ferro-carbono com teores de carbono acima de 2,11%.
É uma liga de ferro carbono (Fe-C) 
0,008 a 2% de carbono em sua estrutura
apresentam manganês (Mn), silício (Si), fósforo (P) e enxofre (S)
 Composição química:
Aço carbono
AcoSAE
C%
Mn%
Si%
P (max)
S(max)
1010
0,08 a 0,13
0,3 a 0,6
0,1 a 0,3
0,04
0,05
1020
0,18 a 0,25
0,3 a 0,6
0,1 a 0,3
0,04
0,05
1045
0,42 a 0,45
0,6 a 0,9
0,1 a 0,3
0,04
0,05
1070
0,65 a 0,75
0,6 a 0,9
0,1 a 0,3
0,04
0,05
1090
0,85 a 1
0,6 a 0,9
0,1 a 0,3
0,04
0,05
A resistência aumenta com o teor de Carbono
A ductilidade diminui com o teor de Carbono
São aços de relativa baixa dureza
Oxidam-se facilmente
PROPRIEDADES DOS AÇOS-CARBONO
Suas propriedades deterioram-se a baixas e altas temperaturas
São os mais usados e de mais baixo custo ( boa soldabilidade, usinagem e conformação)
Corresponde a 90% de utilização de todos os outros materiais metálicos
Semi-acabados para forjamento; 
Estrutural;
Placas; 
Barras laminadas a quente;
Barras acabadas a frio; 
Eixos semi preparados;
Chapas finas laminadas a frio;
Chapas com esmaltagem porcelânica; 
Divisão padrão de comercialização
Chapas chumbadas compridas;
Chapas galvanizadas; 
Arames;
Tubos; 
Tubos para oleodutos;
Produtos tubulares para campos petrolíferos; 
Produtos tubulares especiais;
finas laminadas a quente; 
Chapas 
AÇO BAIXO CARBONO
  0,35% C
Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica; 
São fáceis de conformar e soldar;
São aços de baixa dureza e alta ductilidade.
PROPIEDADES DOS AÇOS BAIXO CARBONO
 Ferrita Perlita 
MICROESTRUTURA DOS AÇOS BAIXO TEOR DE CARBONO
Chapas automobilística; 
Perfis estruturais;
Placas utilizadas na fabricação de tubos; 
Construção civil;
Pontes e latas de folhas-de-flandres.
APLICAÇÕES TÍPICAS DOS AÇOS BAIXO CARBONO
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AÇO MÉDIO CARBONO 
 0,3-0,6% C
São aços de boa temperabilidade em água
Apresentam a melhor combinação de tenacidade e ductilidade e resistência mecânica e dureza
São os aços mais comuns, tendo inúmeras aplicações em construção : rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas que necessitam de elevadas resistências mecânica e ao desgaste tenacidade.
PROPIEDADES DOS AÇOS MÉDIO CARBONO
AÇO ALTO CARBONO  > 0,6% C
Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade
Apresentam alta dureza e elevada resistência ao desgaste
Quando temperados são frágeis
PROPIEDADES DOS AÇOS ALTO CARBONO
Somente Perlita
MICROESTRUTURA DOS AÇOS ALTO TEOR DE CARBONO
De todos os materiais o aço carbono é o material de maior uso, sendo empregado na maioria dos equipamentos, pois além de ser um material de fácil usinagem, de boa soldabilidade e por ser encontrado em todas as formas de apresentação, é o material metálico de menor preço em relação à sua resistência mecânica. 
O Aço-carbono tem sido o material mais empregado na maioria dos segmentos de bens de produção básicos da sociedade.
 O processo corrosivo tem acarretado no cotidiano uma série de problemas, seja na construção civil, nas explosões de caldeiras, nos rompimentos de adutoras de água, nos derramamentos de petróleo, provocados por furos em tanques e oleodutos. Nas instalações de refino de petróleo e nas petroquímicas, onde cerca de 50% das falhas de materiais estão creditas à corrosão.
Temperatura: o aumento acelera o processo corrosivo.
Umidade Relativa: a umidade na ação corrosiva de forma acentuada.
Tempo de permanência: um maior tempo de permanência numa atmosfera oxidante.
Solos: Contém umidade, sais minerais e bactérias. 
Aeração, Bactérias, Condutividade Elétrica, Corrente Elétricas, Sais Dissolvidos, Umidade e pH.
A natureza do Solo é fator que mais influência no processo, mais que as propriedades do material.
Principais Meios Corrosivos em Aço-Carbono
Aços-Liga 
È um tipo e aço específico, que possui a adição de algum elemento químico, em uma quantidade maior do que a de carbono, encontrados no aço-carbono.
• Costumam ser designados de acordo com os elementos predominantes.
• Dividindo-se também em graus, tipos e classes, destacando-se os sistemas SAE, AISI, ASTM e UNS.
O uso de elementos de liga geralmente é feito com o objetivo, de promover mudanças microestruturais.
Aumentar a temperabilidade;
Aumentar a resistência ao revenido;
Introduzir propriedades especiais;
Principais finalidades:
Aço baixa liga.
	Aço média liga.
	Aço alta liga.
	Aço baixa liga de alta resistência.
São divididos em quatro categorias:
	Cromo (Cr)
	Níquel (Ni)
	Vanádio (V)
	Tungstênio (W)
	Cobalto (Co)
	Boro (B)
	Cobre (Cu)
	Alumínio (Al)
Elementos de Ligas Mais Comuns
RESIDUAIS:
 Manganês (Mn)
 Silício (Si)
 Fósforo (P)
 Enxofre (S)
Construção civil;
Construção naval;
Indústria petrolífera;
Indústria Automobilística;
Indústria aeronáutica;
E outros diversos segmentos indústriais;
APLICAÇÕES
AÇOS- CARBONO, AÇOS-LIGAS 
E AÇOS PARA FUNDIÇÃO
Fundição é o processo de vazar metal líquido em um molde, que contém uma cavidade com a forma desejada, e depois permitir que resfrie e solidifique. 
Aço fundido é aquele que é geralmente vazado em moldes de areia ou metálicos, onde adquire a forma exata da cavidade do molde. 
O grande emprego do uso de aço para fundição deve-se ao fato de se poder produzir peças de grande variedades de forma e dimensões, com razoáveis resistência mecânica e tenacidade, a um custo relativamente baixo.
 
