Imagine um mundo sem chapas de aço. Desde o carro que você dirige até as pontes que você atravessa, essas placas despretensiosas formam a espinha dorsal da infraestrutura moderna. Neste artigo, desvendamos os diversos tipos de chapas de aço, suas variadas espessuras e aplicações cruciais. Descubra como diferentes processos e composições dão origem a chapas de aço adaptadas para tudo, desde a construção naval até vasos de pressão. Pronto para explorar o material que molda nosso mundo? Continue lendo para saber como as chapas de aço são classificadas e utilizadas em todos os setores.
A chapa de aço é um material de aço plano que é derramado com aço fundido e prensado após o resfriamento.
As chapas de aço são planas, retangulares e podem ser laminadas diretamente ou cortadas a partir de tiras largas de aço.
As chapas de aço são classificadas por espessura: as chapas finas têm menos de 4 milímetros (com uma espessura mínima de 0,2 milímetros), as chapas de espessura média variam de 4 a 60 milímetros e as chapas pesadas variam de 60 a 115 milímetros.
As chapas de aço são classificadas por processo de laminação: laminadas a quente e laminadas a frio.
A largura das placas finas varia de 500 a 1.500 milímetros, enquanto a largura das placas grossas varia de 600 a 3.000 milímetros.
As chapas finas são classificadas com base no tipo de aço, incluindo aço comum, aço de alta qualidade, aço-liga, aço para molas, aço inoxidável, aço para ferramentas e aço resistente ao calor, aço para rolamentosaço silício e chapas industriais de ferro puro.
Elas também podem ser classificadas com base em aplicações específicas, como placas de tambor de óleo, placas de esmalte, placas à prova de balas etc.
Além disso, elas podem ser categorizadas com base no revestimento da superfície, incluindo chapas galvanizadas, chapas estanhadas, chapas revestidas de chumbo, chapas de aço composto de plástico e muito mais.
Os tipos de aço para placas de aço grossas são geralmente semelhantes aos das placas de aço finas.
Entretanto, em termos de aplicações específicas, há algumas variedades de chapas de aço que são usadas principalmente para chapas grossas, como chapas de aço para pontes, chapas de aço para caldeiras e chapas de aço para fabricação de automóveis, aço para vasos de pressão e placas de aço para vasos de alta pressão com várias camadas.
No entanto, há algumas variedades de chapas de aço que se sobrepõem às chapas finas, como chapas de aço para vigas de automóveis (2,5 a 10 milímetros de espessura), chapas de aço padronizadas (2,5 a 8 milímetros de espessura), chapas de aço inoxidável, chapas de aço resistentes ao calor etc.
Além disso, as chapas de aço podem ter diferentes composições de materiais. Nem todas as chapas de aço são iguais, e seu uso depende da composição específica de cada material. composição do material.
Com o desenvolvimento da ciência, da tecnologia e do setor, os materiais passaram a ter requisitos mais rigorosos, como maior resistência, resistência a altas temperaturas, alta pressão, baixa temperatura, resistência à corrosão, resistência ao desgaste e outras propriedades físicas e químicas especiais. O aço carbono, por si só, não consegue atender totalmente a esses requisitos.
(1) Baixa temperabilidade: Em geral, a temperabilidade máxima da têmpera em água do aço carbono é de apenas 10 mm a 20 mm de diâmetro.
(2) Baixa resistência e índice de rendimento: Por exemplo, a resistência ao escoamento (σs) do aço carbono comum Q235 é de 235 MPa, enquanto o aço estrutural de baixa liga 16Mn tem uma resistência ao escoamento (σs) de mais de 360 MPa. A relação σs/σb do aço 40 é de apenas 0,43, muito menor do que a do aço liga de aço.
(3) Baixa estabilidade de têmpera: Devido à baixa estabilidade de revenimento, quando o aço carbono é submetido a um tratamento de revenimento, são necessárias temperaturas de revenimento mais baixas para obter maior resistência, resultando em menor tenacidade. Por outro lado, são necessárias temperaturas de revenimento mais altas para obter melhor resistência, mas isso resulta em menor resistência. Portanto, a mecânica geral propriedades do aço carbono não são altos.
(4) Incapacidade de atender a requisitos especiais de desempenho: O aço carbono geralmente não tem boas propriedades em termos de resistência à oxidação, resistência à corrosão, resistência ao calor, resistência a baixas temperaturas, resistência ao desgaste e propriedades eletromagnéticas especiais. Ele não consegue atender às demandas de requisitos especiais de desempenho.
Com base no teor de elementos de liga, o aço-liga pode ser classificado em:
Com base nos principais elementos de liga, o aço-liga pode ser classificado em:
Com base na microestrutura de pequenas amostras de teste após a normalização ou como fundido, o aço-liga pode ser classificado em:
Com base na aplicação, o aço-liga pode ser classificado como:
O teor de carbono é indicado por um valor numérico no início do grau. Para o aço estrutural, o teor de carbono é expresso em duas casas decimais como uma unidade de dez milésimos (por exemplo, 45 representa um teor de carbono de 0,0045%).
Para aço para ferramentas e aço de desempenho especial, o teor de carbono é expresso em uma casa decimal como unidade de um milésimo, exceto quando o teor de carbono excede 1%.
Após indicar o teor de carbono, os símbolos químicos dos principais elementos de liga são usados para representar seu teor, seguidos de valores numéricos. Se o teor médio for menor que 1,5%, ele não será indicado. Se o teor médio estiver entre 1,5% e 2,49%, 2,5% e 3,49%, e assim por diante, ele será indicado como 2, 3 e assim por diante.
Por exemplo, 40Cr representa um teor médio de carbono de 0,40% e um teor de cromo abaixo de 1,5%. 5CrMnMo representa um teor médio de carbono de 0,5% e os teores de cromo, manganês e molibdênio abaixo de 1,5%.
No caso de aço para fins especiais, é usado o prefixo chinês pinyin que indica sua aplicação. Por exemplo, "G" é adicionado antes do grau do aço para indicar o aço para rolamentos. O GCr15 representa o aço para rolamentos com um teor de carbono de aproximadamente 1,0% e um teor de cromo de aproximadamente 1,5% (o que é uma exceção, pois o teor de cromo é expresso em milésimos).
O Y40Mn representa o aço de corte livre com um teor de carbono de 0,4% e um teor de manganês abaixo de 1,5%.
Para aço de alta qualidade, a letra "A" é adicionada ao final do grau do aço. Por exemplo, 20Cr2Ni4A.
Após a adição de elementos de liga ao aço, há uma interação entre os elementos básicos de ferro e carbono e os elementos de liga adicionados.
O objetivo da liga de aço é utilizar a interação entre os elementos de liga e o ferro-carbono, bem como seus efeitos no diagrama de fases ferro-carbono e no tratamento térmico, para melhorar a estrutura e as propriedades do aço.
Depois que os elementos de liga são adicionados ao aço, eles existem principalmente em três formas: dissolvidos no ferro, formando carbetos, ou em aços de alta liga, possivelmente formando compostos intermetálicos.
