Aco liga apresentacao

Engenharia de produção - Ciência dos Materiais

Aço - Liga


Introdução

História

Aço

Aços Ligas

Propriedades Físicas

Vantagens

Diagrama

Elementos mais comuns

Especificações

Classificação

Aplicações

Estrutura da Apresentação

Aço - Liga


Aço - Liga

Introdução

Apesar da grande variedade de metais existentes, a maioria não é empregada em estado puro, mas em ligas com propriedades alteradas em relação ao material inicial, o que visa, entre outras coisas, a reduzir os custos de produção.

As indústrias automobilísticas, aeronáuticas, navais, bélicas e de construção civil são as principais responsáveis pelo consumo de metal em grande escala.

As ligas possuem propriedades diferentes dos elementos que as originam. Algumas propriedades são tais como diminuição ou aumento do ponto de fusão, aumento da dureza, aumento da resistência mecânica.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ind%C3%BAstria_automobil%C3%ADstica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ind%C3%BAstria_aeron%C3%A1utica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ind%C3%BAstria_naval

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ind%C3%BAstria_b%C3%A9lica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Constru%C3%A7%C3%A3o_civil

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_fus%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza

http://pt.wikipedia.org/wiki/Resist%C3%AAncia_mec%C3%A2nica


História

A fabricação de ferro teve início na Anatólia, cerca de 2000 a.C. tendo sido a Idade do Ferro plenamente estabelecida por volta de 1000 a.C..

Neste período a tecnologia da fabricação do ferro espalhou-se pelo mundo. Em, aproximadamente, 500 a.C., chegou às fronteiras orientais da Europa e por volta de 400 a.C. chegou à China.

Os minérios de ferro eram encontrados em abundância na natureza, assim como o carvão. Atualmente a maior quantidade de matéria prima para produção de aço é a sucata proveniente dos resíduos de fabricação industrial.

Aço - Liga

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro

http://pt.wikipedia.org/wiki/Anat%C3%B3lia

http://pt.wikipedia.org/wiki/2000_a.C.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Idade_do_Ferro



http://pt.wikipedia.org/wiki/Europa

http://pt.wikipedia.org/wiki/400

http://pt.wikipedia.org/wiki/China

http://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o


Aço

Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se do ferro fundido, que também é uma liga de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11% e 6,67%.

A diferença fundamental entre ambos é que o aço, pela sua ductibilidade, é facilmente deformável por forja, laminação e extrusão, enquanto que uma peça em ferro fundido é fabricada pelo processo de fundição ou usinagem.

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Aços-liga

São aços que possuem elementos de ligas presentes nos aços carbono em proporções mais altas, ou aços que possuam elementos de ligas que normalmente não entram na composição dos aços carbono.

Estas quantidades são determinadas com o objetivo de promover mudanças nas propriedades físicas e mecânicas que permitam ao material desempenhar funções específicas.

Os aços-liga costumam ser designados de acordo com o seu elemento predominante.

Alguns exemplos: Aço-níquel Aço-cromo Aço-cromo-vanádio

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Propriedades Físicas dos Aços Liga

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Vantagens em adicionar elementos de liga nos aços

- Aumentar a usinabilidade

- Alterar as propriedades mecânicas

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- Aumentar a temperabilidade

- Conferir resistência à corrosão;

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- Conferir resistência ao desgaste

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Aço - Liga

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LIGAS FERRO-CARBONO

AÇOS FERROS FUNDIDOSSem liga ouAço-carbono

0<%C<2 2<%C<4

Não contem 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 dealta liga

Se pelo menos um el. de liga ultrapassar um teor de 5%

Teores máximos de alguns elementos nos aços sem liga:

• Al – 0,10• Bi – 0,10• B – 0,0008• Cr – 0,30• Co – 0,10• Cu – 0,05• Mn – 1,65• Mo – 0,08

