O que torna os aços-liga tão importantes em nosso cotidiano e em nossas aplicações industriais? Os aços-liga, com elementos adicionais como cromo e níquel, oferecem maior resistência, tenacidade e resistência ao desgaste e à corrosão. Este artigo explora os diferentes tipos de aços-liga, suas propriedades exclusivas e suas funções essenciais em vários setores, como automotivo, construção e manufatura. Ao ler mais, você descobrirá como esses materiais versáteis contribuem para os avanços tecnológicos e melhoram a durabilidade e o desempenho dos produtos. Mergulhe de cabeça para entender o fascinante mundo dos aços-liga e suas aplicações indispensáveis.
Os aços-liga são essencialmente aços-carbono aprimorados com elementos de liga adicionais, como Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo etc.
Esses elementos melhoram várias propriedades do aço, como resistência, tenacidade, temperabilidade e soldabilidade. Os aços-liga são geralmente categorizados com base no conteúdo dos elementos de liga.
Além disso, os aços-liga são empregados especificamente em diferentes setores e, portanto, também são comumente classificados de acordo com sua aplicação.
Classificação por teor de liga
Classificação por uso
1) Aço estrutural de baixa liga e alta resistência
Seu grau é organizado na sequência da letra chinesa Pinyin (Q), que representa o ponto de rendimento, o valor limite de rendimento e o símbolo do grau de qualidade (A, B, C, D, E).
Por exemplo, Q390A significa aço estrutural de alta resistência de baixa liga com resistência ao escoamento σs = 390N/mm2, grau de qualidade A.
2) Liga de aço estrutural
Seu grau é formado por "dois dígitos + símbolo de elemento + dígito".
Os dois primeiros dígitos representam os dez milésimos da média teor de carbono por massa no aço, o símbolo do elemento indica os elementos de liga contidos no aço, e o número após o símbolo do elemento representa os centésimos do conteúdo médio desse elemento por massa.
Se a fração de massa média do elemento de liga for menor que 1,5%, somente o elemento será marcado sem um valor. Quando a fração de massa média é ≥1,5%, ≥2,5%, ≥3,5% etc., os números 2, 3, 4 etc. são marcados após o elemento de liga.
Por exemplo, 40Cronde a fração de massa média de carbono Wc=0,4% e a fração de massa média de cromo WCr <1,5%. Se for um aço de alta qualidade, o "A" é adicionado no final do grau, como o aço 38CrMoAlA, que é um aço estrutural de liga de alta qualidade.
3) Rolamento de aço
A letra "G" (a primeira letra do Pinyin chinês da palavra "rolling") é adicionada antes do grau, e o número depois indica os milésimos do teor de cromo em massa, enquanto o teor de carbono não é indicado.
Por exemplo, o aço GCr15 é um aço para rolamentos com uma fração de massa média de cromo WCr = 1,5%.
Se outros elementos de liga estiverem presentes no cromo aço para rolamentosSe o aço para rolamentos for de alta qualidade, ele será expresso da mesma forma que o aço estrutural de liga geral. Todos os aços para rolamentos são aços de alta qualidade, mas o grau não termina com "A".
4) Liga de aço para ferramentas
O método de numeração deste tipo de aço é semelhante ao do aço estrutural de liga, exceto pelo fato de que, quando Wc < 1%, um único dígito é usado para representar os milésimos do conteúdo de carbono em massa. Quando a fração de massa de carbono é ≥1%, ela não é indicada.
Por exemplo, no aço Cr12MoV, a fração de massa média de carbono é Wc=1,45%~1,70%, portanto, não é indicada; a fração de massa média de Cr é 12%, e as frações de massa de Mo e V são ambas inferiores a 1,5%.
Entretanto, os aços para ferramentas de alta velocidade são exceções, e a fração média de massa de carbono não é indicada, independentemente da quantidade. Como os aços-ferramenta de liga e os aços-ferramenta de alta velocidade são aços de alta qualidade, não há necessidade de marcar "A" no final de sua classificação.
5) Aço inoxidável e aço resistente ao calor
O número na frente do tipo de aço indica os milésimos da fração de massa de carbono.