1. Dissolvido em ferro:
Quase todos os elementos de liga (exceto o Pb) podem se dissolver no ferro, formando ferrita de liga ou austenita de liga. De acordo com seus efeitos sobre α-Fe ou γ-Fe, os elementos de liga podem ser classificados em duas categorias: elementos que expandem a região da fase γ e elementos que contraem a região da fase γ.
Os elementos que expandem a região da fase γ, também conhecidos como estabilizadores de austenita, incluem Mn, Ni, Co, C, N, Cu etc. Eles diminuem a temperatura A3 (temperatura de transformação de γ-Fe em α-Fe) e aumentam a temperatura A4 (temperatura de transformação de γ-Fe). Isso amplia a faixa da fase γ.
Entre eles, o Ni e o Mn, quando adicionados em determinadas quantidades, podem expandir a região da fase γ abaixo da temperatura ambiente, fazendo com que a região da fase α desapareça. Eles são chamados de elementos que expandem completamente a região da fase γ.
Outros elementos, como C, N, Cu, etc., podem expandir parcialmente a região da fase γ, mas não à temperatura ambiente, por isso são chamados de elementos que expandem parcialmente a região da fase γ.
Os elementos que contraem a região da fase γ, também conhecidos como estabilizadores de ferrita, incluem Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr etc. Eles aumentam a temperatura A3 e diminuem a temperatura A4 (exceto no caso do cromo, em que a temperatura A3 diminui quando o teor de cromo está abaixo de 7%, mas aumenta rapidamente quando excede 7%).
Isso contrai a faixa da fase γ, ampliando a região de estabilidade da ferrita. Com base em seus efeitos, eles podem ser classificados em elementos que contraem completamente a região da fase γ (por exemplo, Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si) e elementos que contraem parcialmente a região da fase γ (por exemplo, B, Nb, Zr).
2. Os elementos de liga que formam carbonetos podem ser categorizados em dois grupos principais, com base em sua afinidade com o carbono no aço: elementos formadores de carbonetos e elementos não formadores de carbonetos.
Os elementos comuns não formadores de carboneto incluem Ni, Co, Cu, Si, Al, N e B. Eles se dissolvem essencialmente em ferrita e austenita. Os elementos formadores de carboneto comuns incluem Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti etc. (organizados em ordem de estabilidade dos carbonetos formados, do mais fraco ao mais forte). No aço, parte deles se dissolve na fase de matriz e parte forma carbonetos de liga. Quando presentes em grandes quantidades, eles podem formar novos carbonetos de liga.
Efeitos sobre a faixa de austenita e ferrita:
Os elementos que expandem ou encolhem a região da fase γ também têm um efeito semelhante na região da fase γ no diagrama de fase Fe-Fe3C. Quando o teor de Ni ou Mn é alto, pode resultar em uma estrutura de austenita monofásica à temperatura ambiente (por exemplo, aço inoxidável austenítico 1Cr18Ni9 e aço com alto teor de manganês ZGMn13).
Por outro lado, quando Cr, Ti, Si etc. excedem uma determinada concentração, isso pode levar à formação de uma estrutura de ferrita monofásica em temperatura ambiente (por exemplo, 1Cr17Ti high-chromium aço inoxidável ferrítico).
Efeitos sobre os pontos críticos (pontos S e E) no diagrama de fase Fe-Fe3C:
Os elementos que expandem a região da fase γ diminuem a temperatura de transformação do eutetóide (ponto S) no diagrama de fase Fe-Fe3C, enquanto os elementos que diminuem a região da fase γ aumentam a temperatura de transformação do eutetóide.
Quase todos os elementos de liga reduzem o teor de carbono no ponto eutetóide (S) e no ponto eutético (E), deslocando-os para a esquerda. O efeito dos elementos formadores de carbonetos fortes é particularmente significativo.
Efeitos sobre o tratamento térmico do aço:
Os elementos de liga podem influenciar as transformações de fase que ocorrem durante o tratamento térmico do aço.
1. Efeitos sobre a transformação de fase durante o aquecimento:
Os elementos de liga podem afetar a taxa de formação de austenita e o tamanho dos grãos de austenita durante o aquecimento.
(1) Influência na taxa de formação de austenita:
Elementos formadores de carboneto fortes, como Cr, Mo, W, V, formam carbonetos de liga insolúveis na austenita, retardando significativamente a formação da austenita. Elementos parciais não formadores de carboneto, como Co, Ni, aumentam a difusão de carbono, acelerando a formação de austenita. Elementos de liga como Al, Si, Mn têm pouco efeito sobre a taxa de formação de austenita.
(2) Influência no tamanho dos grãos de austenita:
A maioria dos elementos de liga impede o crescimento de grãos de austenita, mas em graus variados. Elementos como V, Ti, Nb, Zr impedem fortemente o crescimento dos grãos, enquanto elementos como W, Mn, Cr impedem moderadamente o crescimento dos grãos. Elementos como Si, Ni e Cu têm pouco efeito sobre o crescimento dos grãos, enquanto elementos como Mn e P promovem o crescimento dos grãos.
2. Efeitos sobre a transformação da austenita super-resfriada:
Com exceção do Co, quase todos os elementos de liga aumentam a estabilidade da austenita super-resfriada, retardando a transformação em perlita. Isso resulta em um deslocamento para a direita da Curva Cindicando uma melhor temperabilidade do aço.
Os elementos comuns usados para aumentar a temperabilidade incluem Mo, Mn, Cr, Ni, Si, B. Deve-se observar que os elementos de liga só podem aumentar a temperabilidade se estiverem completamente dissolvidos na austenita. Se não forem totalmente dissolvidos, os carbonetos podem se tornar o núcleo da perlita, reduzindo a temperabilidade.
Além disso, a adição combinada de vários elementos de liga (por exemplo, aço Cr-Mn, aço Cr-Ni) tem um efeito muito mais forte sobre a temperabilidade do que os elementos individuais.
Com exceção do Co e do Al, a maioria dos elementos de liga diminui os pontos Ms e Mf. A ordem de sua influência é Mn, Cr, Ni, Mo, W, Si. Entre eles, o Mn tem o efeito mais forte, enquanto o Si não tem efeito prático.
A redução dos pontos Ms e Mf aumenta a quantidade de austenita retida após a têmpera. Quando há uma quantidade excessiva de austenita retida, ela pode ser submetida a um tratamento subzero (resfriamento abaixo do ponto Mf) para transformá-la em martensita ou passar por vários processos de têmpera.
No último caso, a precipitação de carbonetos de liga a partir da austenita retida pode fazer com que os pontos Ms e Mf aumentem e, durante o resfriamento, ela pode se transformar em martensita ou bainita (um processo conhecido como endurecimento secundário).
3. Efeitos sobre a transformação de têmpera:
(1) Melhoria da estabilidade da têmpera:
Os elementos de liga podem retardar a decomposição da martensita e a transformação da austenita retida durante a têmpera (ou seja, eles começam a se decompor e a se transformar em temperaturas mais altas). Eles também aumentam a temperatura de recristalização da ferrita, dificultando a coalescência e o crescimento dos carbonetos.
Como resultado, a resistência do aço ao amolecimento por têmpera é aumentada, melhorando sua estabilidade de têmpera. Os elementos de liga com forte efeito sobre a estabilidade da têmpera incluem V, Si, Mo, W, Ni, Co.
