O que torna o aço tão indispensável na construção e na manufatura modernas? Este artigo explora as diversas características e aplicações de vários tipos de aço, desde o aço carbono estrutural até o aço-ferramenta de alta velocidade. Os leitores obterão informações sobre as propriedades exclusivas que tornam cada tipo de aço adequado para usos industriais específicos, como estruturas de construção, componentes mecânicos e ferramentas de corte. Saiba como a composição e o processamento do aço influenciam seu desempenho e suas aplicações em diferentes setores.
a. Método de representação de notas
As classes de aço são representadas pelo pinyin chinês "Q", que representa o ponto de escoamento, seguido pelo valor numérico do ponto de escoamento (em MPa).
Atualmente, o padrão inclui cinco graus: Q195, Q215, Q235, Q255 e Q275.
Esses graus diferem principalmente em sua composição química, especialmente teor de carbonobem como suas propriedades mecânicas.
b. Principais características e aplicações
O aço estrutural de carbono é dividido em graus de qualidade com base no teor de enxofre e fósforo.
O aço estrutural carbono é um tipo de aço carbono comum que não contém elementos de liga, geralmente chamado de aço carbono simples.
Entre todos os tipos de aço, o aço estrutural carbono tem o preço mais baixo e possui resistência adequada, boa plasticidade, tenacidade, processabilidade e usinabilidade. Esse tipo de aço tem o maior rendimento e é amplamente utilizado para a fabricação de estruturas de construção, como chapa metálicaPerfis (redondos, quadrados, planos, hexagonais, ranhurados, angulares, etc.), barras de arame e perfis não padronizados. É comumente usado na construção de fábricas, pontes e navios.
Em geral, esse tipo de aço é usado diretamente em um estado laminado a quente.
Os tipos de aço são representados por números arábicos ou por uma combinação de números arábicos e símbolos de elementos químicos. O teor médio de carbono é indicado por dois dígitos (em dez milésimos), por exemplo, "08F", "45", "65Mn".
a. Padrão e grau
A norma nacional GB/T699-1999 especifica as condições técnicas, como o grau, a composição química, as propriedades mecânicas, os métodos de teste e as regras de aceitação do aço estrutural de carbono de alta qualidade.
Atualmente, há trinta e uma classes no padrão, incluindo "08F", "45", "85", "70Mn", etc.
b. Principais características e aplicações
Carbono de alta qualidade classes de aço estrutural diferem principalmente em seu teor de carbono. O aço estrutural de carbono de alta qualidade é normalmente dividido em aço de baixo carbono (C ≤ 0,25%), aço de médio carbono (C 0,25-0,60%) e aço de alto carbono (C > 0,60%) com base em seu teor de carbono.
O aço com baixo teor de carbono é usado principalmente para estruturas de trabalho a frio e soldagem. A cementação da superfície pode ser realizada na fabricação de peças resistentes ao desgaste.
O aço de médio carbono é usado principalmente para componentes mecânicos com requisitos de maior resistência. Dependendo da resistência necessária, ele passa por tratamentos de têmpera e revenimento. O aço com alto teor de carbono é usado principalmente na fabricação de molas e componentes mecânicos resistentes ao desgaste.
Esse aço é geralmente usado em um estado tratado termicamente. Às vezes, as quatro classes "65", "70", "85" e "65Mn" também são chamadas de aço para molas de carbono de alta qualidade.
O aço estrutural de carbono de alta qualidade tem alto rendimento e ampla aplicação. Na maioria das vezes, ele é laminado ou forjado em formas simples, como barras redondas, quadradas e planas, que são posteriormente processadas pelos usuários finais em várias peças e componentes.
Esse tipo de aço geralmente precisa passar por tratamento térmico, como normalização ou têmpera e revenimento, antes do uso. É usado principalmente para fabricar peças e componentes estruturais gerais para produtos mecânicos.
a. Método de representação de notas
A nomenclatura dos graus de aço consiste em três partes em sequência: o pinyin chinês "Q" que representa o ponto de escoamento, seguido pelo valor numérico do ponto de escoamento e, por fim, o símbolo do grau de qualidade (A, B, C, D, E). Por exemplo, Q390A e Q420E.
b. Padrão e nomenclatura
A norma nacional GB/T1591-94 especifica os requisitos técnicos, como o grau, a composição química, as propriedades mecânicas, os métodos de teste e as regras de aceitação do aço estrutural de baixa liga e alta resistência.
