5 Aços para construção mecânica

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SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO
DE MATERIAIS
AÇOS PARA 
CONSTRUÇÃO
MECÂNICA
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO AO TEOR DE CARBONO:
 Ultra baixo carbono = menor que 0,05%;
 Baixo Carbono = entre 0,10 e 0,80%;
 Alto Carbono = maior que 0,80%;
 Ligas hipoeutetóides = menor que 0,80%;
 Ligas eutetóides = aproximadamente 0,80%;
 Ligas hipereutetóides = maior que 0,80%;
 Aços doces = 0,15 a 0,25 %C;
 Aços meio-doces = 0,25 a 0,50 %C;
 Aços duros = 0,50 a 1,4 %C;
MATERIAIS – MOTOR 
ELÉTRICO
 Em determinados componentes do motor elétrico (como no
núcleo magnético do estator e do rotor) busca-se alta
permeabilidade magnética e, ao mesmo tempo, redução da
condutividade elétrica de modo a reduzir as perdas por
corrente de Foucault.
 Materiais de alta permeabilidade magnética e baixa
condutividade elétrica – Aço-Silício
 O aço-sílicio também é conhecido por sua vasta aplicação
em máquinas elétricas como aço elétrico, ou aço de
transformador.
 Os materiais elétricos utilizados em outros componentes
podem ser o cobre o alumínio.
 A carcaça pode ser feita em ferro fundido branco que é um
material resistente, facilmente usinável e barato, além de
ser um bom condutor de calor.
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO AOS ELEMENTOS DE LIGA:
 Aços ao carbono = sem elemento de liga;
 Aços de baixa liga = até 4%;
 Aços de média liga = com 4 a 12%;
 Aços de alta liga = mais que 12 %;
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO AO TIPO DE FORNO 
UTILIZADO NA FABRICAÇÃO:
Forno: Siemens Martin, Bessemer, 
Conversor LD e elétricos, etc.
Processo de refino: primário e 
secundário;
Lingoteamento: convencional ou 
contínuo;
Processo de refusão; 
REFUSÃO
 O processo de refusão de lingotes é utilizado na 
fabricação de aços especiais, ligados, onde os 
requisitos envolvidos são mais exigentes, 
requerendo, portanto, maiores cuidados, no 
sentido de garantir as propriedades, associadas 
principalmente a maior homogeneidade e 
tenacidade. 
 Esta operação, absolutamente, não é aplicada 
nos aços comuns ao carbono tanto porque estes 
aços não exigem os mesmos requisitos quando 
de sua aplicação, como também por uma questão 
de custo.
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO AO TIPO DE ESTRUTURA 
CRISTALINA:
Perlítico;
Ferrítico;
Martensítico (temperado);
Austenítico (aços inoxidáveis e aço 
Hadfield);
Bainítica (tratamento isotérmico);
AÇOS MANGANÊS-AUSTENÍTICOS
 Aços manganês-austenítico;
 Conhecidos como Aços Hadfield (em 
função de seu descobridor); 
 Possuem elevados teores de carbono e 
manganês e excelente resistência ao 
desgaste em condições brutas, onde a 
abrasividade é uma constante.
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO AO TIPO DE PROCESSO DE 
FABRICAÇÃO:
Laminado a frio;
Laminado a quente;
Trefilado;
Extrudado,
Forjado;
Fundido, etc.;
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO A FORMA DE FORNECIMENTO:
 Produtos planos: placas, chapas, folhas, 
fardos, bobinas, sliters, laminas, tiras;
 Produtos longos: barras, fios, arames, 
tubos (com e sem costura), trilhos, perfis, 
tarugos (redondos, quadrados, 
sextavados, etc);
 Peças: forjadas, fundidas, sinterizadas, 
etc.);
CLASSIFICAÇÃO
PLACAS
 espessura > 40mm
 largura/espessura> 2
BLOCOS
 secção transversal maior que 
15.600 mm2
 largura/espessura <= 2
 TARUGO
 seção transversal <= 15.600 m2
 espessura mínima = 40 mm
 relação largura/espessura <= 2 
 Placas são mais largas que blocos e tarugos
 A seção transversal de blocos é maior que a de tarugos.
