Já alguma vez se interrogou sobre o que torna as estruturas de aço à nossa volta tão fiáveis e fortes? Este artigo explora o fascinante mundo dos perfis de aço, desde formas simples como o aço quadrado e redondo até formas complexas como as vigas I e o aço H. Saiba como estes materiais essenciais são classificados e utilizados na construção e descubra as vantagens que trazem aos projectos de engenharia modernos.
① Aço quadrado - aço quadrado laminado a quente, aço quadrado estirado a frio;
② Aço redondo - aço redondo laminado a quente, aço redondo forjado, aço redondo estirado a frio
③ Fio-máquina;
④ Aço plano;
⑤ Aço plano para molas;
⑥ Aço angular - aço angular igual, ângulo desigual aço;
⑦ Triângulo de aço
⑧ Aço hexagonal;
⑨ Aço em forma de arco;
⑩ Aço elíptico
① Viga em I - viga em I normal, viga em I ligeira
② Canal de aço - canal de aço laminado a quente (canal de aço comum, canal de aço leve), canal de aço dobrado
③ Viga H (também conhecida como viga I de perna larga)
④ Carril de aço - carril pesado, carril ligeiro, carril para gruas, outros carris especiais
⑤ Aço do caixilho da janela
⑥ Estacas-pranchas de aço
⑦ Aço de secção dobrada - aço enformado a frio, aço enformado a quente
⑧ Outros
| Perfis | Grande | Médio porte | Pequena dimensão |
| Viga em I | Altura ≥ 180mm | Altura<180mm | / |
| Canal de aço | Altura ≥ 180mm | Altura<180mm | / |
| Ângulo de aço equilátero | Largura do rebordo 2160 mm | Largura do rebordo 50-140mm | Largura do rebordo 20-45 mm |
| Ângulos de aço desiguais | Largura do rebordo ≥ 160 × 100 mm | Largura do rebordo 140 × 90-50 × 32mm | Largura do rebordo ≤ 45 × 28 mm |
| Aço redondo | Diâmetro ≥ 90mm | Diâmetro 38-80mm | Diâmetro 10-36mm |
| Aço quadrado | Largura do rebordo 290 mm | Largura do rebordo 50-75 mm | Largura do rebordo 10-25mm |
| Aço plano | Largura ≥ 120mm | Largura 60-100mm | Largura 12-55mm |
| Aço roscado | / | Diâmetro ≥ 40mm | Diâmetro 10-36mm |
| Aço para rebites | / | / | Diâmetro 10-22mm |
| Outros | Aço moldado especial: sapatas de carris, estacas-pranchas de aço, etc. | Aço de forma especial, aço plano composto para pequenas ferramentas agrícolas, etc | Aço para moldes especiais, aço para ferramentas agrícolas, aço para caixilharia de janelas, etc |
Os fios laminados são produtos de aço redondos laminados a quente, normalmente com 5-9 mm de diâmetro, com variantes de aço de rosca com menos de 10 mm. São fornecidos principalmente sob a forma de bobinas, produzidas por máquinas de enrolamento avançadas, e são também conhecidos como barras de bobinas ou rolos enrolados.
As principais aplicações do fio-máquina incluem o reforço em estruturas de betão armado, componentes em aplicações de soldadura e como matéria-prima para processamento posterior, como a trefilagem e o fabrico de agrafos.
De acordo com as classificações do sector, o fio-máquina abrange diversas variedades:
O tipo mais comum é a barra de bobina laminada a quente de aço comum de baixo teor de carbono, muitas vezes referida como fio-máquina comum. Estas são laminadas a quente a partir de aço-carbono normal de grau Q195, Q215 ou Q235, com diâmetros nominais que variam entre 5,5 mm e 14,0 mm.
Os métodos de produção modernos utilizam moinhos de fio-máquina de alta velocidade sem torção, seguidos de processos de arrefecimento controlados. Esta tecnologia avançada permite uma gama de diâmetros mais alargada de 5,5-22,0 mm e um aumento significativo do peso das bobinas. Enquanto as bobinas tradicionais pesam entre 100-200 kg, as instalações mais modernas podem produzir bobinas com peso até 2500 kg, aumentando a eficiência no processamento e manuseamento subsequentes.
O fio-máquina normal é amplamente utilizado na construção, trefilagem, embalagem, produção de varões de soldadura e no fabrico de elementos de fixação, como parafusos, porcas e rebites. O fio-máquina de alta qualidade, por outro lado, é fornecido exclusivamente como barras de bobina laminadas a quente feitas de aços estruturais de carbono de alta qualidade, como 08F, 10, 35Mn, 50Mn, 65 e 75Mn. Estes servem de matéria-prima para fios de aço de alta qualidade, produtos metálicos especializados e componentes estruturais críticos.
