ALGUMAS INFORMAÇÕES GERAIS
Willy Ank de Morais ([email protected])
NORMATIZAÇÃO
Existem várias aplicações dos produtos siderúrgicos, sendo que
estes são definidos por normas técnicas. As normas técnicas são
criadas por entidades normativas que basicamente podem ser de
dois tipos: regionais ou setoriais.
As entidades normativas regionais atuam em uma determinada
região, que normalmente é um país, como é o caso da ABNT
(Brasil), DIN (Alemanha), JIS (Japão), ANSI (Estados Unidos), entre
outras. Estão se tornando mais conhecidas as entidades normativas
que englobam vários países, tais como: NM (Mercosul), EURONORM
(Europa) e COPANT (Américas). A mais abrangente seria a ISO, de
abrangência mundial. Por outro lado, as entidades normativas
setoriais possuem foco em um determinado setor econômico, tais
como: SAE (automobilístico), API (petróleo e gás), ASME (vasos de
pressão),
ABS
(naval)
e
normalmente
são
utilizadas
internacionalmente no setor específico.
REQUISITOS GERAIS E REQUISITOS ESPECÍFICOS
Existem basicamente dois tipos de normas: as que contêm
requisitos gerais, válidas para vários tipos de aços, e as normas de
requisitos específicos, válidas para uma determinada aplicação.
As normas com requisitos específicos versam sobre produtos
siderúrgicos utilizados em aplicações específicas: botijões de gás,
chapa de piso, geral, esmaltagem, estacas, estampagem, estrutural,
fins elétricos, longarinas, naval, relaminação, rodas, tubos e vasos
de pressão. As características mecânicas que estas normas
abrangem refletem a aplicação final. Existem normas que focam na
resistência mecânica do material, para aplicações tais como: vasos
de pressão, estrutural e longarinas. Por outro lado, normas de
produtos aplicados em estampagem focam na capacidade de
deformação do material. Existem normas que solicitam requisitos
especiais, para aplicações tais como: naval, tubos para petróleo e
gás e rodas. Muitas destas normas estão citadas neste guia ().
As normas de requisitos gerais complementam as informações das
normas de requisitos específicos e são aplicáveis de forma mais
abrangente. Normalmente uma ou duas normas de requisitos gerais,
estabelecidas
pelas
entidades
normativas,
devem
ser
obrigatoriamente aplicáveis juntamente com as normas de produtos
siderúrgicos. As mais utilizadas são a NBR 11888 e NBR 11889 da
ABNT e estão contidas neste guia.
Importante também é atentar que existem normas de requisitos
gerais que também versam sobre a composição química.
Normalmente as normas de requisitos específicos estabelecem um
limite de composição química de panela (feita no aço líquido), mas
as normas de requisitos gerais definem faixas permissíveis de
variação desta composição em relação a uma análise feita em
produtos de aço já solidificados. Por exemplo, a norma SAE J403
define um valor máximo de corrida 0,50%C para o grau 1045,
porém a norma SAE J403 oferece uma permissão para um teor de
até 0,53%C na análise de um produto classificado como SAE 1045.
ALGUMAS DEFINIÇÕES PARA AÇOS
Existem várias classificações dos aços, algumas são citadas para
estabelecer, por exemplo, tolerâncias dimensionais. É comum, neste
sentido, definir aços de baixa e alta resistência. A NBR 11888:2008
define aços de baixa resistência (BR) e de alta resistência (AR).
Aços de Baixa Resistência (BR): aços carbono com limite de
escoamento (L.E.) mínimo especificado menor que 280MPa. Nos
casos onde o limite de escoamento não é especificado, cosideram-se
os aços com teor de manganês inferior a 1,2%.
Aços de Alta Resistência (AR): são àqueles com limite de
escoamento (L.E.) mínimo especificado maior ou igual à 280MPa.
Nos casos onde este não é especificado, consideram-se os aços com
teor de manganês igual ou superior a 1,2%.
A NBR 11888 também define uma faixa intermediária de resistência
mecânica de aços para fins de tolerância dimensional que aqui será
designada como média resistência (MR) quando o limite de
escoamento (L.E.) mínimo especificado maior ou igual à 280MPa a
até 360MPa. Não é previsto outro critério, baseado na análise
química. Deve-se considerar os aços de média resistência como
iguais aos de alta (MR=AR) quando não são citados no texto.
Análise química de panela (heat analysis) – análise química
realizada na última etapa de tratamento do aço líquido,
normalmente realizada em amostras obtidas diretamente do metal
líquido do molde de lingotamento ou da panela que está vazando o
metal para a lingoteira ou molde de fundição. É considerada a forma
mais representativa de representar a análise química de uma corrida
de aço por ser obtida a partir de uma amostra naturalmente
homogeneizada e de composição definida.
Análise química de produto (product analysis) – análise química
de produtos ou semiprodutos normalmente feita para validar a
conformidade com os requisitos da especificação. A faixa da
composição química permissível é normalmente expandida pelas
normas de especificação para considerar os desvios associados a
possíveis heterogeneidades do aço.
Produto laminado quente – obtido pela laminação a quente de
semi-acabados de aço. No caso dos produtos planos, quando a
laminação é conduzida em um laminador contínuo são obtidas
bobinas finas ou grossas, que podem ser transformadas em chapas.
Quando a laminação é executada em um laminador reversível são
obtidas chapas grossas. A norma brasileira define chapas finas com
espessuras abaixo ou iguais à 5,00mm e chapas grossas com
espessuras acima de 5,00mm. Neste guia os materiais laminados a
quente produzidos por laminadores contínuos são identificados pela
sigla “LQ” e os produzidos por laminadores reversíveis por “LCG”.
Produto laminado a frio – obtido pela redução a frio de produtos
laminados a quente decapados até se obter um produto nas
dimensões exigidas. Após a conformação a frio, normalmente são
aplicados processos de recozimento e algum grau de encruamento
para conferir ao produto as características desejadas de
propriedades mecânicas e rugosidade superficial.
Limite de Escoamento (SLE) – Por definição é o valor da carga por
unidade de área (ou tensão) acima da qual o material (aço) irá
apresentar deformação plástica, que não é perdida mesmo quando o
material é descarregado. O Limite de Escoamento (SLE) é a
propriedade básica para qualquer projeto mecânico. Existem
algumas pequenas variações no método de medição desta
propriedade, cuja descrição é oferecida pelas normas aplicáveis.
Limite de Resistência (SLR) – Máxima carga por unidade de área
(tensão) que um material (aço) suporta em uma amostra antes da
sua ruptura. O limite de resistência (SLR) pode ser numericamente
associado à dureza. No caso dos aços carbono-manganês comuns, é
possível estimar a dureza Brinell (HB) a partir do Limite de
Resistência (L.R.), ou vice versa, pela relação: L.R. = 3,44×HB.
Alongamento – Máximo aumento de comprimento relativo em uma
amostra testada por tração. Sabe-se que a geometria do corpo de
prova influencia no resultado do alongamento. O alongamento
proporcional é a única forma de medir o alongamento de um
material sem que o resultado dependa da geometria do corpo de
prova. Este valor pode ser diretamente de ensaios de tração feitos
em corpos de prova de tamanho proporcional ou convertidos pela
equação de Oliver, contida na norma ISO 2566:
 Alongament oL0   ÁreaCP 
Alongamento Proporcional  