CLASSIFICAÇÃO
Lingote: produto do lingoteamento.
Tarugo: produto da laminação.
Chapa
espessura >= 0,30mm
largura >= 300mm
Tira 
espessura >= 0,30mm e <= 5,00mm, e largura < 300mm.
Folha 
espessura < 0,30mm e com qualquer largura.
Fita 
largura <= 300mm e fornecida em bobinas.
Vergalhão Barra redonda laminada a quente com amplas 
tolerâncias dimensionais ou de superfície (uso comum em 
concreto armado).
Trilho Perfil de seção transversal especial destinado a formar 
a pista de rolamento dos veículos do tipo ferroviário.
PROPRIEDADES REQUERIDAS
As principais propriedades requeridas nos 
aços de construção mecânica são:
QUANTO À APLICAÇÃO =
resistência a deformação (rigidez),
resistência ao desgaste (dureza),
resistência ao impacto (tenacidade);
QUANTO AO PROCESSAMENTO =
conformabilidade,
usinabilidade,
soldabilidade;
FATORES QUE DETERMINAM AS 
PROPRIEDADES
As propriedades mecânicas dos aços variam diretamente em função 
da sua microestrutura que, por sua vez, são determinadas pelos 
seguintes fatores:
COMPOSIÇÃO QUÍMICA = quantidade de elementos de liga e 
grau de pureza (contaminações);
CONDIÇÃO DE FABRICAÇÃO = processo refino primário e 
secundário, lingoteamento, refusão, etc.;
ESTADO E CONDIÇÃO DO AÇO = fundido, trabalhado a quente, 
trabalhado a frio, relaminado;
VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO = tratamento térmico;
TAMANHO E FORMA FINAL DO GRÃO;
FORMA DE NORMALIZAÇÃO
 A classificação normativa SAE é a classificação dos aços
segundo as normas da SAE (Society of Automotive
Engineers - EUA), a mais utilizada em todo
o mundo para aços-carbono (aços sem adição de
elementos de liga, além dos que permanecem em sua
composição no processo de fabricação) e aços de baixa
liga (aços com baixas porcentagens de elementos de
liga). [1][2]
 A classificação SAE é baseada na composição química do 
aço. A cada composição normalizada pela SAE corresponde 
a uma numeração com 4 ou 5 dígitos. A mesma 
classificação também é adotada pela AISI (American Iron 
and Steel Institute-EUA).
FORMA DE NORMALIZAÇÃO
Segundo a norma técnica ABNT (NBR 
6006) ou norma AISI, os aços são 
classificados, segundo a composição 
química:
XY AB (Ex: SAE 1020)
(XY) CLASSE DO ELEMENTO DE LIGA (10 = aço ao 
carbono simples);
(AB) TEOR DE CARBONO x 100 (0,20%) 
TIPOS DE AÇOS PARA
CONSTRUÇÃO MECÂNICA
 AÇOS AO CARBONO :
aços de boa conformabilidade,
boa usinabilidade e para cementação;
 AÇOS LIGADOS OU PARA BENEFICIAMENTO : boa
temperabilidade;
 AÇOS ESPECIAIS: ligas de ferro-carbono com elementos
de adição para conferir a esse aço características
especiais, tais como: resistência à tração e à corrosão,
elasticidade e dureza, entre outras, tornando-os
melhores do que os aços-carbono comuns. Podem ser
encontrados em praticamente todos os segmentos
industriais, desde a construção civil até a construção
naval, passando pelas indústrias petrolífera,
automobilística e aeronáutica.
