MATERIAIS

• São classificados em:

• Metálicos

• Cerâmicos

• Poliméricos

• Compósitos

Materiais Metálicos• São classificados em:• FERROSOS: Quando o ferro é o elemento

majoritário na liga.• Aços • Ferros fundidos (Fofos) • NÃO-FERROSOS: Quando outro elemento, diferente

do ferro, é o majoritário na liga:• Alumínio e ligas• Cobre e ligas• Níquel e ligas• Zinco e ligas • Titânio e ligas• Outros...

MATERIAIS METÁLICOS

FERROSOS NÃO FERROSOS

Ligas Fe-C

Ferros fundidos

Aços

•Sem liga•Baixa liga•HSLA•Ligados

Outras Fe Fe-Ni

Fe-Cr(-Ni)

•Ferríticos•Austeníticos•Martensíticos•Duplex•PH

Fe-C-Mn

Ligas leves

Ligas Al

Ligas Mg

Ligas Be

Ligas Ti

Ligas Cu

Bronzes

Cu-Ni

Latões

Ligas Ni

Inconel

Hastalloy

(INOX)

(HADFIELD)

(MARAGING)

(REFRATÁRIOS)

LIGAS FERRO-CARBONO

AÇOS FERROS FUNDIDOS

Sem liga ouAço-carbono

0<%C<2 2<%C<4

Se não contiver nenhum elemento de liga em quantidade superior aos mínimos indicados

Aço ligadoSe o somatório dos elementos de liga atingir um teor de até 5%

Aço de baixa liga

Aço de média ealta liga

Se o somatório dos elementos de liga ultrapassar o teor de 5%

Teores máximos de alguns elementos nos aços sem liga:

• Al – 0,10%• Bi – 0,10• B – 0,0008• Cr – 0,30• Co – 0,10• Cu – 0,05• Mn – 1,65• Mo – 0,08

• Ni – 0,30• Nb – 0,06• Pb – 0,40• Se – 0,10• Si – 0,50• Ti – 0,05• W – 0,01• V – 0,10

Classificação dos Aços

Os aços podem ser divididos em:

Aços comuns ao carbono: Possuem apenas ferro, carbono, e impurezas normais ligadas ao processo de fabricação (P fósforo; S enxofre; Si silício; Mn manganês; Al alumínio.

Aços ligados: São aços que contém um ou mais elementos de liga além do Fe e do C

(Cr cromo; Mo molibdênio; V vanádio; Ni Níquel etc...)

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

QUANTO A COMPOSIÇÃO• Aço-Carbono - sem elemento de liga

(elementos residuais: Si, Mn, P, S), Baixo médio e alto teor de

carbono

• Aço-Liga • baixa liga (máximo 5%) • média liga (5% a 10%) • alta liga (teor total mínimo de 10-12%)

Classificação dos aços ao carbono

• Aços de baixo carbono: de 0,05 até 0,3% • Até 0,15% extra doce• de 0,15 até 0,3 doce• Aços de médio carbono: de 0,3 até 0,7%• de 0,3 a 0.5 meio doce• de 0,5 até 0,7 meio duro• Aços de alto carbono: de 0,7 até 2,0%• de 0,7 a 0,8 duro• acima de 0,8 extra duro

Classificação dos aços liga

• Aços de baixa liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga é inferior à 5%.(Ex. aços para construção mecânica, eixos engrenagens etc...)

• Aços de média liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga está entre 5% e 10%. (Ex. Aços estruturais para trabalho em altas temperaturas para resistir a fluência e a oxidação )

• Aços de alta liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga é superior à 10%.

• ( Ex. Aços inoxidáveis)

• Os aços liga são muito mais caros que os aços comuns não apenas pela presença dos elementos de liga mas porque em geral sofrem tratamentos térmicos, para potencializar o efeito desses elementos além de serem tomados cuidados especiais na fabricação para reduzir o teor de impurezas e manter alta qualidade do produto (tratamento de panela).

Entidades classificadoras

• ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas

• SAE:Society of Automotive Engineers

• ASTM: American Society for Testing and Materials.