• Ni – 0,30• Nb – 0,06• Pb – 0,40• Se – 0,10• Si – 0,50• Ti – 0,05• W – 0,01• V – 0,10

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Elementos de Ligas mais comuns

Cr – Cromo Ni – Níquel V - Vanádio

Mo – Molibdênio W – Tungstênio Co - Cobalto

B – Boro Cu - Cobre

Mn - Manganês, Si - Silício, P - Fósforo, S - Enxofre (residuais)

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MANGANÊS (residual)

Agente dessulfurante e desoxidante

Aumenta a dureza e a resistência (%Mn>1%)

Baixa a temperatura de transformação da martensita

Entre 11-14% Mn alcança-se alta dureza, alta ductilidade e excelente resistência ao desgaste (aplicações em ferramentas resistentes ao desgaste)

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ENXOFRE (residual)

Agente fragilizador

Se combinado com Mn forma MnS que pode ser benéfico (melhora a usinabilidade)

Está presente em altos teores em aços para usinagem fácil

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NÍQUEL

Aumenta a resistência ao impacto (2-5% Ni)

Aumenta consideravelmente a resistência à corrosão em aços baixo carbono (12-20% Ni)

Com 36% de Ni tem-se coeficiente de expansão térmica próximo de zero.

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CROMO

Aumenta a resistência à corrosão e ao calor

Aumenta a resistência ao desgaste (devido à formação de carbetos de cromo)

Em aços baixa liga aumenta a resistência e a dureza

É normalmente adicionado com Ni (1:2)

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MOLIBIDÊNIO

Em teores < 0,3% aumenta a dureza e a resistência, especialmente sob condições dinâmicas e a altas temperaturas

Atua como refinador de grão

Melhora a resistência à corrosão

Forma partículas resistentes à abrasão

Contrabalança a tendência à fragilidade de revenido

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VANÁDIO

Forma carbetos que são estáveis a altas temperaturas

Inibe o crescimento de grão (0,03-0,25%) e melhora todas as propriedades de resistência sem afetar a ductilidade

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TUNGSTÊNIO

Mantém a dureza a altas temperaturas

Forma partículas duras e resistentes ao desgaste à altas temperaturas

Presente em aços para ferramentas

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SILÍCIO (residual)

Tem efeito similar ao Níquel

Melhora as propriedades de resistência com pouca perda de ductilidade

Melhora a resistência à oxidação

Com 2% de Si é usado para a confecção de molas

Aumenta o tamanho de grão (necessário para aplicações magnéticas)

Agente desoxidante

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BORO

É um agente endurecedor poderoso (0,001-0,003%)

Facilita a conformação à frio

Tem efeito 250-750 vezes ao efeito do Ni

100 vezes ao Cr

75-125 vezes ao Mo

Aços micro ligados

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ALUMÍNIO

Facilita a nitretação

Agente desoxidante

Controla o tamanho de grão pela formação de óxidos ou nitretos

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COBALTO

Melhora a dureza à quente

É usado em aços magnéticos

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FÓSFORO (Residual)

Aumenta a resistência dos aços baixo carbono

Aumenta a resistência à corrosão

Facilita a usinagem

Gera fragilidade à frio (0,04-0,025% no máximo)

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TITÂNIO

Reduz a dureza martensítica e a endurecibilidade de aços ao cromo

Impede a formação da austenita em aços ao cromo

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Especificações

- BAIXAS TEMPERATURAS Uso de aços-ligas para temperaturas inferiores à -45°C

(limite do aço carbono)

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- ALTA CORROSÃO Serviços onde o fluido é corrosivo, mesmo quando em

temperaturas dentro da faixa usual de trabalho do aço carbono. Os aços-ligas têm, geralmente, maior resistência à corrosão que o aço carbono.

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-SEM CONTAMINAÇÃO Serviços onde não pode haver contaminação dos produtos,

tais quais os produtos alimentícios e farmacêuticos. Nestes casos, mesmo as corrosões moderadas, sempre geram resíduos que vão contaminar o fluido contido no equipamento.

