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Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Aços Resistentes ao Calor

5 - Conclusões

Em relação aos aços resistentes ao calor, podem ser feitas resumidamente as seguintes generalizações:

 

a) estruturas de granulação grosseira são mais resistentes que as de granulação fina (oposto do que ocorre à temperatura ambiente);

 

b) em virtude da granulação, as estruturas fundidas são mais

resistentes que as trabalhadas;

 

c) estruturas estáveis são mais resistentes que as metaestáveis;

 

d) estruturas do tipo austeníticos são mais resistentes que as do tipo ferrítico;

 

e) uma maior durabilidade a uma temperatura elevada geralmente resulta em ruptura com menor ductilidade;

 

f) as rupturas a altas temperaturas são geralmente intercristalinas, ao contrário das rupturas através dos grãos que correm normalmente à temperatura ambiente.

 

O gráfico da figura 180 resume as propriedades de resistência à ruptura (tensão para produzir ruptura em 1.000 horas) e de resistência à fluência (tensão para produzir deformação de 1% em 10.000 horas) em função de várias temperaturas para diversos tipos de aços resistentes ao calor. Para servir de ponto de referência, incluíram-se curvas para um aço comum de baixo carbono.

 

 

 

Fig. 180 – Relação entre resistência à fluência e resistência à ruptura de um lado e temperatura de outro para alguns tipos de aços resistentes ao calor. Os aços representados  por “A” caracterizam-se por serem do tipo 18-8 estabilizados com Ti e Nb ou por apresentarem níquel prevalecendo sobre o cromo (25Ni-6Cr) e molibdênio (3% a 6%).

 

 

Alguns dos aços representados nos gráficos – precisamente por A – são aços recomendados para peças de motores a jato (265) entre os quais os tipos seguintes:

 

a) Timken 16-25-6, cuja composição é de 24,m-27,0% de Ni; 15,0-17,0% de Cr; 5,5-7,0% de Mo; 2,0% max. de Mn; 1,0% max. de Si; 0,10-0,20% de N2 e 0,12% max. de C e cujos característicos mecânicos a altas temperaturas são:

 

Limite de resistência à tração ------------  650°C                   730°C                   815°C

                                                             70 kgf/mm2            42 kgf/mm2      33,5 kgf/mm2

                                                              (690 MPa)               (410 MPa)          (325 MPa)

 

 

Alongamento ----------------------------- 13%                           40%                      27%

 

Tensão de ruptura em 100 horas ------- 29,5 kgf/mm2      19,5 kgf/mm2      9,0 kgf/mm2

                                                                  (285 MPa)          (195 MPa)             (90 MPa)

 

Resistência à fluência (0,1% em 1000h) – 6,3 kgf/mm2          -                    1,4 kgf/mm2     

                                                                      (63 MPa)                                     (14 MPa)

 

 

 

b) 19-9 DL,cuja composição é 19% Cr; 9% Ni; 1,3% Mo; 1,3% W; 1,0% Mn; 0,6% Si; 0,4% Ti; 0,4% Nb e 0,3% C, com característicos mecânicos seguintes:

 

 

Limite de resistência à tração ----------- 650°C                                 815°C

                                                            52,5 kgf/mm2                22,5 kgf/mm2

                                                              (515 MPa)                        (225 MPa)

Alongamento -----------------------------   33,5 %                                53,0%

 

Tensão de rupture e 100 horas ----------  28,0 kgf/mm2                    9,3 kgf/mm2

                                                                  (270 MPa)                         (93 MPa)

 

Resistência à fluência (tensão para

velocidade de fluência mínima de

0,0001% por hora) -----------------------  17,5 kgf/mm2                          5,0 kgf/mm2

                                                                  (175 MPa)                             (50 MPa)

 

 

A Tabela 137 (266) dá uma idéia da seleção de um aço refratário de acordo com o emprego desejado, levando-se em conta somente a natureza do meio e a temperatura.

 

 

Tabela 137 – Seleção de um aço refratário

 

Atmosfera

Temperatura máxima de emprego em serviço contínuo (°C)

Aço recomendado

Observações

Oxidante

650

5-6% Cr

Solda delicada

850

Ferrítico 17% Cr

Solda delicada; resistência à fluência pequena

900

Austenítico 18-8 e suas variedades

 

1100

Ferrítico – 28%Cr

Austenítico –25-12

Austenítico –25-20

Austenítico - 35Ni-20Cr

Evitar solda; baixa resistência à fluência

1150

Ligas Ni-Cr (60-20 ou 80-20)

 

Redutora carburizante

900

Austenítico 25-12

 

1000

Austenítico– 25-20

Austenítico- 35Ni-20Cr

 

1100

Ligas Ni-Cr

 

Redutora sulfurosa

700

Austenítico 18-8

 

 

750

Ferrítico com 17%Cr

Evitar solda

 

900

Austenítico-25-12

Austenítico- 25-20

 

 

1000

Ferrítico com 28%Cr

Evitar solda; pequena resistência à fluência

 

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