Por exemplo, em 3Cr13 aço, a fração de massa média Wc=0,3% e a fração de massa média WCr=13%. Quando a fração de massa de carbono Wc≤0,03% e Wc≤0,08%, os prefixos "00" e "0" são usados respectivamente, por exemplo, aços 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9, etc.
Q345
Aplicações: Usado principalmente na fabricação de pontes, navios, veículos, caldeiras, vasos de pressão, oleodutos e gasodutos, grandes estruturas de aço, etc. É usado no estado laminado a quente e resfriado a ar, a estrutura é F+P de granulação fina e não é mais tratada termicamente.
| Composição química wt% | |||||
| C | Mn | Si | V | Nb | Ti |
| 0.18~0.20 | 1.0~1.6 | 0.55 | 0.02~0.15 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 |
O Q345 inclui as antigas classes de aço 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu.
| Espessura mm | Propriedades mecânicas | |||
| σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
| <16 | ≥ 345 | 470-630 | 21-22 | 34 |
| 16-35 | ≥ 325 | |||
| 35-50 | ≥ 295 | |||
Q420
Usado no estado normalizado, a estrutura é F+S. O Q345 inclui as antigas classes de aço 15MnVN, 14MnVTiRE.
| Composição química wt% | |||||||
| C | Mn | Si | V | Nb | Ti | Cr | Ni |
| ≤ 0.20 | 1.0~1.7 | 0.55 | 0.02~0.2 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 | ≤ 0.40 | ≤ 0.70 |
| Espessura mm | Propriedades mecânicas | |||
| σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
| <16 | ≥ 420 | 520-680 | 18-19 GB/T159 | 3491-1994 |
| 16-35 | ≥ 400 | |||
| 35-50 | ≥ 380 | |||
40Cr
Aplicações: Usado para fabricar várias peças importantes em automóveis, tratores, máquinas-ferramentas e outras máquinas, como engrenagens de máquinas-ferramentas, eixos principais, virabrequins de motores de automóveis, bielas, parafusos e válvulas de admissão.
| Composição química principal wt% | C | 0.37-0.44 |
| Mn | 0.5-0.8 | |
| Si | 0.17-0.37 | |
| Cr | 0.81-1.1 | |
| Mo | 0.07-0.12 | |
| Tamanho da peça bruta tratada termicamente<25 mm | Resfriamento ℃ | 850 óleo |
| Têmpera ℃ | 520 água óleo | |
| Propriedades mecânicas (≥) | σb MPa | 980 |
| σs MPa | 785 | |
| Tamanho da peça bruta tratada termicamente<25 mm | 9 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J | 47 | |
| HB recozido | 207 | |
65Mn 60Mn2Si
Exemplos de aplicações do aço 65Mn 60Mn2Si: molas com seção ≤25 mm, como molas helicoidais de amortecedores de veículos.
| Grau de aço | 65Mn | 60Si2Mn | |
| Principais componentes w% | C | 0.62-0.70 | 0.56-0.64 |
| Mn | 0.90-1.20 | 0.60-0.90 | |
| Si | 0.17-0.37 | 1.50-2.00 | |
| Cr | ≤ 0.25 | ≤ 0.35 | |
| Tratamento térmico | Resfriamento ℃ | 830 óleo | 870 óleo |
| Têmpera | 540 | 480 | |
| Propriedades mecânicas | σs MPa | 800 | 1200 |
| σb MPa | 1000 | 1300 | |
| δ10 % | 8 | 5 | |
| ψ % | 30 | 25 | |
20Cr
Aplicações: Pode fabricar engrenagens em automóveis, tratores, eixos de comando de válvulas em motores de combustão interna, pinos de pistão e outras peças de máquinas. Pode suportar forte desgaste por atrito, cargas alternadas maiores, especialmente cargas de impacto.
