3- Produtos Siderúrgicos - Parte III-B

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PRODUTOS SIDERÚRGICOS – PARTE III-B
7. Outros Processos de 
Conformação do Aço
7.1 Trefilação
A trefilação é um processo normalmente realizado a frio, e é utilizado para fabricação de arames. 
O processo consiste em puxar o metal através de uma matriz, por meio de uma força de tração a ele aplicada.
7. Outros Processos de 
Conformação do Aço
7.2 Extrusão
Na extrusão o material é forçado através de uma matriz (similar ao aperto de uma “pasta de dente”). 
Pode ser realizada a frio ou a quente
7. Outros Processos de 
Conformação do Aço
Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=YobXFODkp50
7.3 Forjamento
O forjamento consiste na deformação geralmente de uma única peça de metal na qual um pedaço do aço (denominado blank) é conformado em uma matriz através de golpes sucessivos (Martelo) ou prensado (Prensa)
Pode ser a quente (mais comum), ou a frio
Os itens forjados são os que possibilitam as melhores propriedades mecânicas Exemplos de aplicação virabrequins, bielas, eixos, componentes de transmissão, pinhões, coroas, etc.
7. Outros Processos de 
Conformação do Aço
7.4 Estampagem: 
Estampagem é o Processo na qual chapas são conformadas adquirindo o formato de uma matriz. Geralmente é realizado a frio
As operações de estampagem incluem: corte, dobramento, embutimento, ou estampagem profunda.
Peças típicas obtidas por estampagem são portas de carros, pára-lamas, pias, cubas, etc.
Corte
Dobramento
Embutimento
7. Outros Processos de 
Conformação do Aço
7.4 Estampagem: 
Exemplos de peças estampadas 
Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=6PD6c8gNGyA
7. Outros Processos de 
Conformação do Aço
7.5 Fundição:
O processo de fundição consiste em vazar o metal líquido em um molde contendo uma cavidade na geometria da peça desejada, permitindo que esfrie e solidifique
Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=2Qn0gZ86Xzg
8. Classificação dos Aços
8.1 Introdução:
Os aços são classificados conforme vários critérios e todas eles são utilizados conforme a necessidade, ênfase, ou especificação por uma determinada indústria ou literatura em geral:
Prática de desoxidação (aços acalmados, aços efervescentes)
Método ou processo de fabricação (laminados a quente ou a frio)
Forma do produto (chapas, barras, tubos, perfis)
Microestrutura (ferrítico, perlítico, martensítico)
Tratamento térmico (recozido, normalizado, temperado, etc.)
Aplicação (aços para rolamentos, arames, cementação, ferramentas, etc.)
Composição química (classificação mais usual)
8. Classificação dos Aços
8.2 Classificação quanto à composição química: 
A) Aços comuns: 
Apresentam os elementos sempre presentes no aço tais como: C , P, S, Mn, Si, 
Não apresentam elementos de liga adicionados intencionalmente.
Podem apresentar elementos residuais 
Os aços comuns podem ser classificados pelo teor de carbono de forma orientativa em:
Baixo C: até 0,25%
Médio C: de 0,25 a 0,60 %
Alto C > 0,60%
8. Classificação dos Aços
8.2 Classificação quanto à composição química: 
A) Aços comuns: 
Elementos de liga são os elementos que conferem ao aço determinadas características como objetivo de melhorar suas propriedades como resistência, dureza, resistência ao impacto, resistência à corrosão, etc. Os elementos de liga mais comuns no aço são: Cr, Ni, Mo. São caracterizados por serem especificados com limites mínimos e máximos
Elementos residuais: São elementos que poderão estar presentes devido ao processo de fabricação, mas sua presença não é intencional. Estes elementos são especificados pelo seu limite máximo visto que sua presença não é desejável. Exemplo: Cu, Sn, Cr, etc.
8. Classificação dos Aços
8.2. Classificação quanto à composição química: 
B) Aços de baixa liga: 
 Apresenta os elementos sempre presentes no aço tais como: C , P, S, Mn, Si, em níveis normais.
 Além dos elementos normais apresentam elementos de liga. A soma destes elementos não ultrapassa 6 % (alguns livros adotam 5% )
 Podem apresentar elementos residuais
 Exemplo: SAE 4140: 0,38-0,43% C; 0,80-1,10%Cr; 0,75-1,00%Mn; 0,15-0,30%Si; 0,15-0,25% Mo; S < 0,040%; P< 0,035%
Σ Elementos de liga < 6%
Obs. Os elementos Silício e Manganês sempre presentes nos aços, poderão ser considerados elementos de liga caso a quantidade presente seja suficientemente maior do que a normalmente encontrada nos aços.