(2) Endurecimento secundário:
Em alguns aços de alta liga com altos teores de Mo, W e V, a dureza não diminui monotonicamente com o aumento da temperatura de têmpera, mas começa a aumentar depois de atingir uma determinada temperatura (cerca de 400 °C) e atinge um pico em uma temperatura mais alta (geralmente cerca de 550 °C).
Esse fenômeno é conhecido como endurecimento secundário durante a têmpera e está relacionado à natureza dos precipitados formados durante a têmpera. Quando a temperatura de revenimento está abaixo de 450°C, os carbonetos precipitam no aço.
Acima de 450°C, os carbonetos se dissolvem e os carbonetos refratários estáveis dispersos, como Mo2C, W2C e VC, precipitam, fazendo com que a dureza aumente novamente. Isso é conhecido como endurecimento por precipitação.
O endurecimento secundário também pode ocorrer devido à têmpera secundária da austenita retida durante o processo de resfriamento após o revenimento.
Elementos que causam endurecimento secundário:
Causas do endurecimento secundário: Elementos de liga
Transformação da austenita retida: Endurecimento por precipitação: Mn, Mo, W, Cr, Ni, Co①, V V, Mo, W, Cr, Ni, Co.
①Eficaz somente em altas concentrações e na presença de outros elementos de liga capazes de formar compostos intermetálicos dispersos.
(3) Aumento da fragilidade da têmpera:
Assim como o aço-carbono, o aço-liga pode apresentar fragilidade por têmpera, e ela costuma ser mais acentuada. Esse é um efeito adverso dos elementos de liga. O segundo tipo de fragilidade por têmpera (fragilidade por têmpera em alta temperatura), que ocorre entre 450°C e 600°C, está associado principalmente à segregação severa de determinados elementos de impureza e dos próprios elementos de liga nos limites originais dos grãos de austenita.
Ocorre comumente em ligas de aço que contêm elementos como Mn, Cr e Ni. Esse tipo de fragilidade é reversível, e o resfriamento rápido (geralmente têmpera a óleo) após a têmpera pode evitar sua ocorrência. A adição de quantidades apropriadas de Mo ou W (0,5% Mo, 1% W) também pode eliminar com eficácia esse tipo de fragilidade.
Efeitos dos elementos de liga na propriedades mecânicas do aço:
Um dos principais objetivos da adição de elementos de liga é aumentar a resistência do aço. Para aumentar a resistência, são feitos esforços para aumentar a resistência ao movimento de deslocamento.
Os principais mecanismos de reforço em metais são o reforço de solução sólida, o reforço de deslocamento, o reforço de refinamento de grão e o reforço de segunda fase (precipitado e dispersão). Os elementos de liga aproveitam esses mecanismos de reforço para obter seus efeitos de reforço.
1. Efeitos sobre as propriedades mecânicas do aço no estado recozido:
No estado recozido, as fases básicas do aço estrutural são ferrita e carbonetos. Os elementos de liga se dissolvem na ferrita, formando ferrita ligada e alcançando resistência e dureza por meio do fortalecimento da solução sólida. No entanto, isso também reduz a plasticidade e a resistência do aço.
2. Efeitos sobre as propriedades mecânicas do aço no estado normalizado:
A adição de elementos de liga reduz o teor de carbono no ponto eutetóide, deslocando a curva C para a direita. Isso aumenta a proporção de perlita na microestrutura e reduz o espaçamento interlamelar, resultando em maior resistência e menor ductilidade. Entretanto, no estado normalizado, o aço-liga não apresenta superioridade significativa em relação ao aço-carbono.
3. Efeitos sobre as propriedades mecânicas do aço no processo de temperado e revenido Estado:
O efeito de fortalecimento dos elementos de liga é mais significativo em aço temperado e revenido porque utiliza totalmente os quatro mecanismos de reforço. Durante a têmpera, a martensita é formada e, durante o revenimento, os carbonetos precipitam, resultando em um forte fortalecimento da segunda fase.
Ao mesmo tempo, melhora muito a resistência do aço. Portanto, obter martensita e temperá-la é o método mais econômico e eficaz para o fortalecimento abrangente do aço.
O principal objetivo da adição de elementos de liga ao aço é aumentar sua temperabilidade, garantindo a fácil formação de martensita durante a têmpera.
O objetivo secundário é melhorar a estabilidade da têmpera, permitindo a retenção da martensita a temperaturas mais altas e possibilitando a formação de carbonetos precipitados mais finos, uniformes e estáveis durante a têmpera. Como resultado, o aço-liga apresenta maior resistência do que o aço-carbono em condições semelhantes.
Impacto de Elementos de liga sobre as propriedades tecnológicas do aço
1. Impacto dos elementos de liga na capacidade de fundição do aço
Quanto mais baixa for a temperatura das linhas de fase sólida e líquida e quanto mais estreita for a faixa de temperatura de cristalização, melhor será a fundibilidade do aço. O impacto dos elementos de liga na capacidade de fundição depende principalmente de seu efeito no diagrama de fase Fe-Fe3C.
Além disso, muitos elementos, como Cr, Mo, V, Ti e Al, formam carbonetos de alto ponto de fusão ou partículas de óxido no aço, que aumentam a viscosidade do aço, reduzem sua fluidez e deterioram sua capacidade de fundição.
2. Impacto dos elementos de liga na conformabilidade plástica do aço
Formação de plástico inclui processamento a quente e a frio. Os elementos de liga dissolvidos em solução sólida ou formando carbonetos (como Cr, Mo, W etc.) aumentam a resistência à deformação térmica do aço e diminuem significativamente sua plasticidade a quente, tornando-o propenso a trincas de forjamento. A processabilidade de conformação a quente do aço de liga geral é muito pior do que a do aço carbono.
3. Impacto dos elementos de liga na Soldabilidade do aço
Os elementos de liga aumentam a temperabilidade do aço, promovem a formação de estruturas frágeis (martensita) e deterioram a soldabilidade. Entretanto, a presença de uma pequena quantidade de Ti e V no aço pode melhorar sua soldabilidade.
4. Impacto dos elementos de liga na usinabilidade do aço
A usinabilidade está intimamente relacionada à dureza do aço, e a faixa de dureza adequada para o processamento de corte do aço é de 170HB a 230HB. Em geral, a usinabilidade do aço-liga é pior do que a do aço-carbono. Entretanto, a adição de S, P, Pb e outros elementos pode melhorar significativamente a usinabilidade do aço.
5. Impacto dos elementos de liga na processabilidade do tratamento térmico do aço
A processabilidade do tratamento térmico reflete a dificuldade do tratamento térmico do aço e a tendência de produzir defeitos. Ela inclui principalmente a temperabilidade, a sensibilidade ao superaquecimento, a tendência à fragilidade da têmpera e a oxidação descarburação tendência.
O aço-liga tem alta temperabilidade, e um método de resfriamento relativamente lento pode ser usado durante a têmpera para reduzir a tendência de deformação e rachadura da peça de trabalho. A adição de manganês e silício aumenta a sensibilidade do aço ao superaquecimento.