AÇOS AO CARBONO – SAE 1XXX
CLASSE DESIGNAÇÃO
DO AÇO
TEOR
APROXIMADO 
10XX Carbono Mn = Max. 1,00% 
11XX Resulfurado 
12XX Resulfurado e 
refosforado
13XX Manganês Mn = 1,75%
14XX Com adição de nióbio Nb = 0,10% 
15XX Carbono com teor de 
Mn entre 1 e 1,65 %
Mn = de 1,00 a 1,65%
São adicionados enxofre e 
fósforo – melhora a 
usinabilidade
AÇOS PARA BENEFICIAMENTO
CLASSE DESIGNAÇÃO
DO AÇO
TEOR
APROXIMADO 
41XX Cromo-molibdênio Cr = 0,50/0,80/0,95%
Mo = 0,12/0,20/0,25/0,30%
43XX Cromo-níquel-
molibdênio
Cr = 0,40 a 0,90%
Ni = 1,65 a 2%
Mo = 0,20 a 0,30%
50XX Cromo Cr = 0,27/0,40/0,50/0,65%
51XX Cromo Cr = 0,80/0,87/0,92/1,00 
1,05/1,15/1,25%
52XX Cromo Cr = 1,45% 
61XX Cromo-vanádio Cr = 0,60/0,80/0,95/1,05% 
V = 0,10min /0,15min/ 0,10 % 
86XX Cromo-níquel-
molibdênio 
Ni=0,55% / Cr=0,50% / Mo=0,20% 
AÇOS ESPECIAIS
CLASSE DESIGNAÇÃO
DO AÇO
TEOR
APROXIMADO 
XXBXX Com adição de boro
XXLXX Com adição de 
Chumbo
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
TIPO COMPOSIÇÃO QUÍMICA (valores médios %) m = máximo
C Mn P S Ni Cr Mo Pb
1006 m 0,08 0,33 m 0,04 m 0,05 m=máx.
1010 0,10 0,45 m 0,04 m 0,05
10200,20 0,45 m 0,04 m 0,05
1045 0,45 0,75 m 0,04 m 0,05
1060 0,60 0,75 m 0,04 m 0,05
1115 0,15 0,85 m 0,04 0,10
1140 0,40 0,85 m 0,04 0,10
1213 m 0,13 0,85 0,10 0,28
12L14 m 0,15 0,95 0,06 0,28 0,25
1522 0,22 1,50 m 0,040 m 0,05
4320 0,20 0,50 m 0,035 m 0,035 1,87 0,50 0,25
8620 0,20 0,80 m 0,035 m 0,035 0,55 0,50 0,17
4130 0,30 0,50 m 0,035 m 0,035 0,95 0,20
4140 0,40 0,70 m 0,035 m 0,035 0,95 0,20
4340 0,40 0,70 m 0,035 m 0,035 1,87 0,95 0,25
4350 0,50 0,70 m 0,035 m 0,035 1,87 0,80 0,25
8640 0,40 0,35 m 0,035 m 0,035 0,50 0,20
52100 1,00 0,83 m 0,035 m 0,035 1,45 
APLICAÇÕES - AÇOS AO CARBONO
TIPO APLICAÇÃO 
1006 Aplicação de componentes que requerem boa conformabilidade
1010 Para aplicação mais comum onde os requisitos envolvidos não são muito 
exigentes 
1020 Aço de baixa temperabilidade, resistência mecânica e tenacidade após TT. 
Fabricação de peças estruturais em geral. Também utilizada para 
cementação. 
1045 Aço de baixa temperabilidade e tenacidade, que atinge média resistência 
após TT. Fabricação de peças de grande porte que necessitam boa 
resistência mecânica e soldabilidade, como eixos e tirantes. 
1060 Aço de média temperabilidade e alta resistência mecânica após TT. Fabricação 
de peças que necessitam de boa resistência ao desgaste, como rolos 
corrugados. 
1115 Aplicado quando se requer certa usinabilidade. 
1140 Aplicado quando se requer resistência mecânica associada à certa 
usinabilidade. 
1213 Aplicado quando se requer boa usinabilidade. 
12L14 Quando se requer excelente usinabilidade para fabricação de peças com 
seriações muito grandes. 
1522 Aço de baixa temperabilidade, que atinge média tenacidade e elevada 
soldabilidade. Fabricação de rolos revestidos, eixos flangeados, buchas. 
L - Com adição de chumbo
1522 – Adição de 1 a 1,65% de Mn
Peça estrutural composta por um ou mais elementos, que tem por
função resistir a esforços de tração.
Na construção civil os tirantes têm inúmeras aplicações.
Dentre elas, paredes de contenção das obras de infra-estrutura de
edifícios, estações enterradas de metrô etc. em que, após a
construção das lajes da estrutura do edifício, os tirantes são
desativados e os esforços transferidos para a estrutura.
