MATERIAIS MECANICOS - 03 - AÇOS

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MATERIAIS
MECÂNICOS
AÇOS
Aços
São ligas metálicas de ferro e
carbono, com percentagens carbono
variáveis entre 0,008 e 2,11%.
Além dos componentes principais
indicados, os aços incorporam outros
elementos químicos, alguns prejudiciais,
provenientes da sucata, do mineral ou
do combustível utilizado no processo de
fabricação, como o enxofre o fósforo.
Outros são adicionados
intencionalmente para melhorar
algumas características do aço.
Materiais mecânicos
Aços
Os aços é um tipo de material metálico que serve
para fazer peças (engrenagens, eixos, parafusos,
porcas, rolamentos, etc), ferramentas (pás, martelos,
serras, matrizes, punções, etc) ou estruturas (pontes,
edifícios, tanques).
Materiais mecânicos
Aços
A grande gama de aplicações dos aços se deve
ao baixo custo de obtenção, associado à grande
versatilidade de propriedades que se pode obter a partir
de mudanças na composição química, tratamentos
térmicos e/ou no processamento
Materiais mecânicos
Aços
Materiais mecânicos
• Classificação quanto a composição química
Nosso assunto será direcionado para a classificação
relacionada com a sua composição, que podemos
citar duas classes gerais:
• Aços carbono
• Aços ligados (Aço-Liga).
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço ao carbono
A maior quantidade de aço consumida pertence à
categoria dos aços carbono. Isto se deve ao baixo
custo, em relação aos aços ligados e à ampla gama
de propriedades que pode ser obtida mediante varia-
ção do teor de carbono e
do estado de fornecimento
(encruado, temperado,
etc.).
Materiais mecânicos
Conceitos da NBR NM 172 em relação ao aço carbono
Aços em que são especificados os teores de carbono,
silício, manganês, fósforo e enxofre, não ultrapassando os
teores máximos de 0,50% para silício e de 1,65% para
manganês.
Nos aços carbono, pode ser especificado um teor
máximo de alumínio igual a 0,100%, um teor mínimo de boro
igual a 0,005% ou, ainda, um teor máximo de chumbo até
0,35%. A adição de outros elementos, tais como selênio,
telúrio e bismuto, com o fim específico de melhorar as
características de usinabilidade, não descaracteriza o aço-
carbono
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço ao carbono
Pode-se estabelecer a seguinte subdivisão para aços
carbono:
• Baixo Carbono: C até 0,30%
• Médio Carbono: C de 0,30% até 0,60%
• Alto carbono: C acima de 0,60%
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Baixo Carbono
Normalmente possuem baixa dureza, porém alta
ductilidade. Além disso, são bastante usináveis,
soldáveis e apresentam baixo custo de produção.
Geralmente aplicado à peças que necessitam de
resistência mecânica no núcleo ou peças de pouca
exigências mecânicas.
BAIXO 
CARBONO
0,008 - 0,3%
MÉDIO 
CARBONO
0,3 - 0,6%
ALTO 
CARBONO
0,6 - 2,11%
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Médio Carbono
Normalmente possuem média dureza e ductilidade.
São aplicados em produtos forjados, pois, quando
aquecidos, apresentam boa ductilidade e
posteriormente boa resistência mecânica devido o
processo de forja. Utilizados em rodas, equipamentos
ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras
peças que aliem média resistência.
BAIXO 
CARBONO
0,008 - 0,3%
MÉDIO 
CARBONO
0,3 - 0,6%
ALTO 
CARBONO
0,6 - 2,11%
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Alto Carbono
São os de maiores dureza, porem de menor
ductilidade. São utilizados em casos que exijam
elevada resistência ao desgaste aliada a boa
resistência mecânica como talhadeiras, folhas de
serrote, molas, martelos, vergalhões de concreto e
facas de corte.
BAIXO 
CARBONO
0,008 - 0,3%
MÉDIO 
CARBONO
0,3 - 0,6%
ALTO 
CARBONO
0,6 - 2,11%
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço ao carbono – Classificação numérica NBR NM 87
10xx – Aço Carbono de baixo e médio manganês
11xx – Aço Carbono Ressulfurado
12xx – Aço Carbono Ressulfurado e Refosfatizado
14xx – Aço Carbono com adição de Nb
15xx – Aço Carbono de alto manganês
Dois últimos dígitos (“xx”) representam a quantidade de
carbono do aço, conforme exemplo: 1020 = 0,20% C
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço ao carbono – Classificação numérica NBR NM 87
1045 – Aço Carbono de baixo e médio manganês com
0,45% de carbono (médio carbono)
1125 – Aço Carbono Ressulfurado com 0,25% de
carbono (baixo carbono)
1565 – Aço Carbono de alto manganês com 0,65% de
carbono (alto carbono)
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Ligado (Aço-liga)
Os Aços-ligados contém quantidades específicas de
elementos de liga diferentes daqueles normalmente
utilizados nos aços comuns. Estas quantidades são
determinadas com o objetivo de promover mudanças
nas propriedades físicas e
mecânicas que permitam
ao material desempenhar
funções especificas.
Materiais mecânicos
Conceitos da NBR NM 172 em relação ao aço ligado
Aços em que são especificados, além dos teores de
carbono, silício manganês, fósforo e enxofre, teores de
outros elementos, ditos elementos de liga, que são
adicionados com a finalidade de conferir ao aço
determinadas características físicas-mecânicas.
No caso particular dos elementos silício, manganês
e alumínio, os teores máximos especificados para
caracterizá-los como elementos de liga são maiores que
0,600%, 1,650% e 0,100%, respectivamente.