O tipo de aço usado na fabricação de importantes estruturas de engenharia e peças de máquinas é conhecido como aço estrutural de liga. Isso inclui principalmente aço estrutural de baixa liga, aço de liga para cementação, aço de liga para têmpera e revenimento, aço de liga para molas e aço para rolamentos.
(Também conhecido como aço comum de baixa liga, HSLA)
1. Aplicativos
Usado principalmente na fabricação de pontes, navios, veículos, caldeiras, vasos de alta pressão, tubulações de transmissão de petróleo e gás, grandes estruturas de aço e muito mais.
2. Requisitos de desempenho
(1) Alta resistência: A resistência ao escoamento é geralmente superior a 300MPa.
(2) Alta tenacidade: É necessária uma taxa de alongamento de 15%-20%, com resistência ao impacto em temperatura ambiente superior a 600kJ/m a 800kJ/m. Para componentes soldados grandes, é necessária uma maior resistência à fratura.
(3) Boa soldabilidade e conformação a frio capacidades.
(4) Baixa temperatura de transição frágil a frio.
(5) Excelente resistência à corrosão.
3. Características da composição
(1) Baixo teor de carbono: Devido aos altos requisitos de resistência, soldabilidade e conformabilidade a frio, o teor de carbono não deve exceder 0,20%.
(2) A adição de manganês como o principal elemento de liga.
(3) Adição de nióbio, titânioou vanádio como elementos auxiliares: Pequenas quantidades de nióbio, titânio ou vanádio, que formam carbonetos finos ou carbonitretos no aço, contribuem para os grãos finos de ferrita e melhoram a resistência e a tenacidade do aço. Além disso, a adição de pequenas quantidades de cobre (≤0,4%) e fósforo (cerca de 0,1%) aumenta a resistência à corrosão. A inclusão de traços de elementos de terras raras facilita a dessulfurização e a desgaseificação, purificando o aço e melhorando sua resistência e trabalhabilidade.
4. Aços estruturais comuns de baixa liga
O 16Mn é o tipo de aço de alta resistência de baixa liga mais amplamente utilizado e produzido na China. Trata-se de uma estrutura de ferrita-pearlita com grãos finos, que oferece uma resistência aproximadamente 20%-30% maior do que a dos aços estruturais de carbono comuns. aço Q235e uma resistência à corrosão atmosférica 20%-38% maior.
O 15MnVN é o tipo mais comumente usado de aço de resistência média. Ele apresenta maior resistência, além de boa tenacidade, soldabilidade e resistência a baixas temperaturas, o que o torna amplamente utilizado na fabricação de pontes, caldeiras, navios e outras estruturas grandes.
Quando o nível de resistência ultrapassa 500 MPa, as estruturas de ferrita e perlita são insuficientes e, portanto, o aço bainítico de baixo carbono é desenvolvido. A adição de elementos como Cr, Mo, Mn e B ajuda a formar uma estrutura bainítica sob condições de resfriamento a ar, proporcionando maior resistência, melhor plasticidade e soldabilidade, sendo frequentemente utilizado em caldeiras de alta pressão, vasos de alta pressão etc.
5. Características do tratamento térmico
Esse tipo de aço é geralmente usado em um estado laminado a quente e resfriado a ar, sem a necessidade de tratamento térmico específico. A microestrutura no estado de trabalho é normalmente ferrita + sorbita.
1. Aplicativos
Usado principalmente na fabricação de peças de máquinas, como engrenagens de transmissão em automóveis e tratores, eixos de comando de válvulas e pinos de pistão em motores de combustão interna. Essas peças sofrem atrito e desgaste intensos durante a operação e, ao mesmo tempo, suportam cargas alternadas consideráveis, especialmente cargas de impacto.
2. Requisitos de desempenho
(1) A camada superficial cementada tem alta dureza para garantir excelente resistência ao desgaste e à fadiga por contato, mantendo a plasticidade e a tenacidade adequadas.
(2) O núcleo tem alta tenacidade e resistência suficientemente alta. Se a resistência do núcleo for inadequada, ele poderá se fraturar facilmente sob cargas de impacto ou sobrecarga; se a resistência for insuficiente, a camada carburada frágil poderá se fraturar e se desprender.
(3) Boa processabilidade do tratamento térmico. Em altas temperaturas de cementação (900℃ a 950℃), os grãos de austenita não crescem facilmente e têm boa temperabilidade.
3. Características da composição
(1) Baixo teor de carbono: o teor de carbono é normalmente de 0,10% a 0,25%, o que garante plasticidade e resistência suficientes no núcleo da peça.
(2) Adição de elementos de liga que melhoram a temperabilidade: As adições comuns incluem Cr, Ni, Mn, B, etc.
(3) Adição de elementos para inibir o crescimento de grãos de austenita: Normalmente, isso envolve a adição de pequenas quantidades de elementos formadores de carbonetos fortes, como Ti, V, W, Mo etc., para formar carbonetos de liga estáveis.
4. Tipos e classes de aço
O 20Cr é uma liga de aço cementado de baixa temperabilidade. A temperabilidade desse tipo de aço é baixa, com menor resistência do núcleo.
O 20CrMnTi é uma liga de aço cementado de temperabilidade média. Esse tipo de aço tem maior temperabilidade, menor sensibilidade ao superaquecimento, uma camada de transição de carburação uniforme e apresenta boas propriedades mecânicas e de processamento.
O 18Cr2Ni4WA e o 20Cr2Ni4A são aços carburizados de liga de alta temperabilidade. Esses tipos de aço contêm mais elementos de Cr e Ni, têm altíssima temperabilidade e demonstram excelente tenacidade e resistência ao impacto em baixa temperatura.
5. Tratamento térmico e desempenho organizacional
O processo de tratamento térmico para o aço de liga carburada normalmente envolve a carburação seguida de têmpera direta e, em seguida, revenimento em baixa temperatura. Após o tratamento térmico, a camada superficial carburizada consiste em carbonetos de liga + martensita temperada + uma pequena quantidade de austenita residual, com dureza de 60HRC a 62HRC.
A estrutura do núcleo está relacionada à temperabilidade do aço e às dimensões da seção transversal da peça. Quando totalmente endurecido, é martensita temperada de baixo carbono, com dureza de 40HRC a 48HRC; na maioria dos casos, é bainita, martensita temperada e uma pequena quantidade de ferrita, com dureza de 25HRC a 40HRC. A resistência do núcleo é geralmente superior a 700KJ/m2.
1. Aplicativos
O aço de liga temperado e revenido é amplamente utilizado na fabricação de várias peças críticas em automóveis, tratores, máquinas-ferramentas e outras máquinas, como engrenagens, eixos, bielas e parafusos.
2. Requisitos de desempenho
A maioria das peças temperadas suporta várias cargas de trabalho e a situação de estresse é relativamente complexa, exigindo propriedades mecânicas abrangentes, ou seja, alta resistência, boa plasticidade e tenacidade. A liga de aço temperado e revenido também precisa ter boa temperabilidade. No entanto, peças diferentes têm condições de estresse diferentes, portanto, os requisitos de temperabilidade são diferentes.
3. Características da composição
(1) Carbono médio: o teor de carbono geralmente está entre 0,25% e 0,50%, sendo 0,4% o mais comum.
