Aço: propriedades, marcações, normas GOST e tipos de aço

O aço, como um dos metais mais comuns, recebeu a aplicação mais ampla hoje. Processamento e corte Este material é uma tarefa que pode ser resolvida usando uma grande variedade de ferramentas e tecnologias. Propriedades do aço permitir processamento preciso e de alta velocidade usando os seguintes tipos de processamento:

• corte mecânico;
• jato de água;
• arco de argônio;
• arco elétrico;
• gás;
• plasma;
• laser.

Dependendo de graus de aço e os resultados desejados, utilize a tecnologia de processamento de metal mais apropriada.

Propriedades do aço

Existem 4 áreas principais de indicadores que distinguem o aço e suas ligas.

Entre essas áreas:

• propriedades químicas do aço;
• tecnológica;
• propriedades mecânicas do aço;
• propriedades magnéticas do aço.

Agora vamos falar sobre cada um deles com mais detalhes.

Propriedades químicas do aço

• Oxidabilidade. Esta é uma medida da capacidade de se combinar com o oxigênio. A oxidação aumenta com o aumento da temperatura do metal. Aços de baixo carbono oxidam e formam ferrugem (óxidos de ferro) quando expostos à água ou ao ar úmido;
• Resistência à corrosão. Portanto, isso significa que a substância não sofre reações químicas e não oxida. No entanto, é importante observar que essa propriedade não é encontrada em todas as ligas de aço e é mais característica de graus excepcionais;
• Resistência ao calor. A resistência ao calor caracteriza a capacidade de um material de não oxidar sob a influência de altas temperaturas e não formar incrustações;
• Resistência ao calor. A resistência ao calor determina a capacidade de uma liga de manter sua resistência em altas temperaturas. Isso permite que o aço seja utilizado na criação de componentes e mecanismos sujeitos a estresse térmico.

Propriedades tecnológicas do aço

As propriedades tecnológicas do aço refletem a capacidade de um metal ou liga de passar por diversos tipos de processamento. Entre elas:

• Usinabilidade. Todos os aços são fáceis de usinar, tanto manualmente (com serra, cinzel ou lima) quanto em máquinas-ferramentas (furação, torneamento ou fresamento).
• Maleabilidade. Esta propriedade é levada em consideração durante a laminação, o forjamento e a estampagem. O aço apresenta uma maleabilidade bastante boa quando aquecido.
• Soldabilidade. Este processo é aplicável a todos os tipos de aço.
• Fluidez. Esta propriedade é essencial para a produção de produtos semiacabados — peças fundidas que se assemelham a peças acabadas e requerem apenas uma pequena usinagem adicional.
• Temperabilidade. A temperabilidade depende do tamanho das peças e produtos, bem como da composição química do aço. Para aumentar a temperabilidade, componentes de liga como cromo e tungstênio são adicionados ao aço.
• Resistência ao desgaste. Para aumentar a resistência ao desgaste, as peças de atrito (dentes da engrenagem) são submetidas a tratamento térmico (endurecimento) e tratamento químico-térmico (cementação, nitretação). Elementos de liga como manganês e silício são adicionados ao aço para o mesmo propósito.
• Resistência à corrosão. Para aumentar essa resistência, níquel, cromo e titânio são adicionados ao aço, produzindo os chamados aços inoxidáveis.

Propriedades mecânicas do aço

• Força. Capacidade de um metal de suportar cargas externas significativas. Essa propriedade é caracterizada por seu limite de escoamento e resistência à tração.
  • Resistência à tracção. A tensão mecânica máxima acima da qual o aço falha.
  • Limite de escoamento. Este parâmetro mostra a tensão mecânica acima da qual o material continua a se alongar sob condições sem carga.
• Plástico. Capacidade de mudar de forma sob carga e mantê-la quando descarregada. É quantificada pelo alongamento relativo e ângulo de flexão;
• Resistência ao impacto. Capacidade de um metal de resistir a cargas dinâmicas. Essa característica é avaliada quantitativamente pelo trabalho necessário para fraturar o corpo de prova, dividido pela sua área de seção transversal;
• Dureza. Capacidade de resistir ao impacto de objetos sólidos. Caracterizada quantitativamente pela carga por área da indentação quando pressionada com uma pirâmide de diamante (método Vickers) ou uma esfera de aço (método Brinell).

Propriedades magnéticas do aço

Como se sabe, quase todos os aços (exceto alguns aços inoxidáveis) são magnéticos.

Vale dizer desde já que o aço inoxidável é, na verdade, magnético.

Nem todo aço inoxidável é magnético, mas ainda assim é. Não há uma afirmação definitiva, pois as propriedades magnéticas das ligas são determinadas pelas propriedades de seus componentes estruturais. Portanto, um tipo de aço inoxidável pode atrair um ímã com sucesso, enquanto outro é completamente indiferente. Então, como isso funciona?