A convenção da indústria classifica normalmente os produtos com mais de 8 mm como perfis de alta qualidade, enquanto os produtos com menos de 8 mm são classificados como produtos metálicos. O controlo de qualidade dos fios-máquina vai além dos requisitos de resistência, incluindo testes de flexão a frio e verificações dimensionais, adaptados às aplicações pretendidas. A qualidade da superfície é fundamental, com controlos rigorosos para evitar defeitos como fissuras, dobras, crostas, buracos, delaminação e inclusões.
O avanço contínuo da tecnologia de produção de fio-máquina, incluindo o arrefecimento controlado com precisão e as técnicas de laminagem avançadas, melhorou significativamente a qualidade e a consistência do produto e a gama de propriedades possíveis. Este progresso permite que o fio-máquina satisfaça requisitos cada vez mais exigentes em várias aplicações de elevado desempenho em todas as indústrias.
A designação de varão com nervuras laminado a quente é formada pelas iniciais HRB e pelo ponto de escoamento mínimo da classe. H, R e B significam, respetivamente, Hot rolled (laminado a quente), Ribbed (com nervuras) e Bars (barras). Existem três classes de varões com nervuras laminados a quente: HRB335 (antiga classe 20MnSi), HRB400 (antigas classes 20MnSiV, 20MnSiNb, 20MnTi) e HRB500.
① Perspectivas de mercado promissoras para vergalhões roscados de vanádio grau III
O novo varão roscado de vanádio de grau III (20MnSiV, 400Mpa), que incorpora ligas como o vanádio, o nióbio e o titânio durante a produção, apresenta maior resistência, melhor tenacidade, desempenho de soldadura superior e boa resistência sísmica em comparação com o varão roscado normal de Grau II.
Nos mercados de construção de países desenvolvidos como a Europa, os varões roscados de grau III constituem 80% do volume total de varões roscados. A utilização de varões roscados de vanádio de grau III de alta resistência atingiu 80-90% em países como o Reino Unido, a Alemanha, a Austrália e o Japão.
Introduzidas na China em 1995 pelo antigo Ministério da Metalurgia e pelo Ministério da Construção, as novas especificações técnicas dos varões roscados de grau III foram incorporadas na norma nacional GBJ10-89 "Especificações de projeto de estruturas de betão".
Foi implementado desde 1 de janeiro de 1997 e aplicado com sucesso em edifícios altos, grandes centrais eléctricas, pontes, túneis, aeroportos e outros projectos de engenharia, demonstrando um vasto potencial de mercado. O Ministério da Construção tinha como objetivo que o novo varão de grau III atingisse 50% do volume total de varões roscados até 2002 e 80% até ao final do "10º Plano Quinquenal".
No entanto, devido a uma promoção insuficiente, a sua utilização é ainda significativamente inferior à do antigo varão roscado normal de Grau II 335Mpa. Por conseguinte, é necessária uma promoção e comercialização vigorosas do novo varão roscado de grau III.
② Vantagens do vergalhão roscado de Vanádio Grau III
A. Económico: Devido à sua elevada resistência, o novo varão roscado de grau III poupa 10-15% de aço em comparação com o grau II, reduzindo assim o custo de construção.
B. Elevada resistência e boa tenacidade: O tratamento de microligação permite obter um ponto de escoamento superior a 400Mpa e uma resistência à tração superior a 570Mpa, sendo cada 20% superior à dos varões roscados de grau II.
C. Antissísmico: O varão de vanádio apresenta uma resistência superior à flexão, resistência ao envelhecimento e desempenho à fadiga de baixo ciclo, tornando-o muito superior ao varão roscado de Grau II em termos de resistência sísmica.
D. Soldável: Com um teor de carbono ≤0,54%, oferece excelente soldabilidade, acomodando uma variedade de métodos de soldadura com processos simples e cómodos.
E. Construção cómoda: Os novos varões roscados de grau III aumentam o espaço de construção, assegurando a comodidade e a qualidade da construção.
Caracterização do aço H laminado a quente
O aço H laminado a quente, um elemento estrutural versátil, é classificado em três categorias principais: aço H de abas largas (HK), aço H de abas estreitas (HZ) e estacas de aço H (HU). A nomenclatura normalizada para o aço H segue o seguinte formato Altura H × Largura B × Espessura da alma t1 × Espessura do banzo t2.
Por exemplo, o aço H Q235 ou SS400 200×200×8×12 designa um aço H de abas largas com as seguintes especificações:
Vantagens e aplicações do aço H laminado a quente
O aço H representa um avanço significativo nos materiais de construção económicos, oferecendo uma combinação de geometria de secção ideal e propriedades mecânicas superiores. As principais vantagens incluem:
As aplicações comuns do aço H laminado a quente incluem:
As propriedades únicas do aço H fazem dele a escolha preferida em projectos em que a utilização optimizada de materiais, a integridade estrutural e a facilidade de fabrico são considerações fundamentais.