(2) Adição de elementos Cr, Mn, Ni, Si, etc., para melhorar a temperabilidade: Esses elementos de liga não apenas melhoram a temperabilidade, mas também formam ferrita de liga, aumentando a resistência do aço. Por exemplo, o desempenho de Aço 40Cr após a têmpera e o revenimento é muito maior do que a do aço 45.
(3) Adição de elementos para evitar a fragilidade de revenimento de segunda classe: As ligas de aço temperado e revenido que contêm Ni, Cr, Mn são propensas à fragilidade de revenimento de segunda classe quando resfriadas lentamente após o revenimento em alta temperatura. A adição de Mo e W ao aço pode evitar a fragilidade por têmpera de segunda classe, com um teor adequado de cerca de 0,15% a 0,30% de Mo ou 0,8% a 1,2% de W.
Comparação do desempenho do aço 45 e do aço 40Cr após a têmpera e o revenimento:
4. Tipos e classes de aço
(1) Aço 40Cr de baixa temperabilidade, temperado e revenido: O diâmetro crítico de têmpera em óleo desse tipo de aço é de 30 mm a 40 mm, usado para a fabricação de peças críticas de tamanho geral.
(2) 35CrMo Aço temperado e revenido de liga de temperabilidade média: O diâmetro crítico de têmpera em óleo desse tipo de aço é de 40 a 60 mm. A adição de molibdênio não apenas melhora a temperabilidade, mas também evita a fragilidade da têmpera de segunda classe.
(3) Aço temperado e revenido de liga de alta temperabilidade 40CrNiMo: O diâmetro crítico de têmpera em óleo desse tipo de aço é de 60 mm a 100 mm, principalmente aço CrNi. A adição de uma quantidade adequada de molibdênio ao aço CrNi não só proporciona boa temperabilidade, mas também elimina a fragilidade da têmpera de segunda classe.
5. Tratamento térmico e desempenho organizacional
O tratamento térmico final da liga de aço temperado e revenido é a têmpera mais o revenimento em alta temperatura (tratamento de têmpera e revenimento). A liga de aço temperado e revenido tem maior temperabilidade, geralmente temperada com óleo, e quando a temperabilidade é particularmente grande, até mesmo o resfriamento a ar pode ser usado, reduzindo os defeitos do tratamento térmico.
O desempenho final da liga de aço temperado e revenido depende da temperatura de revenimento. Em geral, adota-se o revenimento a 500°C-650°C. Ao selecionar a temperatura de revenimento, é possível obter o desempenho necessário. Para evitar a fragilidade da têmpera de segunda classe, o resfriamento rápido após a têmpera (resfriamento a água ou a óleo) é benéfico para melhorar a tenacidade.
A estrutura da liga de aço temperado e revenido após o tratamento térmico convencional é de sorbita temperada. Para peças que exigem resistência ao desgaste na superfície (como engrenagens e eixos), são realizadas a têmpera superficial por aquecimento indutivo e o revenimento em baixa temperatura, e a estrutura da superfície é martensita temperada. A dureza da superfície pode chegar a 55HRC a 58HRC.
O limite de escoamento da liga de aço temperado e revenido após a têmpera e o revenimento é de cerca de 800 MPa, a resistência ao impacto é de cerca de 800 kJ/m2 e a dureza do núcleo pode chegar a 22HRC a 25HRC. Se o tamanho da seção transversal for grande e não for temperado, o desempenho será significativamente reduzido.
Por espessura:
(1) Placa fina, com espessura não superior a 3 mm (exceto placa de aço elétrica)
(2) Placa média, com espessura entre 4 e 20 mm
(3) Placa grossa, com espessura entre 20 e 60 mm
(4) Placa extra-grossa, com espessura superior a 60 mm
Por método de produção:
(1) Placa de aço laminada a quente
(2) Placa de aço laminada a frio
Por características de superfície:
(1) Placa galvanizada (placa galvanizada por imersão a quente, placa eletrogalvanizada)
(2) Placa estanhada
(3) Placa de aço composta
(4) Placa de aço com revestimento colorido
Por uso:
(1) Placa de aço da ponte
(2) Placa de aço da caldeira
(3) Placa de aço para construção naval
(4) Placa de aço para blindagem
(5) Placa de aço para automóveis
(6) Placa de aço para telhado
(7) Placa de aço estrutural
(8) Placa de aço elétrica (Chapa de aço silício)
(9) Placa de aço para molas
(10) Placa de aço resistente ao calor
(11) Placa de aço de liga
(12) Outros
Marcas comuns em chapas de aço estruturais gerais e mecânicas
1. Nos materiais de aço japoneses (série JIS), o nome de marca do aço estrutural comum consiste em três partes:
Por exemplo, SS400 - o primeiro S significa aço, o segundo S representa "estrutura" e 400 é a resistência mínima à tração de 400 MPa, representando coletivamente o aço estrutural comum com resistência à tração de 400 MPa.
2. SPHC - a inicial S significa Steel (aço), P significa Plate (chapa), H significa Heat (calor), C significa Commercial (comercial), indicando coletivamente chapas e tiras de aço laminadas a quente de uso geral.
3. SPHD - representa o uso de estampagem de chapas e tiras de aço laminadas a quente.
4. SPHE - representa o uso de trefilação profunda em chapas e tiras de aço laminadas a quente.
5. SPCC - representa chapas e tiras finas de aço-carbono laminadas a frio para uso geral. A terceira letra C é a abreviação de Cold (frio). Para garantir o teste de tração, o T é adicionado ao final da marca para se tornar SPCCT.
6. SPCD - representa o uso de estampagem de chapas e tiras finas de aço carbono laminado a frio, equivalente ao aço estrutural de carbono de alta qualidade 08AL (13237) da China.
7. SPCE - representa chapas e tiras finas de aço-carbono laminado a frio para uso em repuxo profundo, equivalente ao aço de repuxo profundo 08AL (5213) da China. Para garantir o não envelhecimento, o N é adicionado ao final da marca para se tornar SPCEN.
Designação de têmpera de chapas finas e tiras de aço carbono laminadas a frio: Estado recozido é A, têmpera padrão é S, 1/8 de dureza é 8, 1/4 de dureza é 4, 1/2 de dureza é 2, dureza é 1.
Designação de acabamento de superfície: A laminação com acabamento opaco é D, e a laminação com acabamento brilhante é B. Por exemplo, SPCC-SD representa o temperamento padrão, laminação com acabamento opaco para uso geral de chapas finas de carbono laminadas a frio. Outro exemplo, SPCCT-SB representa a têmpera padrão, acabamento brilhante, que exige propriedades mecânicas garantidas da chapa fina de carbono laminada a frio.
8. O método de representação da marca de aço estrutural mecânico JIS é: S + teor de carbono + código alfabético (C, CK), em que o teor de carbono é representado pelo valor médio x 100, a letra C representa o carbono e a letra K representa o aço para cementação. Por exemplo, o aço-carbono enrolado S20C tem um teor de carbono de 0,18-0,23%.
