O aço é um tipo de material metálico, versátil e comum com uma ampla variedade de aplicações e usos. O aço compreende uma família inteira de ligas metálicas, com centenas de graus de aplicações específicas, no entanto, o American Iron &Stell Institute (AISI) classifica o aço em quatro grandes categorias principais: aço carbono, aço liga, aço ferramenta e aço inoxidável.
O American Iron and Stell Institute (AISI) define o aço carbono como:
"O aço é considerado aço carbono quando nenhum conteúdo mínimo é especificado ou exigido para cromo, cobalto, molibdênio, níquel, nióbio, titânio, tungstênio, vanádio ou zircônio, ou qualquer outro elemento a ser adicionado para obter um efeito de liga desejado; quando o mínimo especificado para o cobre não exceder 0,40 por cento; ou quando o teor máximo especificado para qualquer um dos seguintes elementos não exceder as porcentagens observadas: manganês 1,65, silício 0,60, cobre 0,60. "
Dependendo da sua aplicação o aço deverá atender diferentes solicitações na indústria, como por exemplo, resistência mecânica, resistência ao desgaste, resistência a corrosão, resistência a fratura, etc. e em determinadas circunstâncias o aço carbono não consegue atender, por isso são adicionados outros elementos químicos no aço (cromo, molibdênio, titânio, nióbio, vanádio, boro, tungstênio, etc.) melhorando suas propriedades.
Aço ferramenta refere-se a uma variedade de aços carbono e ligas de aço que são particularmente adequados para serem transformados em ferramentas. Sua adequação vem de sua dureza distinta, resistência à abrasão e deformação e sua capacidade de segurar uma aresta de corte e em temperaturas elevadas.
O aço inoxidável contém ferro, carbono e pelo menos 10,5% de teor de cromo. O cromo é o elemento químico considerado a peça chave no aço inox - ele reage com o oxigênio para criar uma camada passiva que protege o aço da corrosão. Essa proteção reduz a probabilidade de oxidação do aço inoxidável. Os aços inoxidáveis podem ainda ser dividos em outras sub-classes:
Os elementos essenciais do aço são o Ferro e o Carbono. Em geral, os aços com maior teor de carbono são duros e quebradiços, enquanto os aços com menor teor de carbono são dúcteis e tenazes. Com relação ao teor de carbono o aço pode ser separado em três categorias principais:
A Sidertécnica está apta a forjar os mais diversos tipos de aços e também de outros materiais. Na relação a seguir listaremos apenas os materiais mais solicitados para forjar e também os mais fáceis de serem localizados no mercado nacional:
| PARÂMETROS REFERENCIAIS DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS PRINCIPAIS AÇOS FORJADOS NA SIDERTÉCNICA | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A36 | C ≦ Máx. 0,25 | Mn = 0,60 a 0,90 | P = MÁX 0,04 | S = MÁX 0,05 | ||||
| O aço A36 é um aço de baixo carbono e um dos metais mais comuns usados para aplicações estruturais. É forte, resistente, dúctil, moldável, soldável e ligeiramente melhor que o SAE. | ||||||||
| SAE 1020 | C = 0,18 A 0,23 | Mn = 0,30 a 0,60 | P = MÁX 0,04 | S = MÁX 0,05 | ||||
| O SAE 1020 é um aço carbono de baixa resistência com dureza Brinell na faixa de 119 - 235HB. É considerado um aço carbono de uso geral que pode ser endurecido por cementação ou por outros tratamentos de superfície. | ||||||||
| SAE 1035 | C = 0,32 A 0,38 | Mn = 0,60 a 0,90 | P = MÁX 0,04 | S = MÁX 0,05 | ||||