Atualmente, o padrão inclui cinco graus: Q295, Q345Q390, Q420 e Q460, que diferem em sua composição química e propriedades mecânicas.
c. Principais características e aplicações
O aço estrutural de baixa liga e alta resistência é um aço de baixa liga produzido pela adição de uma pequena quantidade de elementos de liga (geralmente não mais do que 3%) ao aço estrutural de carbono. No passado, era chamado de aço de baixa liga comum ou aço estrutural de baixa liga.
Esse tipo de aço tem baixo teor de carbono (não superior a 0,2%) e contém principalmente vanádio e nióbio, titâniomanganês, boro, etc. Em comparação com o aço estrutural de carbono, esse tipo de aço tem maior resistência, boa tenacidade, melhor processabilidade, desempenho de soldagem e resistência à corrosão.
Os produtos de aço estrutural de baixa liga e alta resistência incluem principalmente aço laminado a quente, barras e chapas. Esses produtos de aço são amplamente utilizados na fabricação de caldeiras, pontes, produtos químicos, mineração, navios e outros equipamentos.
a. Método de representação de notas
A nomenclatura dos tipos de aço consiste em números arábicos e símbolos de elementos químicos. O teor médio de carbono é indicado por dois dígitos (em dez milésimos) no início da categoria.
O método de representação dos elementos de liga é o seguinte:
Por exemplo, os teores médios de carbono, cromo, manganês e silício são 0,35%, 1,25%, 0,95% e 1,25%, respectivamente, para uma determinada liga de aço estrutural, que é representada pela classe 35CrMnSi.
Da mesma forma, o carbono, o cromo e o níquel com teores médios de 0,12%, 0,75% e 2,95%, respectivamente, são representados pelo grau 12CrNi3.
b. Padrão e Grau
O padrão nacional GB/T3077-1999 especifica os requisitos técnicos, como o grau, a composição química, as propriedades mecânicas, a estrutura de baixa ampliação, a qualidade da superfície, a profundidade de descarburaçãoInclusões não metálicas, etc., para ligas de aço estrutural.
Atualmente, há 77 classes em 24 grupos de aço (ou tipos de aço) na norma. Os grupos de aço são classificados com base nos elementos de liga contidos no aço, e cada grupo contém vários graus. Por exemplo, o grupo de aço Cr inclui oito classes, como "15Cr" e "50Cr".
c. Principais características e aplicações
O aço estrutural de liga é produzido pela adição de um ou mais elementos de liga ao aço estrutural de carbono para melhorar sua resistência, tenacidade e temperabilidade.
Dependendo da composição química (principalmente o teor de carbono), do processo de tratamento térmico e da aplicação, ele pode ser classificado em aço para cementação, temperado e revenido aço e aço de nitretação.
Os produtos de aço estrutural de liga incluem principalmente barras laminadas a quente, chapas grossas, chapas finas, aço trefilado a frio, aço plano forjado, etc. Esse aço é usado principalmente para fabricar componentes mecânicos de grande porte e amplamente utilizado em várias peças de transmissão e fixadores para automóveis, navios, maquinário pesado etc.
a. Método de representação de notas
A nomenclatura da liga de aço para ferramentas usa a letra "G" para aço, seguida de números que indicam o teor de carbono (em centésimos) e símbolos químicos que indicam os elementos de liga. Por exemplo, GCr15.
b. Padrão e grau
A norma nacional GB/T1299-2014 especifica os requisitos técnicos, como grau, composição química e propriedades mecânicas, não metálico inclusões, qualidade da superfície, tratamento térmico, etc., para ligas de aço para ferramentas.
A norma inclui 54 classes em oito categorias: aço para ferramentas de alta velocidade, aço para ferramentas de trabalho a quente, aço para ferramentas de trabalho a frio, aço para moldes de plástico e aço maraging, aço para rolamentosaço inoxidável e aço para fins especiais.
c. Principais características e aplicações
O aço-ferramenta de liga é um tipo de aço que contém elementos de liga, como cromo, molibdênio, vanádio, tungstênio ou cobalto, para melhorar a dureza, a resistência ao desgaste, a tenacidade e a resistência ao calor.
