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 Al
Ferros fundidos
Ligas Fe-C
Aços
•Sem liga
•Baixa liga
•HSLA
•Ligados
Fe-Cr
(-Ni)
(INOX)
Outras Fe
•Ferríticos
•Austeníticos
•Martensíticos
•Duplex
•PH
Fe-Ni
(MARAGING)
Fe-C-Mn
(HADFIELD)
Ligas leves
Ligas Ti
Ligas Mg
Ligas Be
Bronzes
Ligas Cu
Ligas Ni
Inconel
Hastalloy
(REFRATÁRIOS)
Latões
Cu-Ni
LIGAS FERRO-CARBONO
0<%C<2
2<%C<4
AÇOS
FERROS FUNDIDOS
Se não contiver
Sem liga ou nenhum elemento de
Aço-carbono liga em quantidade
superior aos mínimos
indicados
Aço ligado
Aço de
baixa
liga
Aço de
média e
alta liga
Se o somatório dos
elementos de liga
atingir um teor de até
5%
Se o somatório dos
elementos de liga
ultrapassar o teor de
5%
Teores máximos de alguns
elementos nos aços sem liga:
• Al – 0,10% • Ni – 0,30
• Bi – 0,10
• Nb – 0,06
• B – 0,0008
• Pb – 0,40
• Cr – 0,30
• Se – 0,10
• Co – 0,10
• Si – 0,50
• Cu – 0,05
• Ti – 0,05
• Mn – 1,65
• W – 0,01
• Mo – 0,08
• 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
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Construção civil:
ABNT CA 25 (concreto armado σesc=25 Kgf/mm2)
ABNT CA 50 (concreto armado σesc=50 Kgf/mm2)
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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
•
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Segundo a ABNT ou SAE
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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 Aços
Classificação SAE dos aços ao carbono e de
baixa liga
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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) (açoManganês)
SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio)
SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (açoManganês)
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%
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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
L+Fe3C
16
FERRO PURO




FERRO  = FERRITA
FERRO  = AUSTENITA
FERRO  = FERRITA 
TF= 1538 C
CARBONO
Nas ligas ferrosas as fases ,  e  FORMAM
soluções sólidas com Carbono intersticial
17
Ferro Puro /Formas
Alotrópicas
FERRO  = FERRITA




Estrutura= ccc
Temperatura “existência”=
até 912 C
Fase Magnética até 770 C
(temperatura de Curie)
Solubilidade máx. do
Carbono= 0,0218% a 727 C
e 0,008% a T ambiente.
FERRO  = AUSTENITA




Estrutura= cfc (tem +
posições intersticiais)
Temperatura
“existência”= 912 1394C
Fase Não-Magnética
Solubilidade máx. do
Carbono= 2,11% a
1148C
18
Sistema Fe-Fe3C




Ferro Puro= até 0,02% de Carbono (727ºC)
Aço= 0,02 até 2,11% de Carbono
Ferro Fundido= 2,11- 4,5% de Carbono
Fe3C (CEMENTITA)= Forma-se quando o
limite de solubilidade do carbono é
ultrapassado (A cementita possui 6,7% de C)
19
PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA
Fe-Fe3C (EUTETÓIDE)

LIGA EUTETÓIDE

Austenita

Temperatura= 727 C
Teor de Carbono= 0,77 %
Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de
aços hipoeutetóides
Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços
hipereutetóides



FASE  (FERRITA) + Cementita
20
MICROESTRUTURAS /
EUTETÓIDE
21
MICROESTRUTURA DO AÇO
EUTETÓIDE RESFRIADO
LENTAMENTE
Somente Perlita
22
MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE
Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio
 Teor de Carbono = 0,0020,77 %
Estrutura
Ferrita + Perlita

As quantidades de ferrita e
perlita variam conforme a
% de carbono e podem ser
determinadas pela regra da
alavanca

Partes claras ferrita pró
eutetóide ou ferrita primária
23
MICROESTRUTURA DOS AÇOS
BAIXO TEOR DE CARBONO
AÇO COM ~0,2%C
Ferrita
Perlita
24
MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO
TEOR DE CARBONO RESFRIADOS
LENTAMENTE
AÇO COM ~0,45%C
Ferrita
Perlita
25
MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDE
Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio
Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 %
Estrutura
cementita+ Perlita

As quantidades de cementita e
perlita variam conforme a % de
carbono e podem ser
determinadas pela regra da
alavanca

Partes claras  cementita
próeutetóide.
26
Micrografia de um aço contendo 1,4% de
carbono:cementita clara - perlita escura
28
29