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Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Aços-carbono e Aços-liga

01 - Sistemas de classificação dos aços

Dada a grande variedade de tipos de aços, foram criados sistemas para sua classificação, os quais periodicamente são submetidos a revisões.

 

Os aços podem ser classificados em grupos, em base de propriedades comuns:

a- composição, como aços-carbono e aços-liga

b- processo de acabamento, com aços laminados a quente ou aços laminados a frio

c- forma do produto acabado, como barras, chapas grossas, chapas finas, tiras, tubos ou prefis estruturais.

 

Há ulteriores subdivisões desses grupos, como aços-carbono de baixo, médio ou alto teor de carbono. Os aços-liga são freqüentemente classificados de acordo com o principal ou principais elementos de liga presentes.

 

Uma das classificações mais generalizadas - e que, inclusive, serviu de base para o sistema adotado no Brasil - é a que considera a composição química dos aços e, dentre os sistemas conhecidos, são muito usados os da "American Iron and Steel Institute -AISI" - e da "Society of Automotive Engineers - SAE".

 

A Tabela 20, adaptada do DATABOOK - 1980, editado pela American Society for Metals (101) mostra a designação adotada pela AISI e SAE que coincidem e a do "Unifield Numbering System - UNS", devido à "American Society for Testing Materials - ASTM" e SAE.

 

Nesse sistema, as letras XX ou XXX correspondem a cifras indicadoras dos teores de carbono. Assim, por exemplo, nas designações AISI-SAE, a classe 1023 significa aço-carbono com 0,23% de carbono em média e na designação UNS, a classe G10230, significa o mesmo teor de carbono.

 

Por outro lado, os dois primeiros algarismos diferenciam os vários tipos de aços entre si, pela presença ou somente de carbono como principal elemento de liga (além, é claro, das impurezas normais silício, manganês, fósforo e enxofre), ou de outros elementos de liga, como níquel, cromo, etc., além do carbono.

 

Assim, quando os dois primeiros algarismos são 10, os aços são simplesmente ao carbono; quando são 11, os aços são de usinagem fácil com alto enxofre; quando são 40, os aços são ao molibdênio, com 0,25% de molibdênio em média e assim em seguida.

 

Os aços de alto teor em liga, como os inoxidáveis, refratários, para ferramentas, etc., são classificados de modo diferente, como se verificará por ocasião de discussão dos mesmos.

 

Os alemães - cujas normas são também populares no Brasil - adotam um critério de classificação diferente. A norma DIN 17100 classifica os "aços para construção em geral", por exemplo, em função o seu limite de resistência à tração. Assim, a designação St 42 corresponde a um aço com limite de resistência à tração entre 42 e 50 kgf/mm2 (410 e 490 MPa), St 60, limite de resistência à tração entre 60 e 72 kgf/mm2 (590 e 710 MPa).

 

Já a norma DIN 17200, os classifica de acordo com a composição química: por exemplo, C35 significa aço-carbono com carbono médio de 0,35%; 34 CrMo4 corresponde a aço com carbono médio de 0,35% com cromo e molibdênio, equivalente ao tipo A151 4135 (*).

 

No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABTN, por intermédio das normas NBR 6006 (102) classifica os aços-carbono e os de baixo teor em liga segundo os critérios adotados pela AISI e SAE.

 

Muitos aços-liga são igualmente especificados pela sua edurecibilidade quando esse característico é exigido. Nesse caso, emprega-se o sufixo "H" (hardenability) para distingui-los dos tipos correspondentes que nao apresentam exigências de endurecibilidade.

 

Para os produtos de aço, as especificações mais utilizadas são da "American Society for Testing Materials - ASTM" e muitas dessas especificações da ASTM são adotadas pela "American Society of Mechanical Engineers - ASME", com pequena ou nenhuma modificação.

 

Tabela 20 - Sistemas SAE, AISI e UNS de classificação dos aços

 

 Designação Tipos de Aço
AISI-SAE UNS  
 10XX  G10XXX Aços-carbono comuns
 11XX G11XXX  Aços de usinagem fácil, com alto S 
 12XX G12XXX  Aços de usinagem fácil, com alto P e S 
 15XX G15XXX  Aços-Mn com manganês acima de 1% 
 13XX G13XXX  Aços-Mn com 1,75% de Mn médio 
 40XX G40XXX  Aços-Mo com 0,25% de Mo médio
 41XX G41XXX  Aços-Cr-Mo com 0,4 a 1,1% de Cr e 0,08 a 0,35% de Mo
 43XX G43XXX  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 G46XXX  Aços-Ni-Mo com 0,7 a 2% de Ni e 0,15 a 0,3% de Mo 
 47XX G47XXX  Aços-Ni-Cr-Mo com 1,05% de Ni, 0,45% de Cr e 0,2% de Mo 
 48XX G48XXX  Aços-Ni-Mo com 3,25 a 3,75% de Ni e 0,2 a 0,3% de Mo
 51XX G51XXX  Aços-Cr com 0,7 a 1,1% de Cr 
 E51100 G51986  Aços-cromo (forno elétrico) com 1% de Cr 
 E52100 G52986  Aços-cromo (forno elétrico) com 1,45% de Cr 
 61XX G61XXX  Aços-Cr-V com 0,6 ou 0,95% de Cr e 0,1 ou 0,15% de V mín. 
 86XX G86XXX  Aços-Ni-Cr-Mo com 0,55% de Ni, 0,5% de Cr e 0,2% de Mo
 87XX G87XXX  Aços-Ni-Cr-Mo com 0,55% de Ni, 0,5% de Cr e 0,25% de Mo
 88XX G88XXX  Aços-Ni-Cr-Mo com 0,55% de Ni, 0,5% de Cr e 0,3 a 0,4 de Mo 
 9260 G92XXX  Aços-Si com 1,8% a 2,2% de Si 
 50BXX G50XXX  Aços-Cr com 0,2 a 0,6% de Cr e 0,0005 a 0,003% de boro 
 51B60  G51601 Aços-Cr com 0,8% de Cr e 0,0005 a 0,003 de boro 
 81B45  G81451 Aços-Ni-Cr-Mo com 0,3% de Ni, 0,45% de Cr, 0,12% Mo e 0,0005 a 0,003% de boro 
 94BXX  G94XXX Aços-Ni-Cr-Mo com 0,45% de Ni, 0,4% de Cr, 0,12% Mo e 0,0005 a 0,003% de boro 

 

De acordo com a norma 6006 da ABTN, os aços-carbono são assim chamados quando os teores de silício e manganês não ultrapassam os teores de 0,6% (Si) e 1,65% (Mn). Neles, podem ainda ser especificados teor máximo de 0,1% de alumínio, teor mínimo de boro de 0,0005%, teor máximo de cobre de 0,3% ou ainda um teor máximo de chumbo de 0,35%. Se forem adicionados outros elementos como selênio, telúrio e bismuto, para melhorar as características de usinabilidade dos aços, estes são ainda considerados aços-carbono, do mesmo modo que o aço com adição de nióbio.

 

Ainda de acordo com a ABTN, os aços-liga são os aços em que possuem outros elementos de liga, não se considerando como tais os elementos adicionados para melhorar sua usinabildade. A soma de todos esses elementos, inclusive carbono, silício, manganês, fósforo e enxofre não pode ultrapassar 6%.

 

No caso dos elementos silício, manganês e alumínio, sempre presentes nos aços-carbono, os aços serão considerados ligados quando seus teores ultrapassarem 0,6%, 1,65% e 0,1 respectivamente.

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