8. Classificação dos Aços
8.2. Classificação quanto à composição química: 
C) Aços de alta liga: 
 Apresenta os elementos normais do aço tais como: C , P, S, Mn, Si, em níveis normais.
 Além dos elementos normais apresentam elementos de liga. A soma destes elementos é superior a 6 % (alguns livros adotam 5% )
Podem apresentar elementos residuais
 Exemplos:
 Aços inoxidáveis: apresentam Cr superior a 10,5%
 Alguns aços ferramentas: H13 (0,32-0,45% C; 4,75-5,50 % Cr; 0,20-0,50%Mn; 0,80-1,20 % Si; 1,10-1,75% Mo; S < 0,030%; P< 0,03% ; 0,80-1,20%V
Σ Elementos de liga > 6%
8. Classificação dos Aços
8.3 Sistemas de Classificação dos aços: 
Existem muitos sistemas diferentes de classificação: 
Cada país de modo geral apresenta o seu sistema baseado ou não no sistema de outros países. 
Ao mesmo tempo várias instituições de um mesmo país podem também apresentar diferentes sistemas de classificação.
Além disto muitas empresas também fazem designações especiais para os aços fabricados por eles
Principais sistemas de classificação dos aços 
Brasil: ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)
Alemanha: DIN (Deutsches Institut für Normung)
Estados Unidos: AISI (American Iron and Steel Institute), SAE (society of Aumotive Engineers), ASTM (American Society for Testing and Materials), ASME (American Society of Mechanical Engineers), UNS (Unified Numbering system)
8. Classificação dos Aços
8.3 Sistemas de Classificação dos aços: 
A) Classificação conforme ABNT, AISI e SAE 
Aços Carbono:
10XX aços carbono comuns (P < 0,04%; S < 0,05%; Mn até 1,0%)
10 Indica que é Aço Carbono (não possui elementos de liga) 
XX – Valor do % de C multiplicado por 100. 
Exemplo: SAE 1020 (Aço Carbono com 0,20% de carbono), 1045, 1020, 1070 
8. Classificação dos Aços
8.3 Sistemas de Classificação dos aços: 
A) Classificação conforme ABNT, AISI e SAE 
Aços de baixa liga
YYXX
YY Indica os elementos de liga presentes e determinados percentuais conforme indicados na tabela
XX Indica o % de carbono multiplicado por 100 da mesma forma que os aços comuns
	Designação	Tipos de Aço
	AISI-SAE	
	13XX	Aços-Mn com 1,75% de Mn médio 
	40XX	Aços-Mo com 0,25% de Mo médio
	41XX	Aços-Cr-Mo com 0,4 a 1,1% de Cr e 0,08 a 0,25% de Mo
	43XX	Aços-Ni-Cr-Mo com 1,65 a 2 de Ni, 0,4 a 0,9% de Cr e 0,2 a 0,3% de Mo
	46XX	Aços-Ni-Mo com 0,7 a 2% de Ni e 0,15 a 0,3% de Mo 
	47XX	Aços-Ni-Cr-Mo com 1,05% de Ni, 0,45% de Cr e 0,14-0,40 % de Mo 
	48XX	Aços-Ni-Mo com 3,25 a 3,75% de Ni e 0,2 a 0,3% de Mo
	50XX	Aços Cr com 0,20 – 0,60 % Cr
	51XX	Aços-Cr com 0,7 a 1,15% de Cr 
	52XX	Aços-Cr com 1,45% de Cr médio
	61XX	Aços-Cr-V com 0,6 – 1,10 % de Cr e 0,1 ou 0,15% de V mín. 
	86XX	Aços-Ni-Cr-Mo com 0,55% de Ni, 0,50% de Cr e 0,2% de Mo
	87XX	Aços-Ni-Cr-Mo com 0,55% de Ni, 0,50% de Cr e 0,25% de Mo
	88XX	Aços-Ni-Cr-Mo com 0,55% de Ni, 0,50% de Cr e 0,3 a 0,4 de Mo 
	92XX	Aços-Si com 1,8% a 2,2% de Si ; Cr até 0,80 %
	94XX	Aços-Ni-Cr-Mo com 0,45% de Ni, 0,4% de Cr, 0,12% Mo 
8. Classificação dos Aços
8.3 Sistemas de Classificação dos aços: 
A) Classificação conforme ABNT, AISI e SAE 
Aços de alta liga: 
A classificação apresenta uma maior complexidade 
 Aços inoxidáveis
 Série 300: aços austeníticos: Ex. AISI 304 (C<0,08%; 17% Cr; 8% Ni) 
 Série 400: aços ferríticos ou martensíticos: 
Aços para ferramentas e matrizes: 
(alguns aços ferramentas podem ser de baixa liga)
 Série T e M: Aços rápidos (aços para cortes em alta velocidade: furação, fresamento. Resistência e dureza em alta temperatura
 Série H: Açospara trabalho a quente: (Matrizes de forjamento): H11 (0,3-0,43%C; 4,75-5,50% Cr; 1,10-1,60%Mo; 0,30-0,60%V)
9. Ferros Fundidos
Os metais são classificados em: Metais Ferrosos e Não Ferrosos.