Marca de aço silício
1. Método de representação da marca China:
(1) Fita (chapa) de aço silício não orientado laminada a frio: Método de representação: DW + valor de perda de ferro (valor de perda de ferro por unidade de peso em um pico de fluxo magnético de 1,5T com uma frequência de 50HZ e uma forma de onda senoidal) multiplicado por 100 + valor de espessura multiplicado por 100. Por exemplo, o DW470-50 representa o aço silício não orientado laminado a frio com um valor de perda de ferro de 4,7 w/kg e espessura de 0,5 mm, e o novo modelo é representado como 50W470.
(2) Fita (folha) de aço silício orientado laminado a frio: Método de representação: DQ + valor de perda de ferro (valor de perda de ferro por unidade de peso em um fluxo magnético de pico de 1,7T com uma frequência de 50HZ e uma forma de onda senoidal) multiplicado por 100 + valor de espessura multiplicado por 100. Às vezes, um G é adicionado após o valor de perda de ferro para representar a alta indução magnética.
(3) Placa de aço silício laminada a quente: A chapa de aço silício laminada a quente é representada por DR e, de acordo com o teor de silício, é dividida em aço com baixo teor de silício (teor de silício ≤2,8%) e aço com alto teor de silício (teor de silício >2,8%).
Método de representação: DR + valor de perda de ferro (valor de perda de ferro por unidade de peso em um pico de fluxo magnético de 1,5T com uma frequência de 50HZ e uma forma de onda senoidal) multiplicado por 100 + valor de espessura multiplicado por 100. Por exemplo, o DR510-50 representa uma chapa de aço silício laminada a quente com um valor de perda de ferro de 5,1 e espessura de 0,5 mm.
O nome da marca da chapa fina de silício laminada a quente para eletrodomésticos é representado por JDR + valor de perda de ferro + valor de espessura, como JDR540-50.
2. Método de representação da marca japonesa:
(1) Tira de aço silício não orientado laminada a frio: Consiste na espessura nominal (valor multiplicado por 100) + código A + valor de garantia de perda de ferro (valor de perda de ferro em uma densidade máxima de fluxo magnético de 1,5T com uma frequência de 50HZ, multiplicado por 100). Por exemplo, 50A470 representa uma tira de aço silício não orientado laminada a frio com espessura de 0,5 mm e um valor de garantia de perda de ferro de ≤4,7.
(2) Fita de aço silício orientado laminada a frio: Composto por espessura nominal (valor multiplicado por 100) + código G: representa material comum, P: representa material altamente orientado + valor de garantia de perda de ferro (valor de perda de ferro em uma densidade de fluxo magnético máxima de 1,7T com uma frequência de 50HZ, multiplicado por 100). Por exemplo, 30G130 representa uma tira de aço silício orientada, laminada a frio, com espessura de 0,3 mm e valor de garantia de perda de ferro ≤1,3.
Chapa estanhada e chapa galvanizada por imersão a quente
1. Placa estanhada: Placa e tira de estanho eletrolítico, também conhecida como ferro estanhado, essa placa de aço (tira) é revestida com estanho na superfície, tem boa resistência à corrosão e não é tóxica, podendo ser usada como material de embalagem para latas, revestimento de cabos, peças de instrumentos e telecomunicações, baterias e outros pequenos equipamentos.
A classificação e os símbolos das chapas e tiras de aço estanhado são os seguintes:
| Método de classificação | Categoria | Símbolo |
| Pela quantidade de revestimento de estanho | Estanhagem uniforme E1, E2, E3, E4 | |
| Por grau de dureza | T50, T52, T57, T61, T65, T70 | |
| Por condição da superfície | Superfície lisa | G |
| Superfície com padrão de pedra | S | |
| Superfície com padrão de linho | M | |
| Pelo método de passivação | Passivação com baixo teor de cromo | L |
| Passivação química | H | |
| Passivação eletroquímica catódica | Y | |
| Por quantidade de óleo | Lubrificar levemente. | Q |
| Lubrificação pesada | Z | |
| Por qualidade de superfície | Um conjunto | I |
| Grupo dois | II |
As especificações para a espessura uniforme e diferencial do revestimento de estanho são as seguintes:
| símbolo | Quantidade nominal de revestimento de estanho, g/m2 | Quantidade média mínima de revestimento de estanho g/m2 |
| E1 | 5.6（2.8/2.8） | 4.9 |
| E2 | 11.2（5.6/5.6） | 10.5 |
| E3 | 16.8（8.4/8.4） | 15.7 |
| E4 | 22.4（11.2/11.2） | 20.2 |
| D1 | 5.6/2.8 | 5.05/2.25 |
| D2 | 8.4/2.8 | 7.85/2.25 |
| D3 | 8.4/5.6 | 7.85/5.05 |
| D4 | 11.2/2.8 | 10.1/2.25 |
| D5 | 11.2/5.6 | 10.1/5.05 |
| D6 | 11.2/8.4 | 10.1/7.85 |
| D7 | 15.1/5.6 | 13.4/5.05 |
2. Mergulho a quente chapa galvanizada: Uma camada de zinco é aplicada na superfície das chapas e tiras de aço finas por meio de um processo contínuo de imersão a quente, o que pode evitar que a superfície das chapas e tiras de aço finas sofra corrosão e enferruje.
As chapas e tiras de aço galvanizado são amplamente utilizadas em setores como maquinário, indústria leve, construção, transporte, química e telecomunicações. A classificação e os símbolos das chapas e tiras de aço galvanizado são apresentados na tabela abaixo:
| Método de classificação | Categoria | Símbolo | |
| De acordo com o desempenho do processamento | Finalidade geral | PT | |
| Oclusão mecânica | JY | ||
| Desenho profundo | SC | ||
| Desenho ultraprofundo e resistência ao envelhecimento | CS | ||
| estrutura | JG | ||
| Por peso da camada de zinco | zinco | 001 | 001 |
| 100 | 100 | ||
| 200 | 200 | ||
| 275 | 275 | ||
| 350 | 350 | ||
| 450 | 450 | ||
| 600 | 600 | ||
| Liga de ferro e zinco | 001 | 001 | |
| 90 | 90 | ||
| 120 | 120 | ||
| 180 | 180 | ||
| Por estrutura de superfície: | Flor de Zinco Normal | Z | |
| Flor de zinco pequena | X | ||
| Flor de zinco lisa | GZ | ||
| Liga de zinco-ferro | XT | ||
| Pela qualidade da superfície: | IGROUP | I | |
| Grupo II | II | ||
| Por precisão dimensional: | Precisão avançada | A | |
| Precisão geral | B | ||
| Por tratamento de superfície: | Passivação com ácido crômico | L | |
| Revestimento de óleo | Y | ||
| Passivação de ácido crômico e revestimento de óleo | LY |
A camada de zinco do nº 001 pesa menos de 100 g/m2.
Chapa de aço fervente vs. chapa de aço calma
1. O aço de placa de ebulição é laminado a quente a partir de aço estrutural de carbono comum, também conhecido como aço de ebulição.
Esse tipo de aço é parcialmente desoxidado, usando apenas uma certa quantidade de desoxidante fraco, o que resulta em um alto teor de oxigênio no aço fundido. Ao despejar o aço no molde do lingote, uma reação entre o carbono e o oxigênio produz gases abundantes, fazendo com que o aço entre em ebulição, daí o nome. O aço em ebulição tem baixo teor de carbono e baixo teor de silício devido à ausência de desoxidação pelo ferrossilício (Si<0,07%).