| Este tipo de aço é usado para peças forjadas onde a resistência e tenacidade do material são adequadas. Utilizado na fabricação de vários forjados a quente na qual suas aplicações incluem: flanges, conexões, virabrequim, eixo, pino, biela, viga, luva, rodas, arruelas, parafusos, porcas entre outros. | ||||||||
| SAE 1045 | C = 0,43 A 0,50 | Mn = 0,60 a 0,90 | P = MÁX 0,04 | S = MÁX 0,05 | ||||
| O SAE 1045 é um aço de médio carbono e que apresenta resistência e tenacidade razoáveis. Trata-se de um aço versátil que pode ser endurecido por meio de tratamento térmico e desta formamelhorar suas propriedades mecânicas. É muito utilizado na fabricação de parafusos 8.8 nas bitolas de até Ø22mm. | ||||||||
| SAE 4140 | C = 0,38 A 0,43 | Mn = 0,75 a 1,00 | P = MÁX 0,04 | S = MÁX 0,05 | Si = 0,15 a 0,35 | Cr = 0,80 a 1,10 | Mo = 0,15 a 0,25 | |
| É um aço de baixa liga contendo cromo e molibdênio como agentes de fortalecimento. É considerado um aço liga versátil com boa resistência à corrosão atmosférica e resistência razoável. Este aço possui boas combinações gerais de força, tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à fadiga. Utilizado aplamente na fabricação de fixadores sejam nas calsses 8.8, 10.9 e até mesmo 12.9. | ||||||||
| SAE 4340 | C = 0,38 A 0,43 | Mn = 0,75 a 1,00 | P = MÁX 0,03 | S = MÁX 0,04 | Si = 0,15 a 0,35 | Ni = 1,65 a 2,00 | Cr = 0,70 a 0,90 | Mo = 0,20 a 0,30 |
| O SAE 4340 é uma liga de aço de níquel-cromo-molibdênio conhecido por sua tenacidade e capacidade de atingir altas resistências na condição de tratamento térmico. Tem uma resistência à fadiga muito boa. | ||||||||
| SAE 5160 | C = 0,56 A 0,64 | Mn = 0,75 a 1,00 | P = MÁX 0,03 | S = MÁX 0,04 | Si = 0,15 a 0,35 | Cr = 0,70 a 0,90 | ||
| O SAE 5160 também conhecido como aço para molas, é uma liga de cromo com alto teor de carbono (teor máximo de carbono 0,61%, teor de cromo 0,9%). Este aço tem excelente tenacidade, ductilidade e resistência à fadiga e é comumente usado em aplicações industriais, bem como no setor automotivo, para muitas aplicações de molas de serviço pesado, especialmente para molas de lâmina. | ||||||||
| SAE 8620 | C = 0,18 A 0,23 | Mn = 0,70 a 0,90 | P = MÁX 0,03 | S = MÁX 0,04 | Si = 0,15 a 0,35 | Ni = 1,65 a 2,00 | Cr = 0,70 a 0,90 | Mo = 0,20 a 0,30 |
| O aço-liga 8620 é um aço de cementação contendo níquel, cromo e molibdênio como elementos de liga. A liga mostra boas propriedades de resistência e tenacidade. Essa liga pode ser usada na produção de peças de resistência média, como eixos de comando de válvulas forjados, fixadores e engrenagens. | ||||||||
| SAE 8640 | C = 0,38 A 0,43 | Mn = 0,75 a 1,00 | P = MÁX 0,03 | S = MÁX 0,04 | Si = 0,15 a 0,35 | Ni = 0,40 a 0,70 | Cr = 0,40 a 0,60 | Mo = 0,15 a 0,25 |
| O aço-liga 8640 é um aço de baixa liga que contém níquel, cromo e molibdênio como elementos de liga. A liga tem boa temperabilidade e boas propriedades de resistência e tenacidade. É muito utilizado em aplicações onde a força, tenacidade e resistência ao desgaste são de importância primordial como é o caso de fixadores forjados de alta resistência. Também pode ser nitretado visando elevar a sua resistência ao desgaste. | ||||||||
| 20CrMn5 | C = 0,17 a 0,22 | Mn = 1,1 a 1,4 | P = MÁX 0,035 | S = MÁX 0,035 | Si = máx. 0,04 | Cr = 1,0 a 1,3 | ||