AÇOS PARA FUNDIÇÃO
Com base nas propriedades mecânicas, freqüentemente as peças fundidas apresentam alguns defeitos e por isso as peças de aço fundido devem possuir certos requisitos, dos quais os mais importantes são:
  - homogeneidade  
 - granulação fina;
 - completa isenção de tensões internas.
Podem ser consideradas cinco classes de aços fundidos:
 Aços de baixo carbono (C inferior a 0,2%)
 Aços de médio carbono (C entre 0,2 e 0,5%)
 Aços de alto carbono (C acima de 0,5%)
 Aços-liga de baixo teor em liga (teor total de liga inferior a 8%)
 Aços-liga de alto teor em liga (teor total de liga superior a 8%)
Os aços- carbono para fundição podem ser classificados como: aços de baixo carbono, aços de médio carbono e aços de alto carbono. Sendo assim cada um possui suas propriedades.
 
 Aço-Carbono de baixo teor de carbono
 Os aços-carbono de baixo carbono para fundição apresentam, na maioria, das vezes:
C – 0,16 a 0,19% 
Mn – 0,50 a 0,60%
Si – 0,35 a 0,70% 
P – 0,05% máx. 
S – 0,06% máx.
AÇOS-CARBONO PARA FUNDIÇÃO
As peças fundidas, são recozidas ou normalizadas para refinar ou normalizar a estrutura e aliviar as tensões internas
 Apresentam boa soldabilidade e podem ser endurecidas superficialmente por cementação.
 Usado em peças submetidas à pressão
combinada ou não com elevadas temperaturas: válvulas, conexões, flanges, carcaças, etc.
Propriedades Mecânicas 
Lim. Resistencia- 45 kgf/mm²( mínimo)
Lim. de Escoamento- 25 kgf/mm²( mínimo)
Alongamento- 18% mínimo
Redução da Área- 30 % mínimo
Dureza- 190 HB (máximo)
Aços-Carbono com médio teor de carbono
Aço de baixa resistência, largamente utilizado na indústria mecânica, siderúrgica, automobilística e naval.
 Apresenta boa resistência, podendo ser usado em rodas, rolos, matrizes, engrenagens.
 Os aços-carbono de médio carbono para peças fundidas apresentam a seguinte composição
C – 0,20 a 0,50% 
Mn – 0,50  a 1,50%
Si – 0,35 a 0,80% 
P – 0,05% máx. 
S – 0,06% máx.
Propriedades Mecânicas
Lim. Resistencia- 60 kgf/mm²( mínimo)
Lim. de Escoamento- 35 kgf/mm²( mínimo)
Alongamento- 15% mínimo
Redução da Área- 20 % mínimo
Dureza- 210 HB (máximo)
Aços-Carbono com alto Teor de Carbono
Os aços-carbono para peças fundidas de alto teor de carbono apresentam a seguinte faixa de composição química:
 C – acima de 0,50% 
Mn – 0,50 a 1,50% 
Si – 0,35 q 0,70% 
P – 0,05% máx. 
S – 0,05% máx.
É Utilizado em peças de espessuras maiores que exijam boa resistência. Possui baixa temperabilidade. 
 
 Por exemplo: rodas, rolos, anéis de moagem e dentes para máquinas.
Propriedades Mecânicas 
Lim. Resistencia- 70 kgf/mm²( mínimo)
Lim. de Escoamento- 70 kgf/mm²( mínimo)
Alongamento- 8% mínimo
Redução da Área - 15% mínimo
Dureza - 250HB (máximo) 
Aço-liga 
Aço-liga é um tipo de aço com a adição de algum elemento químico acima da quantidade de carbono encontrados no aço-carbono comum utilizado com o objetivo de melhorar alguma propriedade física, química ou físico-química. Na produção de aço-liga é comum o uso de determinados elementos químicos, com exemplos: o silício, o vanádio, o cobalto, o níquel, o cromo, o tungstênio e o manganês. Aço-liga pode ter o aumento da resistência, a dureza, resistência ao impacto, às altas temperaturas, a temperabilidade, a resistência à corrosão, sendo estas características estabelecidas de acordo com a concentração deste elemento químico adicionado.