A camada externa do aço em ebulição é cristalizada sob as condições de intensa agitação causada pela ebulição, resultando em uma superfície pura e densa com boa qualidade, excelente plasticidade e desempenho de estampagem. Não há furos de contração concentrados significativos, menos cabeças de corte, uma alta taxa de rendimento e um baixo custo devido aos processos de produção simples e ao consumo mínimo de ferro-liga. As chapas de aço para caldeiraria são amplamente utilizadas na fabricação de várias peças de estamparia, estruturas de construção e engenharia, além de alguns produtos menos importantes. estrutura da máquina componentes.
No entanto, o aço em ebulição tem várias impurezas em seu núcleo, segregação significativa, organização não compacta e propriedades mecânicas irregulares. Devido ao seu alto teor de gás, sua tenacidade é baixa, tem alta fragilidade a frio e sensibilidade ao envelhecimento, e sua soldabilidade é ruim. Portanto, as chapas de aço em ebulição não são adequadas para a fabricação de estruturas que suportam cargas de impacto, trabalham em condições de baixa temperatura e outras estruturas críticas.
2. A chapa de aço calmo é laminada a quente a partir de aço estrutural de carbono comum, conhecido como aço calmo.
Esse é um aço totalmente desoxidado, no qual o aço fundido é completamente desoxidado usando ferromanganês, ferrossilício e alumínio antes da fundição, resultando em baixo teor de oxigênio (geralmente 0,002-0,003%). O aço fundido permanece calmo no molde do lingote, sem ferver, daí o nome.
Em condições normais de operação, o aço calmo não apresenta bolhas e sua estrutura é uniformemente densa. Devido ao baixo teor de oxigênio, há menos inclusões de óxido no aço, a pureza é maior e a fragilidade a frio e a tendência ao envelhecimento são pequenas. Além disso, o aço calmo tem menor segregação, propriedades mais uniformes e maior qualidade. A desvantagem do aço calmo é a presença de furos de contração concentrados, uma baixa taxa de rendimento e um preço alto. Portanto, os materiais de aço calmo são usados principalmente em componentes que podem suportar impactos em baixas temperaturas, estruturas de soldagem e outros componentes que exigem alta resistência.
As chapas de aço de baixa liga são chapas de aço calmo e de aço semi-calmo. Devido à sua alta resistência, desempenho superior e considerável economia de aço, o que reduz o peso estrutural, sua aplicação tem se tornado cada vez mais ampla.
Placas de aço estrutural carbono
O aço estrutural de carbono de alta qualidade é o aço carbono com um teor de carbono inferior a 0,8%. Esse tipo de aço contém menos enxofre, fósforo e não metálico inclusões do que o aço estrutural carbono, resultando em um desempenho mecânico superior.
O aço estrutural de carbono de alta qualidade é dividido em três categorias com base no teor de carbono: aço de baixo carbono (C≤0,25%), aço de médio carbono (C=0,25-0,6%) e aço de alto carbono (C>0,6%).
O aço estrutural de carbono de alta qualidade é dividido em dois grupos com base no teor de manganês: teor regular de manganês (manganês 0,25%-0,8%) e alto teor de manganês (manganês 0,70%-1,20%), sendo que o último tem melhores propriedades mecânicas e capacidade de processamento.
1. Chapas finas de aço laminadas a quente e tiras de aço estrutural de carbono de alta qualidade:
São usados nas indústrias automotiva, de aviação e em outros setores. As classes de aço incluem aço fervente: 08F, 10F, 15F; aço calmo: 08, 08AL, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50. As classes 25 e inferiores são chapas de aço de baixo carbono e 30 e superiores são chapas de aço de médio carbono.
2. Placa de aço espessa laminada a quente e tira de aço larga de aço estrutural de carbono de alta qualidade:
Eles são usados para vários componentes de estruturas mecânicas. As classes de aço incluem aço de baixo carbono: 05F, 08F, 08, 10F, 10, 15F, 15, 20F, 20, 25, 20Mn, 25Mn, etc.; aço de médio carbono: 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 30Mn, 40Mn, 50Mn, 60Mn, etc.; aço de alto carbono: 65, 70, 65Mn, etc.
Placas de aço estrutural dedicadas
1. Chapas de aço para vasos de pressão: São indicadas por um R maiúsculo no final da classe, que pode ser indicado pelo ponto de escoamento ou pelo conteúdo de carbono/elementos de liga. Por exemplo, Q345R, em que Q345 é o ponto de escoamento. Da mesma forma, 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR, 8MnMoNbR, MnNiMoNbR, 15CrMoR e outros significam teor de carbono ou elementos de liga.
2. Chapas de aço para gás de solda cilindros: Eles são indicados por um HP maiúsculo no final da classe. A classe pode ser representada pelo ponto de escoamento, como Q295HP, Q345HP, ou por elementos de liga, como 16MnREHP.
3. Chapas de aço para caldeiras: Denotadas por um g minúsculo no final do grau. A classe pode ser indicada pelo ponto de escoamento, como Q390g, ou pelo teor de carbono ou elementos de liga, como 20g, 22Mng, 15CrMog, 16Mng, 19Mng, 13MnNiCrMoNbg, 12Cr1MoVg etc.
4. Chapas de aço para pontes: Indicadas por um q minúsculo no final do grau, como Q420q, 16Mnq, 14MnNbq, etc.
5. Placas de aço para vigas de automóveis: São indicadas por um L maiúsculo no final da classe, como 09MnREL, 06TiL, 08TiL, 10TiL, 09SiVL, 16MnL, 16MnREL etc.
Chapas de aço com revestimento colorido
As chapas e tiras de aço com revestimento colorido são produtos que usam materiais de tiras metálicas como base e aplicam vários tipos de revestimentos orgânicos em suas superfícies. Eles são usados em áreas como construção, eletrodomésticos, móveis de aço, ferramentas de transporte etc.
As classificações e os códigos para chapas e tiras de aço estão na tabela a seguir:
| Método de classificação | Categoria | Nome do código |
| Por uso | Construção exterior | JW |
| Para interiores de edifícios | JN | |
| Para eletrodomésticos | JD | |
| Por condição da superfície | Placa revestida | TC |
| Folhas impressas | YH | |
| Folhas em relevo | YaH | |
| Por tipo de revestimento | Poliéster externo | WZ |
| Uso interno Poliéster | NZ | |
| Poliéster modificado com silicone | GZ | |
| Acrílico para uso externo | WB | |
| Acrílico para uso interno | NB | |
| Plástico Sol | SJ | |
| Sol Orgânico | YJ | |
| Por categoria de substrato | Fita de aço de baixo carbono laminada a frio | DL |
| Fita de aço plana com ângulo pequeno | XP | |
| Fita de aço plana com ângulo grande | DP | |
| Fita de aço de liga de zinco-ferro XT | XT | |
| Fita de aço eletrogalvanizada DX | DX |
Aço estrutural para construção naval
Em geral, o aço para construção naval refere-se ao aço usado para estruturas de cascos de navios, o que denota materiais de aço fabricados de acordo com as especificações de construção das sociedades de classificação de navios. Esses materiais são frequentemente encomendados, produzidos e vendidos como aço dedicado e incluem chapas para navios, aço estrutural e assim por diante.