Ele é amplamente utilizado na fabricação de ferramentas de corteO sistema de controle de qualidade é um sistema de controle de qualidade que permite a utilização de ferramentas, matrizes, moldes e outros componentes que exigem alta dureza e resistência ao desgaste.
Diferentes tipos de ligas de aço para ferramentas têm suas próprias características e aplicações específicas.
a. Método de representação de notas
As classes de aços carbono para ferramentas são representadas pela letra pinyin "T" para o caractere chinês "carbono", algarismos arábicos e símbolos químicos. Os números arábicos indicam o teor médio de carbono (em milésimos).
b. Padrão e notas
A norma nacional GB1298-86 especifica as condições técnicas para as classes, a composição química, a dureza, a fratura, a estrutura de baixa ampliação, a profundidade de descarbonetação, a temperabilidade e a qualidade da superfície do aço carbono para ferramentas. A norma inclui oito classes: T7, T8, T8Mn, T9, T10, T11, T12 e T13.
c. Principais características e aplicações
O aço carbono para ferramentas é um tipo de aço com alto teor de carbono. Seu teor mínimo de carbono é de 0,65% e pode chegar a 1,35%. Para melhorar o desempenho geral do aço, adiciona-se 0,40-0,60% de manganês ao aço "T8" para obter o aço "T8Mn".
Quando a temperatura de trabalho das ferramentas de corte feitas de aço carbono para ferramentas ultrapassa 250oC, a dureza e a resistência ao desgaste das ferramentas (ou seja, a dureza vermelha do aço) diminuem drasticamente e seu desempenho se deteriora.
a. Método de representação de notas
O método de representação de classes de ligas de aço para ferramentas usa símbolos de elementos de liga e algarismos arábicos. O método de representação dos símbolos de elementos de liga é o mesmo do aço estrutural de liga.
Por exemplo, o tipo de liga de aço para ferramentas com um teor médio de carbono de 0,88% e um teor de cromo de 1,50% é representado por "9Cr2"; o tipo de liga de aço para ferramentas com um teor médio de carbono de 1,58%, um teor de cromo de 11,75%, um teor médio de molibdênio de 0,50% e um teor médio de vanádio de 0,23% é representado por "Cr12MoV".
b. Padrão e notas
A norma nacional GB1299-2000 especifica os requisitos técnicos para ligas de aço para ferramentas. A norma divide as ligas em seis grupos com base em seu uso: aço para Ferramentas de medição e ferramentas de corte, aço para ferramentas resistentes a impacto, aço para matrizes de trabalho a quente, aço para matrizes de trabalho a frio, aço para matrizes não magnéticas e aço para moldes de plástico, incluindo um total de 35 classes.
c. Principais características e aplicações
A liga de aço para ferramentas não tem apenas um alto teor de carbono, mas também um alto teor de elementos de liga como cromo, tungstênio, molibdênio e vanádio.
Portanto, o aço-ferramenta de liga tem maior dureza, resistência ao desgaste e tenacidade do que o aço-ferramenta de carbono, especialmente a capacidade de têmpera e revenimento e a dureza vermelha que não pode ser alcançada pelo aço-ferramenta de carbono.
As ligas de aço para ferramentas são classificadas em aço para processamento de pressão (processamento de pressão quente e fria) e aço para processamento de corte, de acordo com o método de processamento.
As principais variedades de aço são o aço redondo laminado a quente e forjado, o aço quadrado, o aço plano, bem como o aço trefilado a frio e em barra brilhante. Esse tipo de aço é usado principalmente para a fabricação de todos os tipos de moldes para deformação a frio e a quente, além de várias ferramentas de medição e ferramentas de corte.
a. Método de representação de notas
O método de representação do grau do aço para ferramentas de alta velocidade é o mesmo do aço estrutural de liga.