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Ligado (Aço-liga)
Quando mencionado o elemento de liga, deve ficar
subentendido que são outros elementos além do ferro e
do carbono, uma vez que estes são os constituintes
básicos do aço.
FeC
C
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Alumínio (Al)
É usado em pequenas proporções, como
desoxidante e agente de controle do
crescimento dos grãos.
• Boro (B)
Empregado em porcentagem muito baixa
(0,01% até 0,04%) para aumentar a
temperabilidade dos aços, em
porcentagem maiores provoca uma
perigosa fragilidade.
Al
B
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Chumbo (Pb)
Não se liga ao aço, mas, quando
adicionado, distribui-se na estrutura em
forma de partículas microscópicas, o que
resulta em maior facilidade de usinagem.
Entretanto, devido ao baixo ponto de
fusão (cerca de 327°C), aços com
chumbo não devem ser usados em
temperaturas acima de 250°C.
Pb
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Cobalto (Co)
Aumenta a dureza do aço sob altas
temperaturas e influi favoravelmente nas
propriedade magnéticas dos aços.
Em associação com o tungstênio
aumenta a resistência dos aços ao calor.
Também é utilizado nas ferramentas de
aço rápido aços em porcentagem de 2%
a 12%.
Co
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Cobre (Cu)
Melhora a resistência à corrosão por
agentes atmosféricos, se usado em
teores de 0,2 a 0,5%.
• Cromo (Cr)
Melhora a resistência à corrosão (aço
com aproximadamente 12% Cr resiste à
ação da água e de vários ácidos),
aumenta a resistência e a resistência à
alta temperatura e ao desgaste.
Cu
Cr
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Enxofre (S)
Na maioria dos casos, é elemento
indesejável, oriundo do processo de
produção.
Se combinado com o ferro na forma de
sulfeto, deixa o aço quebradiço.
Entretanto, se combinado com o
manganês, favorece a usinagem com a
formação de cavacos que se quebram
facilmente.
S
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Fósforo (P)
É considerado elemento prejudicial,
resultante do processo de produção.
Torna o aço frágil, efeito que se acentua
com o aumento do teor de carbono.
Assim, os teores máximos permitidos
devem ser controlados com rigor em
aços para aplicações estruturais ou
críticas.
P
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Manganês (Mn)
No aço doce o manganês, em pequenas
porcentagens, torna-o dúctil e maleável.
No aço rico em carbono, o manganês,
endurece o aço e aumenta a resistência.
• Molibdênio (Mo)
Sua ação nos aços é semelhante ao
tungstênio. Geralmente emprega-se
adicionado o cromo produzindo grande
resistência aos esforços repetidos.
Mn
Mo
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Niquel (Ni)
Aumenta a resistência a tração e o limite
elástico conforme aumenta sua
concentração.O níquel acima de 25%
torna o aço austenítico, que é não
magnético e bastante resistente à
corrosão. Com 36% de Ni, o aço tem o
menor coeficiente de dilatação térmica e
é usado em instrumentos de medição.
Ni
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Silício (Si)
É um agente desoxidante na produção
do aço. Aumenta a resistência à corrosão
e a resistência à tração, mas prejudica a
soldagem.
O silício aumenta significativamente a
resistividade elétrica do aço e, por isso,
aços com silício são amplamente usados
em núcleos magnéticos (motores,
transformadores, etc) devido às menores
perdas com as correntes parasitas que
se formam.
Si
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Titânio (Ti)
Favorece a estabilidade dos aços a
quente..
• Tungstênio (W)
É geralmente adicionado aos aços com
outros elementos. Aumenta a resistência
à tração em altas temperaturas. Forma
carbonetos bastante duros e é usado em
aços para ferramentas (aços rápidos).
Ti
W
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Vanádio (V)
Refina a estrutura do aço, impedindo o
crescimento dos grãos. Forma
carbonetos duros e estáveis e é usado
em aços para ferramentas para aumentar
a capacidade de corte e dureza em altas
temperaturas. Muito usado na construção
de chaves.
V
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Ligado – Classificação numérica NBR NM 87
Aço-Manganês:
13xx
Aço-Niquel
23xx
25xx
Aço-Cromo
50xx
51xx
52xx
Aço-Molibdênio:
40xx
44xx
Aço-Niquel-Cromo:
30xx
31xx
32xx
33xx
34xx
35xx
Aço-Níquel-Molibdênio:
46xx
48xx
Aço-Silício-Vanádio:
95xx
Aço-Silício-Vanádio:
61xx
Aço-Silício-Manganes:
92xx
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Ligado – Classificação numérica NBR NM 87
Aço-Níquel-Cromo-Molibdênio:
43xx
45xx
47xx
81xx
86xx
87xx
88xx
93xx
94xx
97xx
98xx
Aço-Cromo-Molibdênio:
62xx
48xx
Aço ao Boro:
xxBxx
Aço ao Chumbo:
xxLxx
Aço ao Enxofre:
xxSxx
Aços - Classificação
Materiais mecânicos
• Aço Ligado (Aço-liga)
Os aços-ligados, por serem uma família bastante
ampla de diferentes tipos de aço, com propriedades
bastante distintas, encontram aplicações igualmente
vastas.
Podem ser encontrados em praticamente todos os
segmentos industriais, desde a construção civil até a
construção naval, passando pela indústria petrolífera,
automobilística, aeronáutica e bélica.
	MATERIAIS�MECÂNICOS�AÇOS��
	Aços
	Aços
	Aços
	Aços
	Aços - Classificação
	Número do slide 7
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Número do slide 15
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
	Aços - Classificação
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