Os metais Ferrosos são as ligas metálicas com base ferro como os Aços e os Ferros Fundidos. 
Os Ferros Fundidos apresentam os mesmos 05 elementos sempre presentes nos aços: C, Si, Mn, P e S. No entanto as quantidades desses elementos variam entre aços e ferros fundidos 
A quantidade de Carbono nos Ferros Fundidos é maior que nos aços, ficando entre 2,0 a 6,67% (geralmente não ultrapassa a 4,5 %).
Os ferros fundidos apresentam maior quantidade de Silício que os aços, ficando entre 1 e 3%
A quantidade de P e S é em geral maior que o presente nos aços
9.1 Introdução:
9. Ferros Fundidos
Os ferros fundidos apresentam uma temperatura de fusão em um intervalo de 1150-1300ºC o que o facilita sua fusão, até porque em geral são muito frágeis não se adaptando a processos de conformação como os aços
Os ferros fundidos apresentam ductilidade e tenacidade inferior a grande maioria dos aços.
9.1 Introdução:
A resistência dos ferros fundidos depende do tipo, e fica em intervalo um pouco inferior aos aços de menor resistência até valores de média de resistência dos aços
9. Ferros Fundidos
9.2 Classificação:
Os ferros fundidos são divididos em grupos diferentes, os quais possuem propriedades e características distintas
Os diferentes grupos de ferros fundidos e suas respectivas propriedades são dependentes de como o Carbono se encontra no material: cementita ou grafita, assim como da forma ou geometria da grafita presente
Branco
Cinzento
Maleável 
Nodular
9. Ferros Fundidos
9.3 Ferros Fundidos Brancos
São caracterizados em função da superfície de fratura que é clara (branca)
São os ferros fundidos mais duros e ao mesmo tempo muito frágeis.
O Carbono presente está na forma de cementita. 
Apresenta elevada resistência ao desgaste e difícil usinagem
Aplicações: onde se necessita componentes com elevada resistência a abrasão: revestimentos de moinhos, bolas de moinhos de bolas, revestimentos de moinhos, cilindros de laminação
cementita
9. Ferros Fundidos
9.4 Ferros Fundidos Cinzentos
Os ferros fundidos cinzentos são caracterizados pela superfície de fratura é escura (cinzenta)
São os mais utilizados entre os tipos de ferros fundidos.
O Carbono apresenta-se na forma de veios de grafita
Apresenta baixa ductilidade, e baixa resistência ao impacto
Apresenta boa resistência à compressão, boa usinabilidade, alta fluidez, permitindo fabricação de peças de geometria complexa; 
Possui boa capacidade de amortecimento e por isto é aplicado em bases de máquinas que sofrem vibração
Aplicações: bases e carcaças , blocos de motor, conexões, válvulas, etc.
Grafita na forma de veios
9. Ferros Fundidos
9.5 Ferros Fundidos Maleáveis
Os ferros fundidos são obtidos por tratamento térmico do ferro fundido branco (longo tempo entre 800 a 900ºC) pela decomposição da cementita em grafita com um formato esférico irregular ( ≈ pipocas)
Conforme sua denominação apresentam juntamente com os Nodulares a maior ductilidade entre todos os tipos de ferros fundidos.
Aplicações: conexões de tubos, engrenagens partes de válvulas, flanges
Grafita com formato esférico irregular
9. Ferros Fundidos
Estes ferros fundidos são obtidos pela adição de pequenas quantidades de material com presença de Mg ou Cério (Ex.: FeSiMg) no metal líquido um pouco antes do vazamento. Com a adição do inoculante a grafita toma uma forma esférica (nódulos de grafita)
A grafita na forma esférica permite ao material apresentar uma maior resistência e uma certa ductilidade quando comparado com o ferro fundido cinzento e se aproximando dos valores obtidos para os aços
Aplicações: válvulas, engrenagens, virabrequins, auto peças, pinhões, componentes de máquinas, engates, etc.
7.6 Ferros Fundidos Nodulares (ou dúcteis)