A norma nacional GB/T9943-88 inclui 14 classes de aço rápido para ferramentas, e GB/T9942-1988 e GB/T9941-1988 incluem duas e três classes, respectivamente, todas elas incluídas nas 14 classes mencionadas acima.
De acordo com o conteúdo dos elementos de liga e as características de desempenho, o aço para ferramentas de alta velocidade pode ser dividido em aço rápido de tungstênio, aço rápido de molibdênio e aço rápido superduro.
b. Principais características e aplicações
O aço para ferramentas de alta velocidade é comumente conhecido como "aço Feng". O aço tem um alto teor de carbono, e o teor de carbono da maioria dos tipos não é inferior a 0,95%. O aço também tem alto teor de elementos de liga, como tungstênio, molibdênio, cromo, vanádio e cobalto.
As principais variedades de produtos de aço para ferramentas de alta velocidade incluem laminados a quente, forjados, descascados, estirados a frio e brilhantes barras de aço; aço redondo forjado de seção transversal grande e chapas de aço laminadas a quente e a frio.
O aço para ferramentas de alta velocidade é usado para fabricar ferramentas de corte (como ferramentas de torneamento, fresas, brochas, alargadores), brocas helicoidaisetc.), bem como moldes, rolos e peças mecânicas resistentes ao desgaste.
a. Método de representação de notas
O aço para rolamentos é dividido em quatro categorias com base na composição química e nas características de uso: aço para rolamentos com cromo de alto carbono, aço para rolamentos cementado, aço para rolamentos inoxidável com cromo de alto carbono e aço para rolamentos de alta temperatura.
O método de representação da classe do aço com alto teor de carbono e cromo é adicionar o símbolo "G" no início da classe, mas o teor de carbono não é indicado. O teor de cromo é representado em milésimos, e o método de representação de outros elementos de liga é o mesmo do aço estrutural de liga. Por exemplo, a classe de aço para rolamentos com teor médio de cromo de 1,5% é "GCr15".
b. Padrão e notas
Atualmente, os padrões de aço para rolamentos da China incluem GB/T18254-2000 "Condições técnicas para aço para rolamentos com alto teor de cromo e carbono", GB/T3203-1982 "Condições técnicas para aço para rolamentos cementado", GB/T3086-1982 "Condições técnicas para aço para rolamentos com alto teor de cromo e aço inoxidável", YB/T688 e GB/T1205 "Condições técnicas para aço para rolamentos de alta temperatura".
Essas normas incluem 15 tipos de aço para rolamentos, incluindo cinco tipos de aço para rolamentos com alto teor de cromo, como o "GCr15"; seis tipos de aço para rolamentos cementado, como o "G20CrMo"; dois tipos de aço para rolamentos inoxidável com alto teor de cromo, como o "9Cr18" e o "9Cr18Mo"; e dois tipos de aço para rolamentos de alta temperatura, como o "Cr4Mo4V" e o "Cr14Mo4".
c. Principais características e aplicações
O aço para rolamentos tem alta dureza, resistência à tração, contato resistência à fadigae resistência ao desgaste, além de considerável tenacidade, atendendo aos requisitos de resistência à corrosão e desempenho em alta temperatura sob determinadas condições.
As principais variedades de produtos de aço para rolamentos são aço redondo laminado a quente e forjado, aço redondo trefilado a frio e arame.
a. Método de representação de notas
Aço inoxidável é a abreviação de stainless acid-resistant steel (aço inoxidável resistente a ácidos).
b. Padrão e notas
Atualmente, os padrões chineses para aço inoxidável incluem 33 padrões, como GB/T1220-1992 "Hastes de aço inoxidável", GB/T4237-1992 "Placas laminadas a quente de aço inoxidável", GB/T3280-1992 "Aço inoxidável Chapas laminadas a frio", GB/T13296-1991 "Tubos de aço inoxidável sem costura para caldeiras e trocadores de calor" e GB/T4356-1984 "Barras planas de aço inoxidável.
De modo geral, o aço que é resistente à corrosão em meios fracos, como ar, vapor e água, é chamado de aço inoxidável, enquanto o aço que é resistente à corrosão em meios fortes, como ácidos, álcalis e sais, é chamado de aço resistente a ácidos ou aço resistente à corrosão.