• AISI: American of Iron and Steel Institute

• ANSI: American National Standards Institute

Segundo a ABNT ou SAE

• Construção civil:

• ABNT CA 25 (concreto armado σesc=25 Kgf/mm2)

• ABNT CA 50 (concreto armado σesc=50 Kgf/mm2)

• Construção mecânica:

• Aços comuns ao carbono

• SAE 10XX Aços comuns ao carbono XX= %C x 100

• SAE 11XX Aços comuns ao carbono com mais enxofre (ressulfurados). Aços de usinagem fácil

• SAE 12XX Aços comuns ao carbono com mais enxofre e mais fósforo. Aços de usinagem fácil

• SAE 13XX Aços comuns ao carbono com mais manganês mais resistência mecânica

Segundo a ABNT ou SAE

• Aços de baixa liga:

• SAE 40XX aço de baixa liga com aprox. 0,5% de elementos de liga (Mo). XX=%C x 100

• SAE 41XX aço de baixa liga com aprox. 1% de elementos de liga (Cr-Mo). XX=%C x 100.

• SAE 43XX aço de baixa liga com aprox. 3% de elementos de liga (Cr-Ni-Mo). XX=%C x 100

• SAE 50XX aço de baixa liga com aprox. 0,5% de elementos de liga (Cr). XX=%C x 100.

• SAE 61XX aço de baixa liga com aprox. 1% de elementos de liga (Cr-V). XX=%C x 100

• SAE 86XX aço de baixa liga (Cr-Ni-Mo, mas com menores teores que o 43XX). XX=%C x 100. Quando o segundo algarismo é maior que 3 não tem significado.

Nomenclatura para AçosNomenclatura para Aços

Classificação SAE dos aços ao carbono e de baixa liga

• SAE 1XXX – aço-Carbono• SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens

desprezíveis, teor de Mn de no máximo 1,0%) • SAE 11XX – aço-carbono com S (Enxofre) • SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo) • SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço-

Manganês) • SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio) • SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço-

Manganês) •

SAE 2XXX – aço-Níquel• SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% • SAE 25XX – aço com Ni entre 4,75% e 5,25% •

SAE 3XXX – aço-Níquel-Cromo• SAE 31XX – aço com Ni entre 1,10% e 1,40% e com Cr entre 0,55% e

0,90% • SAE 32XX – aço com Ni entre 1,50% e 2,00% e com Cr entre 0,90% e

1,25% • SAE 33XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% e com Cr entre 1,40% e

1,75% • SAE 34XX – aço com Ni entre 2,75% e 3,25% e com Cr entre 0,60% e

0,95% •

SAE 4XXX – aço-Molibdênio• SAE 40XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30% • SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40%

e 1,20% • SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e

0,90% e com Ni entre 1,65% e 2,00% • SAE 46XX – aço com Mo entre 0,15% e 0,30%, com Ni entre 1,40% e

2,00% • SAE 47XX – aço com Mo entre 0,30% e 0,40%, com Cr entre 0,35% e

0,55% e com Ni entre 0,90% e 1,20% • SAE 48XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Ni entre 3,25% e

3,75% •

• SAE 5XXX – aço-Cromo• SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20% •

SAE 6XXX – aço-Cromo-Vanádio• SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V •

SAE 7XXX – aço-Cromo-Tungstênio•

SAE 8XXX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio• SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e

0,55% e com Mo entre 0,08% e 0,15% • SAE 86XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e

0,85% e com Mo entre 0,08% e 0,25% • SAE 87XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e

0,60% e com Mo entre 0,20% e 0,30% •

SAE 92XX – aço-Silício-Manganês• SAE 92XX – aço com Si entre 1,80% e 2,20% e com Mn entre 0,70%

e 1,00% •

SAE 93XX, 94XX, 97XX e 98XX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio• SAE 93XX – aço com Ni entre 3,00% e 3,50%, com Cr entre 1,00% e

1,40% e com Mo entre 0,08% e 0,15% • SAE 94XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,60%, com Cr entre 0,30% e

0,50% e com Mo entre 0,08% e 0,15% • SAE 97XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,10% e

0,25% e com Mo entre 0,15% e 0,25% • SAE 98XX – aço com Ni entre 0,85% e 1,15%, com Cr entre 0,70% e

0,90% e com Mo entre 0,20% e 0,30% •

Apesar da classificação SAE ser bastante extensa e completa, conforme mostrado no extrato apresentado, muitos aços comumente usados não se enquadram nela, devido aos elementos de suas ligas não estarem dentro das faixas previstas nesta classificação.

• Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_SAE"

Noções do diagrama Fe – C e das fases que se formam

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L+Fe3C

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FERRO PUROFERRO PURO

FERRO FERRO = FERRITA = FERRITA FERRO FERRO = AUSTENITA = AUSTENITA FERRO = FERRITA TF= 1538 TF= 1538 CC

Nas ligas ferrosas as fases Nas ligas ferrosas as fases , , e e FORMAM FORMAM soluções sólidas com Carbono intersticialsoluções sólidas com Carbono intersticial

CARBONO

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Ferro Puro /Formas Alotrópicas

FERRO = FERRITA

Estrutura= cccEstrutura= ccc Temperatura “existência”= Temperatura “existência”=

até 912 até 912 CC Fase Magnética até 770 Fase Magnética até 770 C C

(temperatura de Curie)(temperatura de Curie) Solubilidade máx. do Solubilidade máx. do

Carbono= 0,0218% a 727 Carbono= 0,0218% a 727 C C e 0,008% a T ambiente. e 0,008% a T ambiente.

FERRO = AUSTENITA

Estrutura= cfc (tem + Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais)posições intersticiais)

Temperatura Temperatura “existência”= 912 -“existência”= 912 -13941394CC

Fase Não-MagnéticaFase Não-Magnética Solubilidade máx. do Solubilidade máx. do

Carbono= 2,11% a Carbono= 2,11% a 11481148CC

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Sistema Fe-FeSistema Fe-Fe33CC

Ferro Puro=Ferro Puro= até 0,02% de Carbono (727ºC) até 0,02% de Carbono (727ºC) Aço=Aço= 0,02 até 2,11% de Carbono 0,02 até 2,11% de Carbono Ferro Fundido=Ferro Fundido= 2,11- 4,5% de Carbono 2,11- 4,5% de Carbono FeFe33C (CEMENTITA)=C (CEMENTITA)= Forma-se quando o Forma-se quando o

limite de solubilidade do carbono é limite de solubilidade do carbono é ultrapassado (A cementita possui 6,7% de C)ultrapassado (A cementita possui 6,7% de C)

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PONTOS IMPORTANTES DO PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-FeSISTEMA Fe-Fe33C (EUTETÓIDE)C (EUTETÓIDE)

LIGA EUTETÓIDELIGA EUTETÓIDE

AustenitaAustenita FASE FASE (FERRITA) + Cementita (FERRITA) + Cementita

Temperatura= 727 Temperatura= 727 CC Teor de Carbono= 0,77 %Teor de Carbono= 0,77 % Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de

aços hipoeutetóidesaços hipoeutetóides Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços

hipereutetóideshipereutetóides

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MICROESTRUTURAS / MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDEEUTETÓIDE

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MICROESTRUTURA DO AÇO MICROESTRUTURA DO AÇO EUTETÓIDE RESFRIADO EUTETÓIDE RESFRIADO

LENTAMENTELENTAMENTE

Somente Perlita

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MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDEMICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE

Supondo resfriamento lento para manter o Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioequilíbrio

Teor de Carbono = 0,002- Teor de Carbono = 0,002- 0,77 %0,77 %

Estrutura Estrutura

Ferrita + PerlitaFerrita + Perlita

As quantidades de ferrita e As quantidades de ferrita e perlita variam conforme a perlita variam conforme a

% de carbono e podem ser % de carbono e podem ser determinadas pela regra da determinadas pela regra da alavancaalavanca

Partes claras Partes claras ferrita pró ferrita pró eutetóide ou ferrita primáriaeutetóide ou ferrita primária

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MICROESTRUTURA DOS MICROESTRUTURA DOS AÇOS BAIXO TEOR DE AÇOS BAIXO TEOR DE

CARBONOCARBONO

Ferrita Perlita

AÇO COM ~0,2%C

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MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS TEOR DE CARBONO RESFRIADOS

LENTAMENTELENTAMENTE

Ferrita Perlita

AÇO COM ~0,45%C

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MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDEMICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDE

Supondo resfriamento lento para manter o Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioequilíbrio

Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 %Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 %

Estrutura Estrutura

cementita+ Perlitacementita+ Perlita

As quantidades de cementita e As quantidades de cementita e perlita variam conforme a % de perlita variam conforme a % de carbono e podem ser carbono e podem ser determinadas pela determinadas pela regra da regra da alavancaalavanca

Partes claras Partes claras cementita cementita próeutetóide.próeutetóide.

Micrografia de um aço contendo 1,4% de carbono:cementita clara - perlita escura

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