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-SEGURANÇAServiços com fluidos perigosos (temperaturas elevados,

tóxicos, inflamáveis, explosivos etc) ou em equipamentos de importância, para os quais qualquer interrupção causa grandes prejuízos.

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CLASSIFICAÇÃO

A classificação dos aços segundo as normas da SAE (Society of Automotive Engineers - EUA) é a mais utilizada em todo o mundo para aços-carbono e aços de baixa liga.

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A classificação SAE é baseada na composição química do aço.

Cada composição normalizada pela SAE corresponde a uma numeração com 4 ou 5 dígitos.

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Nas classificações, os 2 dígitos finais XX indicam os centésimos da porcentagem de C (Carbono) contida no material, podendo variar entre 05, que corresponde a 0,05% de C, a 95, que corresponde a 0,95% de C. Se a porcentagem de C atinge ou ultrapassa 1,00%, então o final tem 3 dígitos (XXX) e a classificação tem um total de 5 dígitos.

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SAE 1XXX – Aço-Carbono

SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens desprezíveis, teor de Mn de no máximo 1,0%)SAE 11XX – aço-carbono com S (Enxofre)SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo)SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço-Manganês)SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio)SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço-Manganês)

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http://pt.wikipedia.org/wiki/Enxofre

http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo


SAE 2XXX – Aço-Níquel

SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75%SAE 25XX – aço com Ni entre 4,75% e 5,25%

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SAE 3XXX – Aço-Níquel-Cromo

SAE 31XX – aço com Ni entre 1,10% e 1,40% e com Cr entre 0,55% e 0,90%SAE 32XX – aço com Ni entre 1,50% e 2,00% e com Cr entre 0,90% e 1,25%SAE 33XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% e com Cr entre 1,40% e 1,75%SAE 34XX – aço com Ni entre 2,75% e 3,25% e com Cr entre 0,60% e 0,95%

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SAE 4XXX – Aço-Molibdênio

SAE 40XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40% e 1,20%SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e 0,90% e com Ni entre 1,65% e 2,00%SAE 46XX – aço com Mo entre 0,15% e 0,30%, com Ni entre 1,40% e 2,00%SAE 47XX – aço com Mo entre 0,30% e 0,40%, com Cr entre 0,35% e 0,55% e com Ni entre 0,90% e 1,20%SAE 48XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Ni entre 3,25% e 3,75%SAE 5XXX – aço-CromoSAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20%

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SAE 5XXX – Aço-Cromo

SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20%

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SAE 6XXX – Aço-Cromo-Vanádio

SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V

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SAE 7XXX – Aço-Cromo-Tungstênio

Minério de Cromo-Tungstênio

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SAE 8XXX – Aço-Níquel-Cromo-Molibdênio

SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e 0,55% e com Mo entre 0,08% e 0,15%SAE 86XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 0,85% e com Mo entre 0,08% e 0,25%SAE 87XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 0,60% e com Mo entre 0,20% e 0,30%

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SAE 92XX – Aço-Silício-Manganês

SAE 92XX – aço com Si entre 1,80% e 2,20% e com Mn entre 0,70% e 1,00%

Minério de Manganês

SAE 93XX, 94XX, 97XX e 98XX – Aço-Níquel-Cromo-Molibdênio

SAE 93XX – aço com Ni entre 3,00% e 3,50%, com Cr entre 1,00% e 1,40% e com Mo entre 0,08% e 0,15%SAE 94XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,60%, com Cr entre 0,30% e 0,50% e com Mo entre 0,08% e 0,15%SAE 97XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,10% e 0,25% e com Mo entre 0,15% e 0,25%SAE 98XX – aço com Ni entre 0,85% e 1,15%, com Cr entre 0,70% e 0,90% e com Mo entre 0,20% e 0,30%

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Aplicações

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