| Composição química principal wt% | C | 0.17-0.24 |
| Mn | 0.5-0.8 | |
| Si | 0.20-0.40 | |
| Cr | 0.7-1.0 | |
| Tratamento térmico ℃ | Carbono | 930 |
| Processamento de preparação | 880 água e óleo | |
| Resfriamento | 780-820 água e óleo | |
| Têmpera | 200 | |
| Propriedades mecânicas (≥) | σb MPa | 835 |
| σs MPa | 540 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ % | 4o | |
| Akv J | 47 | |
| Tamanho do espaço em branco mm | <15 | |
20CrMnTi
| Composição química principal wt% | C | 0.17-0.24 |
| Mn | 0.8-1.10 | |
| Si | 0.17-0.37 | |
| Cr | 1.0-1.3 | |
| Tratamento térmico ℃ | Carbono | 930 |
| Processamento de preparação | 880 água e óleo | |
| Resfriamento | 770 água e óleo | |
| Têmpera | 200 | |
| Propriedades mecânicas (≥) | σb MPa | 1080 |
| σs MPa | 850 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J | 55 | |
| Tamanho do espaço em branco mm | <15 | |
GCr15:
Usado para fabricar os elementos rolantes (esferas, rolos, agulhas) de rolamentos, anéis internos e externos, etc. Também pode ser usado para fabricar medidores de precisão, matrizes de punção a frio, parafusos de avanço de máquinas-ferramenta e outras peças resistentes ao desgaste.
| Composição química principal wt% | C | 0.95-1.05 |
| Cr | 1.40~1.65 | |
| Si | 0.15~0.35 | |
| Mn | 0.25~0.45 | |
| Desempenho da especificação do tratamento térmico | Resfriamento ℃ | 820~ 840 |
| Têmpera ℃ | 150~160 | |
| HRC após a têmpera | 62~66 | |
| Objetivo principal | Ferrules com uma espessura de parede de <14 mm e um diâmetro externo de 250 mm. Uma esfera de aço com diâmetro de 25 a 200 mm. Um rolo com diâmetro de aproximadamente 25 mm. | |
9SiCr, CrWMn
| Grau de aço | 9SiCr | CrWMn | ||
| Composição química wt% | C | 0.85-0.95 | 0.9-1.05 | |
| Mn | 0.3-0.6 | 0.8-1.1 | ||
| Si | 1.2-1.6 | 0.15-0.35 | ||
| Cr | 0.95-1.25 | 0.9-1.2 W1.2-1.5 | ||
| Tratamento térmico | Têmpera a óleo | Temperatura de resfriamento ℃ | ≥62 | |
| Dureza HRC | 180-200 | 140-160 | ||
| Têmpera | Temperatura de revenimento ℃ | 60-62 | 62-65 | |
| Dureza HRC | Matriz, torneira, broca, alargador, fresa de engrenagem, frio matriz de estampagem, rolo de laminação a frio | Matrizes, brochas, calibradores, matrizes de estampagem complexas e de alta precisão, etc | ||
W18Cr4V
| C | Mn | Si | Cr | W | V | Fabricação de ferramentas de corte de alta velocidade, plainas, brocas, fresas, etc. |
| 0.7~0.8 | 0.1~0.4 | 0.2~0.4 | 3.8~4.4 | 17.5-19.0 | 1.0~1.4 |
Cr12:
Usado para fabricar vários moldes de punção a frio, moldes de encabeçamento a frio, moldes de extrusão a frio e moldes de trefilação, etc. Para grandes moldes a frio feitos de aço Cr12, há uma deformação mínima no tratamento térmico, o que o torna adequado para a fabricação de moldes pesados e complexos.
| Composição química wt% | ||||
| C | Si | Mn | Cr | V |
| 2.00-2.30 | ≤ 0.40 | ≤ 0.40 | 11.50-13.50 | 0.15~0.30 |
| Recozimento | Têmpera a óleo | Têmpera | ||
| Temperatura ℃ | Dureza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Dureza HRC |
| 870-900 | 207-255 | 950-1000 | 200-450 | 58-64 |
Exemplo de uso: Matriz de estampagem a frio, Matriz de desenho, Matriz de estampagem, Matriz de laminação
4Cr5MoSiV:
Sua estrutura consiste em martensitacarbetos granulares e uma pequena quantidade de austenita residual. Para garantir a dureza a quente, é necessário realizar o revenimento múltiplo.