O aço enformado a frio é um material económico, leve e de paredes finas material de açoTambém conhecido como perfil de aço enformado a frio ou perfil enformado a frio. É formado pela dobragem de bandas de aço laminadas a quente ou a frio em várias formas e tamanhos de secção transversal. O aço enformado a frio apresenta as seguintes características
1. Secção transversal económica e racional, com economia de material. A forma da secção transversal do aço enformado a frio pode ser concebida de acordo com as necessidades, com uma estrutura razoável e um coeficiente de secção mais elevado por unidade de peso, em comparação com o aço laminado a quente.
Com a mesma carga, o peso dos componentes pode ser reduzido, poupando materiais. Quando utilizado em estruturas de edifícios, o aço enformado a frio pode poupar 38-50% do metal em comparação com o aço laminado a quente e, quando utilizado em máquinas agrícolas e veículos, pode poupar 15-60% do metal. Isto facilita a construção e reduz os custos globais.
2. Variedades diversas, capazes de produzir perfis de aço enformados a frio com espessura de parede uniforme e formas complexas de secções transversais que são difíceis de produzir utilizando métodos gerais de laminagem a quente, bem como aço enformado a frio feito de diferentes materiais.
3. A superfície do produto é lisa e atraente, com dimensões precisas, e o comprimento pode ser ajustado de forma flexível de acordo com as necessidades. São fornecidos inteiramente de acordo com o tamanho ou vários tamanhos, melhorando a utilização do material.
4. O processo de produção pode ser coordenado com a perfuração e outras operações para satisfazer diferentes necessidades.
O aço enformado a frio existe numa variedade de tipos. Do ponto de vista da secção transversal, existem tipos abertos, semi-fechados e fechados. Os principais produtos incluem canais de aço enformados a frio, cantoneiras de aço, aço em forma de Z, chapa de aço ondulada enformada a frio, tubo quadrado, tubo retangular, soldadura eléctrica tubo de aço de forma especial, porta de persiana, etc.
O aço enformado a frio normalmente produzido tem menos de 6 mm de espessura e menos de 500 mm de largura. Os produtos são amplamente utilizados em indústrias como a mineração, construção, maquinaria agrícola, transportes, pontes, petroquímica, indústria ligeira e eletrónica.
Os perfis de alta qualidade são formas feitas de aço de primeira qualidade, categorizadas em laminadas a quente (forjadas), estiradas a frio (puxadas) e outras variedades.
Os perfis de alta qualidade laminados a quente (forjados) incluem o aço carbono para construção, o aço carbono para ferramentas, o aço ligado para construção, o aço para molas e o aço inoxidável, aço para rolamentosaço de liga para ferramentas, aço para moldes e aço de alta velocidade para ferramentas.
Os perfis de alta qualidade estirados a frio (puxados) incluem o aço de carbono para construção, o aço de carbono para ferramentas, o aço de liga para construção, o aço para molas, o aço inoxidável, o aço para rolamentos, o aço de liga para ferramentas, o aço de alta velocidade para ferramentas, o aço de corte livre, o aço para encabeçamento a frio e o S/5A. O S/5A é um produto frequentemente utilizado para o fabrico de cartuchos de artilharia e pontas de balas.
Outras variedades são perfis especializados de alta qualidade, incluindo aço oco, material para cilindros de oxigénio, aço para laminagem a frio, ferro puro industrial, aço de corte livre laminado a quente, D60, S/5A, F18, F11, entre outros. Estes últimos são materiais de qualidade militar.
O aço para perfis de alta qualidade está disponível em vários tamanhos, sendo o aço redondo e quadrado classificado por gama de especificações, como 8-10 mm, 11-15 mm, 18-20 mm, 205-245 mm. O aço plano é classificado por área de secção transversal em planos grandes, médios e pequenos. O aço hexagonal não é classificado por gama.
No entanto, a gama de perfis de aço de alta qualidade não pode substituir as especificações específicas, que devem ser fornecidas na documentação. As especificações dos perfis de alta qualidade são simples, sendo a maioria em aço redondo. Além disso, estão disponíveis aço quadrado, aço plano, aço hexagonal, aço oco e formas especiais.
Os desvios dimensionais do aço redondo, quadrado e hexagonal de alta qualidade, laminado a quente (forjado), são de precisão normal e de precisão superior. Os perfis estirados a frio têm dimensões mais exactas e superfícies mais lisas, algumas das quais são mais polidas ou rectificadas.
O aço redondo com superfícies refinadas através de polimento ou retificação é designado por aço brilhante. Os perfis de alta qualidade raramente são utilizados no seu estado atual. Frequentemente, são submetidos a um processamento adicional e a um tratamento térmico nas instalações do utilizador. Por conseguinte, para além de assegurar a composição química, é crucial garantir as propriedades mecânicas após o tratamento térmico.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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