Há muitos tipos de aço inoxidável, que são classificados de acordo com a estrutura metalográfica do aço, segundo a norma nacional chinesa GB/T13304-1999 "Steel Classification" e métodos de classificação reconhecidos internacionalmente.
c. Principais características e aplicações
As principais variedades de produtos de aço inoxidável são chapas e tiras laminadas a quente, chapas e tiras laminadas a frio, barras e perfis laminados a quente e forjados, barras planas laminadas a quente, tubos sem costura e tubos soldados.
O aço inoxidável tem uma ampla gama de aplicações, sendo usado principalmente na fabricação de equipamentos e tubulações petroquímicas, equipamentos do setor de energia nuclear, equipamentos navais, dispositivos médicos, utensílios de mesa e outros dispositivos que exigem propriedades inoxidáveis e resistentes à corrosão.
a. Método de representação de notas
O método de representação do grau do aço resistente ao calor é o mesmo do aço inoxidável.
b. Padrão e notas
Nas normas nacionais atuais, há três normas para a execução de aço resistente ao calor: GB/T1221-1992 "Hastes de aço resistentes ao calor", GB/T4238-1992 "Placas de aço resistentes ao calor" e GB/T8732-1988 "Aço para lâminas de turbina a vapor".
As normas estabelecem disposições detalhadas sobre os requisitos técnicos, como o grau, a composição química, o método de fundição, o status de entrega, as propriedades mecânicas, a estrutura de baixa potência, a resistência aos testes de forjamento superior e a qualidade da superfície do aço resistente ao calor, bem como os requisitos técnicos especiais do lado da demanda.
Na norma, o aço resistente ao calor é dividido em quatro tipos, de acordo com a estrutura metalográfica: austenita tipo de ferrita, tipo de martensita e tipo de endurecimento por precipitação, com um total de 46 classes.
c. Principais características e aplicações
O aço resistente ao calor tem boa estabilidade química em altas temperaturas, pode resistir à oxidação e à corrosão por outros meios e tem alta resistência. As principais variedades de produtos de aço resistente ao calor são perfis laminados a quente e forjados (redondos, quadrados, etc.) e aço plano, chapas e tiras laminadas a quente e a frio, tubos de aço sem costura, etc.
a. Padrão de execução e notas
Os padrões atuais da China para aço silício para uso elétrico incluem GB/T5218-88 "Hot-Rolled Chapas de aço silício for Electrical Purposes", GB/T2521-1996 "Cold-Rolled Grain-Oriented and Non-Oriented Magnetic Steel Sheets and Strips" e YB/T5224-93 "Grain-Oriented Silicon Steel Thin Strip", com um total de 72 classes.
b. Principais características e aplicações
O aço silício é um material de liga magnética macia de ferro-silício com baixo teor de carbono. O carbono é um elemento nocivo no aço silício, e o teor de carbono no aço geralmente não é superior a 0,015%. O silício é o elemento mais eficaz para aumentar a resistência do ferro. A adição de silício ao aço elétrico pode reduzir as perdas por correntes parasitas e diminuir a perda de ferro do material.
A direção do arranjo de grãos de cristal de ferro da tira de aço silício não orientado laminada a frio é aleatória e desordenada, e a tira tem isotropia. Ela é usada principalmente para fabricar o núcleo de máquinas rotativas. As tiras de aço silício de baixo silício são usadas para fabricar pequenos motores elétricos para eletrodomésticos, e as tiras de aço silício de alto silício são usadas para fabricar geradores e grandes motores elétricos.
Os grãos de ferro da tira de aço silício de grão orientado laminada a frio são orientados e dispostos ao longo da direção de laminação. Em comparação com as tiras de aço silício não orientadas laminadas a frio, suas propriedades magnéticas ao longo da direção de laminação são particularmente excelentes. É usada principalmente para fabricar núcleos de transformadores para geração, transmissão e distribuição de energia.
As tiras finas de aço silício com orientação de grãos (com espessura não superior a 0,20 mm) são usadas principalmente para fabricar núcleos de transformadores para várias fontes de energia, como transformadores de pulso, amplificadores magnéticos e conversores que operam em frequências acima de 400 Hz.
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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