| Composição química wt% | |||||
| C | Si | Mn | Cr | Mo | V |
| 0.32-0.42 | 0.80-1.20 | 0.40 | 4.50-5.50 | 1.00-1.50 | 0.30-0.50 |
| Recozimento | Têmpera a óleo | Têmpera | ||
| Temperatura ℃ | Dureza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Dureza HRC |
| 840-900 | 209-229 | 1000-1025 | 540-650 | 40-54 |
Exemplos de usos: matriz de encabeçamento a quente, matriz de fundição a quente, matriz de extrusão a quente, precisão matriz de forjamento
| Ferramenta de medição | Grau de aço |
| Modelo plano ou cartolina | 10. 20 ou 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn |
| Medidores gerais e medidores de bloco | T10A, T12A, 9SiCr |
| Medidores de alta precisão e medidores de bloco | Cr (ferramenta de corte aço), CrMn, GCr15 |
| Medidores de alta precisão e de formato complexo e medidores de bloco | CrWMn (aço de baixa deformação) |
| Ferramenta de medição resistente à corrosão | 4Cr13,9Cr18 (aço inoxidável) |
O aço inoxidável refere-se a tipos de aço com alta resistência à corrosão na atmosfera e em meios gerais.
| Grau de aço | Composição química wt% | σb | σ0.2 | δ5 | ψ | Ak | Dureza | |
| C | Cr | MPa | MPa | % | % | J | ||
| 1Cr13 Tipo M | ≤0.15 | 11.5-13.5 | ≥540 | ≥345 | ≥25 | ≥55 | ≥78 | ≥159 HB |
| Tratamento térmico: 9501000 ℃ óleo ou resfriamento com água, 700750 ℃ resfriamento e têmpera rápidos; Objetivo: produzir peças resistentes a meios pouco corrosivos e que possam suportar cargas de impacto, como lâminas de turbinas a vapor, válvulas de máquinas de pressão de água, estruturas, parafusos, porcas etc | ||||||||
| 9Cr18 Tipo M | 0.9-1.0 | 17-19 | ≥55 HRC | |||||
| Tratamento térmico: 1000-1050 ℃ têmpera a óleo, 200-300 ℃ óleo, resfriamento a ar e revenimento; Uso: ferramenta de corte mecânico para fatiamento de aço inoxidável, ferramenta de corte, lâmina cirúrgica, peça de alta resistência à abrasão e à corrosão | ||||||||
| 1Cr17 Tipo F | ≤0.12 | 16-18 | ≥450 | ≥205 | ≥22 | ≥50 | ≥183 HB | |
| Tratamento térmico 780°C~850°C resfriamento a ar. Objetivo: produzir equipamentos para fábricas de ácido nítrico, como torres de absorção, trocadores de calor, tanques de ácido, tubulações de transporte e equipamentos para fábricas de alimentos | ||||||||
Aço inoxidável martensítico:
1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, etc. Todos eles têm resistência suficiente à corrosão em meios oxidantes. Os aços de baixo carbono 1Cr13 e 2Cr13 têm melhor resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas. À medida que o teor de carbono aumenta, os aços 3Cr13 e 4Cr13 aumentam a força e a resistência ao desgaste, mas reduzem a resistência à corrosão.
Aço inoxidável ferrítico:
1Cr17, 1Cr17Ti, etc. Esse tipo de aço tem uma fração de massa de cromo de 17%~30% e uma fração de massa de carbono inferior a 0,15%. Ele tem uma estrutura de ferrita monofásica e melhor resistência à corrosão do que o aço Cr13.
Aço inoxidável austenítico:
O tipo Cr18Ni9 (também conhecido como aço inoxidável tipo 18-8) é um dos aços inoxidáveis mais comumente usados. Esse tipo de aço inoxidável austenítico tem baixo teor de carbono (cerca de 0,1%) e excelente resistência à corrosão. O aço geralmente inclui adições de Ti (titânio) ou Nb (nióbio) para evitar a corrosão. corrosão intergranular.
Essa classe de aço tem menor resistência e durezae não é magnético. No entanto, oferece plasticidade, tenacidade e resistência à corrosão superiores às do aço inoxidável do tipo Cr13. Um tratamento de solução pode melhorar ainda mais a resistência à corrosão desse aço inoxidável austenítico.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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