Atualmente, várias das principais empresas siderúrgicas do país o produzem e podem fabricar materiais de aço para construção naval de acordo com diferentes especificações nacionais, conforme as necessidades do cliente. Essas especificações incluem padrões de países como Estados Unidos, Noruega, Japão, Alemanha, França, etc. As especificações são as seguintes:
| Nacionalidade | Especificação |
| China | CCs |
| Estados Unidos | ABS |
| Alemanha | GL |
| França | BV |
| Noruega | DNV |
| Japão | KDK |
| Grã-Bretanha | LR |
I. Tipos e especificações
O aço estrutural para cascos de navios é classificado em níveis de resistência com base em seu ponto de escoamento mínimo: aço estrutural de resistência geral e aço estrutural de alta resistência.
O aço estrutural de resistência geral, de acordo com a especificação padrão da Sociedade de Classificação da China, é dividido em quatro graus de qualidade: A, B, D, E. O aço estrutural de alta resistência, de acordo com a especificação padrão da Sociedade de Classificação da China, é dividido em três níveis de resistência e quatro graus de qualidade:
| A32 | A36 | A40 |
| D32 | D36 | D40 |
| E32 | E36 | E40 |
| F32 | F36 | F40 |
II. Propriedades mecânicas e composição química
As propriedades mecânicas e a composição química do aço estrutural de resistência geral para cascos de navios são as seguintes:
| Grau de aço | Ponto de rendimento σs (MPa) não inferior a | Resistência à tração σ b (MPa) | Alongamento σ% Não menos que | Carbono C | Manganês Mn | Silício Si | Enxofre S | Fósforo P |
| A | 235 | 400-520 | 22 | ≤ 0.21 | ≥ 2.5 | ≤ 0.5 | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 |
| B | ≤ 0.21 | ≥ 0.80 | ≤ 0.35 | |||||
| D | ≤ 0.21 | ≥ 0.60 | ≤ 0.35 | |||||
| E | ≤ 0.18 | ≥ 0.70 | ≤ 0.35 |
Propriedades mecânicas e composição química do aço estrutural de casco de alta resistência
| Grau de aço | Ponto de rendimento σs (MPa) Não menos que | Resistência à tração σb (MPa) | Alongamento σ% Não menos que | Carbono C | Manganês Mn | Silício Si | Enxofre S | Fósforo P |
| A32 | 315 | 440-570 | 22 | ≤0.18 | ≥0.9-1.60 | ≤0.50 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| D32 | ||||||||
| E32 | ||||||||
| F32 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A36 | 355 | 490-630 | 21 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D36 | ||||||||
| E36 | ||||||||
| F36 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A40 | 390 | 510-660 | 20 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D40 | ||||||||
| E40 | ||||||||
| F40 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 |
III. Pontos a serem observados para entrega e aceitação de aço para construção naval:
Revisão da certificação de qualidade:
No momento da entrega, a usina siderúrgica certamente entregará e fornecerá certificados de qualidade originais de acordo com os requisitos do usuário e as especificações acordadas no contrato. O certificado deve incluir o seguinte conteúdo:
(1) Especificações necessárias;
(2) Número de registro de qualidade e número de certificação;
(3) Número do lote e grau técnico;
(4) Composição química e propriedades mecânicas;
(5) Certificado de aprovação da sociedade classificadora de navios e a assinatura do inspetor de navios.
Exame físico:
Após a entrega do aço para construção naval, os objetos físicos devem conter a marca do fabricante, entre outras coisas. Especificamente, eles devem incluir:
(1) Marca de aprovação da sociedade classificadora de navios;
(2) Marcações desenhadas com tinta ou fixadas, incluindo parâmetros técnicos, como: número do lote, grau padrão, dimensões, etc;
(3) A aparência deve ser limpa e suave, sem defeitos.
(1) Devido à alta rigidez do aço estrutural formado por chapas de alta resistência, que tem grandes momentos de inércia e alto módulo de resistência à flexão, especialmente porque os requisitos de aplicação exigem pré-puncionamento antes do processamento de flexão a frio, podem ocorrer diferenças na planicidade da superfície do material e nas dimensões das bordas.
Portanto, é necessário adicionar mais dispositivos de posicionamento lateral no projeto de furos de dobra a frio para essas placas de aço estrutural de alta resistência.
Projetar formas de orifício adequadas, organizar razoavelmente a folga do rolete e garantir que o material que entra em cada forma de orifício não seja desviado pode atenuar o impacto das diferenças na planicidade da superfície do material e nas dimensões da borda na forma de dobra a frio subsequente.
Outra característica importante é o grave fenômeno de retorno elástico das placas de aço estrutural de alta resistência. Springback pode levar a bordas em arco, exigindo dobra excessiva para correção, e é um desafio dominar o ângulo de dobra excessiva, que precisa de ajustes e correções durante a depuração da produção.
(2) São necessárias várias passagens de formação. O principal estágio de processamento no processo de curvatura a frio por rolo é a deformação por curvatura.
Além de um pequeno desbaste no local ângulo de flexão do produto, presume-se que a espessura do material deformado permaneça constante durante o processo de formação. Ao projetar o formato do furo, é essencial distribuir razoavelmente a quantidade de deformação, especialmente nas primeiras passagens e nas subsequentes, em que a quantidade de deformação não deve ser muito grande.
Os rolos laterais e os rolos de dobra excessiva podem ser usados para pré-dobrar os perfis e alinhar a linha neutra da seção transversal do perfil com a linha neutra do perfil acabado, equilibrando as forças exercidas sobre o perfil e evitando a dobra longitudinal.
Se for detectada uma curvatura longitudinal durante o processamento, poderão ser acrescentados rolos adicionais de acordo com a situação, especialmente nos estágios posteriores.
Medidas como o uso de uma máquina de endireitamento para endireitar, alterar o espaçamento da estrutura, usar rolos de suporte e ajustar as folgas dos rolos para cada estrutura podem minimizar ou eliminar a curvatura longitudinal. Deve-se observar que são necessárias habilidades técnicas proficientes para atenuar a flexão longitudinal ajustando as folgas dos rolos de cada estrutura.
(3) O controle da velocidade de dobragem a frio do rolo e o ajuste da pressão do rolo de formação devem ser adequados para minimizar as rachaduras repetitivas por fadiga por dobragem a frio.
A lubrificação e o resfriamento adequados devem ser feitos para reduzir ainda mais a ocorrência de trincas por estresse térmico e controlar a raio de curvatura - O raio de curvatura não deve ser muito pequeno, caso contrário, a superfície do produto poderá rachar facilmente.
Para lidar com o fenômeno de fratura pós-alongamento observado em placas de alta resistência durante a conformação a frio e a formação a frio de placas de alta resistência. processo de dobraPara otimizar o formato da seção, como aumentar o raio de curvatura, reduzir o ângulo de curvatura a frio ou ampliar o formato da seção, sob a premissa de atender aos requisitos de projeto mecânico do material, esse é um método eficaz. Isso é recomendado para atender aos requisitos do projeto estrutural.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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