| Trata-se de um aço liga destinado a cementação e usado em peças com uma tensão de núcleo de 1000 - 1300 N/mm² e boa resistência ao desgaste. É usado na fabricação de parafusos, correntes transportadoras, fusos, árvores de cames, engrenagens, eixos e outros componentes mecânicos. | ||||||||
| 12L14 | C ≦ 0,15 | Mn = 0,85 a 1,15 | P = 0,04 a 0,09 | S = 0,26 a 0,35 | S = 0,26 a 0,35 | Pb = 0,15 a 0,35 | ||
| 12L14 é amplamente utilizado na fabricação de parafusos em tornos automáticos para a fabricação de inúmeras peças que requerem usinagem considerável e tolerâncias estreitas, juntamente com um acabamento liso. 12L14 pode ser usado com vantagem máxima onde uma usinagem considerável é necessária, o chumbo tem a função de lubrificar a ferramenta. | ||||||||
| 9SMn28 ou 11SMn30 | C ≦ 0,14 | Mn = 0,9 a 1,3 | P ≦ 0.11 | S = 0,27 a 0,33 | ||||
| Devido a presença do teor de enxofre um pouco mais elevado que os aços convencionais, este aço torna os cavacos quebradiços durante a usinagem e como consequência obtêm-se produtos com ótimo acabamento superfical, redução do tempo de usinagem e baixo desgaste de ferramentas de usinagem. Muito utilizado para forjar conexões (Joelhos, T's, cotovelos, falnges, etc.) e produtos que não sofrem muitos esforços mecânicos. | ||||||||
| 9SMn36 ou 11SMn37 | C ≦ 0,15 | Mn = 1,10 a 1,50 | P ≦ 0.11 | S = 0,34 a 0,40 | ||||
| Ligeiramente mais resistente que o 9SMn28 (11SMn30). Devido a presença do teor de enxofre um pouco mais elevado que os aços convencionais, este aço torna os cavacos quebradiços durante a usinagem e como consequência obtêm-se produtos com ótimo acabamento superfical, redução do tempo de usinagem e baixo desgaste de ferramentas de usinagem. Muito utilizado para forjar conexões (Joelhos, T's, cotovelos, falnges, etc.) e produtos que não sofrem muitos esforços mecânicos. | ||||||||
| INOX 304 | C ≦ 0,08 | Mn ≦ 2,00 | P ≦ 0,045 | S ≦ 0,030 | Si ≦ 1,00 | Cr = 18,0 a 20,0 | Ni = 8,0 a 11,0 | |
| O aço inoxidável 304 é o aço inoxidável mais comum e tem excelente resistência a uma ampla variedade de ambientes atmosféricos e muitos meios corrosivos. Possui excelentes propriedades de resistência ao ambiente e a baixas temperaturas. | ||||||||
| INOX 316 | C ≦ 0,08 | Mn ≦ 2,00 | P ≦ 0,045 | S ≦ 0,030 | Si ≦ 1,00 | Cr = 16,0 a 18,0 | Ni = 10,0 a 14,0 | Mo = 2,00 a 3,00 |
| O aço inoxidável 316 contém uma adição de molibdênio que oferece maior resistência à corrosão. Quando deformado a frio torna-se parcialmente martensítico e ligeiramente magnético. É capaz manter boas características de tenacidade inclusive em baixas temperaturas torando um material viável para aplicações criogêniccas sujeitas a choques e a impactos. | ||||||||
| INOX 420 | C ≥ 0,15 | Mn ≦ 1,00 | P ≦ 0,040 | S ≦ 0,030 | Si ≦ 1,00 | Cr = 12,0 a 14,0 | ||
| Esta liga é usada para talheres e instrumentos cirúrgicos, tesouras, etc., válvulas, engrenagens, eixos, cames, pivôs, etc. Também pode ser usada em temperaturas moderadamente elevadas para peças de válvula, molas. Não deve ser usado em temperaturas abaixo de zero, onde há fortes tensões envolvidas. Após o tratamento térmico atinge durezas acima de 54 HRC. | ||||||||
| LATÃO C377 | Cu = 58,0 a 61,0 | Pb = 1,50 a 2,50 | Fe ≦ 0,300 | Zn = Restante | ||||
| A liga C37700 é usada em conexões forjadas que requerem excelente resistência à corrosão e a usinabilidade do latão. As aplicações típicas incluem corpos de válvula, conexões e diversos forjados de latão. | ||||||||