Também há os tirantes que se incorporam a uma estrutura definitiva,
um exemplo são os cabo de aço das pontes penseis; outro,
a cantoneira que une os dois blocos das travessas ou dormentes
bi-bloco utilizadas nas vias-férreas.
TIRANTES
Esticador de tirante fabricado
em aço 1045.
Cantoneira é
um perfil metálico composto por duas
abas, simétricas ou não, formando um
ângulo de 90 graus. É um material muito
utilizado em construções metálicas por
ser leve e de elevada resistência a tração
e compressão sem sofrer flambagem.
Uma aplicação típica são as torres de
transmissão de energia elétrica, que
usam uma trama de cantoneiras de aço,
laminadas e galvanizadas. Além das
aplicações estruturais, elas também são
usadas em serralharia, e podem ser
laminadas diretamente em sua forma
final ou dobradas a partir de uma chapa.
CANTONEIRA
Rolo corrugado (com ranhuras)
Aplicação:
• Indústria de papelão, da borracha, de 
tecidos, em materiais fornecidos em 
rolos.
• Esteiras transportadoras de lonas, para 
tracionar melhor a lona.
ROLOS CORRUGADOS
Fabricação do papelão:
https://www.youtube.com/watch?v=jubH-l3VjVc
APLICAÇÕES
AÇOS PARA CEMENTAÇÃO
TIPO APLICAÇÃO 
1020 Aço de baixa temperabilidade, resistência mecânica e 
tenacidade após TT. Fabricação de peças estruturais em 
geral. Também utilizada para cementação. 
4320 Aços de média temperabilidade que atinge maior dureza após 
cementação. Fabricação de engrenagens de maior tamanho.
8620 Aço de baixa temperabilidade que atinge média dureza após 
cementação. Fabricação de engrenagens médias e pequenas.
Tratamentos usuais no aço 1020: 
• Recozimento;
• Normalização;
• Cementação seguida de têmpera e revenido;
• Nitretação.
8620 - Aço Cromo-Níquel-
Molibdênio
APLICAÇÕES
AÇOS PARA BENEFICIAMENTO
TIPO APLICAÇÃO 
4130 Aços de baixa temperabilidade. Combina média resistência com elevada 
tenacidade após TT. Fabricação de peças de menor tamanho e que 
exigem boa soldabilidade.
4140 Aço de média temperabilidade. Atinge média dureza, resistência e 
tenacidade após TT. Fabricação de peças de dimensões médias, como 
bielas, eixos e virabrequins.
4340 Aço de alta temperabilidade. Atinge elevada dureza, resistência e 
tenacidade após TT. Fabricações de componentes mecânicos e peças de uso 
geral, sob tensões dinâmicas
4350 Aço de elevada temperabilidade. Atinge elevada dureza e resistência após TT. 
Fabricação de rolamentos e engrenagens de maior tamanho.
8630
8640
Aços de média temperabilidade, que atinge média dureza, resistência e 
tenacidade. Fabricação de peças de dimensões média com boa 
soldabilidade submetidas a alta pressão .
52100 Quando se requer elevada resistência ao desgaste. Aplicação típica em 
rolamentos.
Beneficiamento = Têmpera seguida de revenido
Os aços utilizados para esta finalidade possuem mais que 0,25% de 
carbono, com ou sem elementos de liga.
NORMALIZAÇÃO DIN
• Aço para construção:
NORMALIZAÇÃO DIN
 Aços para 
cementação
 Aço para 
melhoramento
NORMALIZAÇÃO DIN
NORMALIZAÇÃO DIN
NORMALIZAÇÃO DIN
APLICAÇÕES
SEGMENTOS INDUSTRIAIS
Metalmecânico;
Automobilístico (veículos passeio)
Agrícola (tratores e implementos);
Transporte (caminhões, vagões);
Petrolífero;
Extração e mineração;
Siderúrgico;
Bens de capital (máquinas e equipamentos);
Naval (barcos, plataformas e navios);
Aeronáutico;
Alimentação e químico;
APLICAÇÕES
TIPOS DE PEÇAS
Fabricação de componentes para máquinas, 
equipamentos e veículos, tais como:
Eixos;
Virabrequins;
Bielas;
Engrenagens;
Tirantes;
Rolos;
Rolamentos.
FIM