  
2
L0

 

0 , 4
Onde: AlongamentoL0 é o valor do alongamento medido em um CP
com base de comparação L0; ÁreaCP é o valor da área da seção reta
do CP de tração utilizado para se medir o alongamento, L0 é o valor
da base de comparação.
Coeficiente de Anisotropia (R) – O coeficiente de anisotropia ou
coeficiente de Lankford (R) é a razão entre a deformação verdadeira
na largura (b) e na espessura (e) de um CP de tração, após
determinada deformação longitudinal pré-definida. Este coeficiente
está diretamente associado à capacidade de estampagem da chapa
e pode ser definido segundo diferentes direções de laminação (0°,
45° e 90°). Pode ser expresso resumidamente pelo Coeficiente de
Anisotropia Normal: R = (R0°+2R45°+R90°)/4, ou como Coeficiente de
Anisotropia Planar R= (R0°-2R45°+R90°)/4.
Coeficiente ou Expoente de Encruamento (n) – Valor numérico
que quantifica o grau de encruamento que um metal apresenta sob
deformação plástica. É comum haver gradientes de deformação em
operações de conformação, por exemplo, por estampagem. Se o
coeficiente de encruamento for suficientemente grande, haverá a
redistribuição das deformações e a peça sendo conformada
suportará mais deformações, antes que a estricção localizada se
inicie. Então, para operações que exigem altos graus de
estiramento, exigem-se materiais com altos valores de n. Também
pode ser definido segundo diferentes direções de laminação (0, 45 e
90°).