É tudo uma questão de composição estrutural.

A martensita, do ponto de vista das propriedades magnéticas, é um ferromagneto puro.

A ferrita pode apresentar duas modificações. Em temperaturas abaixo do ponto de Curie, ela, assim como a martensita, é ferromagnética. A ferrita delta em altas temperaturas é paramagnética.

Assim, aços resistentes à corrosão cuja estrutura consiste em martensita são aços inoxidáveis magnéticos. Essas ligas reagem a um ímã como o aço carbono comum. Aços ferríticos ou ferrítico-martensíticos podem ter propriedades diferentes dependendo da proporção de seus componentes de fase, mas são mais frequentemente ferromagnéticos.

Como resultado, o cromo e algumas ligas de aço inoxidável de cromo-níquel são consideradas magnéticas.

Ligas não magnéticas incluem aços de cromo-níquel e cromo-manganês-níquel.

É muito fácil determinar se o aço com o qual você está lidando é aço inoxidável genuíno. Limpe a superfície até que brilhe e, em seguida, aplique e esfregue duas ou três gotas de uma solução concentrada de sulfato de cobre. Se o revestimento de cobre aparecer (o sulfato se transforma em um revestimento de cobre), não é aço inoxidável. Se não houver alteração ou impacto, você está lidando com aço inoxidável genuíno.

É importante observar que é impossível determinar em casa se o aço inoxidável é de qualidade alimentar.

Portanto, você não deve usar metais não testados em utensílios de cozinha.

Um pouco mais sobre as propriedades dos aços

O uso generalizado do metal se deve a uma série de características vantajosas. Entre elas, destacam-se: propriedades do aço:

• Capacidade térmica específica a 20 °C: 462 J/(kg °C) (110 cal/(kg °C));
• Densidade: 7700-7900 kg/m³;
• Ponto de fusão: 1450-1520 °C;
• Gravidade específica: 75500-77500 N/m³ (7700-7900 kgf/m³ no sistema MKGSS);
• Calor específico de fusão: 84 kJ/kg (20 kcal/kg, 23 W h/kg);
• O coeficiente de condutividade térmica varia dependendo do tipo de aço e das impurezas em sua composição e pode variar de 15,5 W/(m K) a 54,4 W/(m K);
• O coeficiente de expansão linear térmica está dentro da faixa de 11,9 · 10^-6 1/⁰De 11,0 a 10^-6 1/⁰C e depende da marca e dos componentes adicionais da liga.

A resistência à tração é determinada para cada tipo de aço separadamente e possui os seguintes indicadores, dados abaixo:

• Estrutural 373-412 MPa;
• Silício-cromo-manganês, utilizado na produção de ferramentas 1,52 GPa;
• Engenharia de carbono 314-785 MPa;
• Ferrovia 690-785 MPa.

As propriedades do material também variam em função do teor de carbono. Existem as seguintes tipos de aço:

• baixo carbono (menos de 0,25% de carbono);
• carbono médio (0,3 – 0,55% carbono);
• alto teor de carbono (0,6 – 2% carbono).

Para aumentar a usabilidade do aço, é realizada a liga — a adição de metais ao aço fundido altera as propriedades da liga (aumentando a resistência mecânica, a condutividade elétrica, a resistência à corrosão e a condutividade magnética e térmica). Molibdênio, alumínio, cromo, níquel e vários outros são usados como metais de liga. Destacam-se: tipos de aço ligado:

• Baixa liga – inclusões de metais de liga não superiores a 4%;
• Metais de liga média – não constituem mais do que inclusões de 11%;
• Alta liga – mais de 11%.

Graus de aço

Marcação de aço de acordo com GOST é produzido por designação de letras. Graças à ordem das regras de designação, é possível conhecer e ler marcações de aço Não é uma tarefa difícil com tais designações. Existem várias designações estabelecidas que são usadas marcação aço Por GOST:

• H – níquel;
• M – molibdênio;
• T – titânio;
• X – cromado;
• K – cobalto;
• B – tungstênio;
• T – titânio;
• D – cobre;
• G – manganês;
• C – silício;
• F – vanádio;
• R – boro;
• A – nitrogênio;
• B – nióbio;
• E – selênio;
• C – zircônio;
• U – alumínio;
• Ч – significa a presença de metais de terras raras.

Para designar diferentes tipos dependendo da composição e finalidade do aço, são utilizadas as seguintes séries de designações de letras:

• PS – semi-calmo;
• KP – ebulição;
• SP – calma.

Dessa forma, ao observar as designações mencionadas na marcação da liga, podemos determinar sua composição e entender que tipo de material temos diante de nós.

Uma boa ajuda seria a mesa de marcação de aço