Aço ASTM A27:Escolhendo o grau certo para sua fundição

Compreendendo as influências da composição química e do tratamento térmico pós-soldagem

A especificação correta do material de uma fundição deve ser identificada antes de fazer um pedido com uma fundição. Isso garante que a fundição desejada tenha as qualidades necessárias para melhor desempenho e durabilidade. Os pedidos de peças fundidas em uma fundição geralmente são feitos de acordo com as especificações ASTM - um sistema de classificação de aço e outros materiais com base em propriedades mecânicas, análise química e uso pretendido. A ASTM International, anteriormente conhecida como American Society for Testing and Materials (ASTM), é uma organização de padrões reconhecida mundialmente.

O que é ASTM A27?

Dependendo das propriedades mecânicas e químicas necessárias, o aço (Fe) conterá quantidades variáveis ​​de elementos estranhos (ligas) além de carbono (C). ASTM A27 é uma especificação desenvolvida para fundidos de aço carbono para aplicações gerais. Muitas vezes referido como aço macio , ou aço carbono simples , o equilíbrio entre custo e resistência dessa forma comum de aço fundido o torna desejável para uma ampla gama de usos.

A ASTM A27 fornece vários graus e duas classes de fundidos de aço que podem ser especificados dependendo dos requisitos químicos e de resistência do projeto. Ele também fornece requisitos suplementares se as peças fundidas exigirem inspeções exclusivas e aderência a outras necessidades de projeto. A ASTM A27 inclui peças fundidas de aço carbono para aplicações que exigem resistência à tração mínima de até 70 ksi (485 MPa).

Existem vários graus de aço e duas classes de fundidos de aço cobertos pela ASTM A27. Cada grau varia de acordo com a composição química e o tipo de tratamento térmico necessário para afetar as mudanças nas propriedades mecânicas.

Testes complementares podem ser aplicados às especificações ao testar além das análises químicas e de tração. Testes complementares exigem que os produtores conduzam a partir de uma seleção de testes adicionais.

TESTE COMPLEMENTAR

Inspeção de superfície

Teste interno de solidez

Teste de força

Inspecione se há rachaduras ou descontinuidades na fundição observando as texturas e deformidades da superfície.

Inspecione quanto a vazios internos para garantir que o aço não tenha rachaduras, cavidades de contração ou outros defeitos.

Inspecione para verificar a temperatura, transição dúctil dependente e frágil.

Por exemplo. Exame de partículas magnéticas

Por exemplo. Exame radiográfico

Por exemplo. Teste de impacto Charpy

Efeitos do tratamento térmico

O tratamento térmico é usado para alterar, reparar ou melhorar as propriedades físicas do metal. Este processo em uma fundição envolve aquecimento e resfriamento usando fornos de tratamento térmico, muitas vezes a temperaturas extremas. Isso reduz o estresse em uma peça fundida, homogeneíza as propriedades físicas da peça fundida e modifica as propriedades físicas do metal. O tratamento térmico envolve recozimento completo, normalização e revenimento – ou têmpera e revenimento. Os tratamentos térmicos devem ser realizados após o resfriamento total das peças fundidas.

Ao considerar os graus e classes de aço, o tratamento térmico desempenha um papel crucial. Todos os fundidos, com exceção do Grau N-1 e U-60-30, devem ser tratados termicamente. A classe do aço é amplamente influenciada pela necessidade de tratamento térmico pós-soldagem da fundição.

Selecionando um grau de aço

Ao escolher uma classe de aço, escolha uma que atenda aos requisitos reais, em vez de uma classe que visa atender a condições que nunca são esperadas. Notas mais altas e testes adicionais normalmente exigirão custos mais altos. Quando testes supérfluos ou critérios de aceitação além do necessário são realizados, as despesas são adicionadas sem necessariamente aumentar a capacidade de manutenção do fundido. A quantidade de testes exigida e os critérios de aceitação devem seguir os requisitos de projeto e serviço.




NOTAS DE AÇO

Grau N-1

Apenas análise química

Grau N-2

Tratado termicamente, mas não testado mecanicamente

Grau U-60-30

Testado mecanicamente, mas não tratado termicamente

Grau 60-30, 65-35, 70-36 e 70-40

Tratado termicamente, mas não testado mecanicamente

Selecionando uma classe de aço

Depois de decidir sobre uma classe de aço, é hora de escolher uma classe de aço. Existem duas classes distintas de aço diferenciadas pela necessidade de tratamento térmico.

• Classe 1:tratamento térmico pós-soldagem necessário
  
  A fundição deve tratar termicamente, ou reaquecer, uma peça fundida se qualquer soldagem for realizada.
  
• Classe 2:Não é necessário tratamento térmico pós-soldagem
  
  A fundição pode realizar alguma soldagem em uma peça fundida sem a necessidade de tratamento térmico ou reaquecimento. Isso é normal no caso de soldas cosméticas muito pequenas.
  

Se as soldas exigirem tratamento térmico, é importante especificar a Classe 1, juntamente com o grau. Por outro lado, se o tratamento térmico não for usado, a Classe 2 deve ser especificada junto com o grau.

Teste de resistência ASTM A27

Os testes de resistência são normalmente realizados em barras de aço representativas, chamadas cupons, em vez de seções retiradas de peças fundidas reais. Testes feitos em cupons têm a mesma composição do fundido à medida que são vazados e tratados termicamente ao mesmo tempo que os fundidos. Os resultados mostrarão a qualidade do aço, mas não necessariamente as propriedades da própria fundição. Durante o tratamento térmico, as condições de solidificação e a taxa de resfriamento são afetadas pelo tamanho, forma e espessura do fundido.

As especificações do aço geralmente se referem à resistência à tração e ao escoamento. O aço A27, exceto os Graus N-1 e N-2, deve ser submetido a um teste de tração e estar em conformidade com os seguintes requisitos mecânicos:

Resistência à tração (Resistência à tração máxima)

A resistência de um material medido pela maior tensão que ele pode sofrer ao ser esticado antes de quebrar.

Ponto de rendimento

A tensão que um material pode sofrer antes de começar a se deformar plasticamente.

Alongamento (%)

A porcentagem do comprimento inicial que uma peça de teste de tração se estende antes de quebrar ou fraturar.

Redução de área (%)

A diferença entre a área da seção transversal original de um corpo de prova de tração e a menor área após a ruptura (expressa como porcentagem da área original).

Testes de resistência versus testes de dureza

A resistência à tração não é o mesmo que a dureza. A resistência à tração refere-se à resistência de um material à ruptura sob tensão. Como mencionado anteriormente, a resistência à tração pode ser testada usando cupons de teste para verificar as propriedades de tração, incluindo resistência à tração, ponto de escoamento e alongamento da peça fundida.

A dureza refere-se à capacidade de um material resistir à deformação. Quando se trata de aço não austenítico, há uma relação funcional consistente entre valores de dureza e resistência à tração e, portanto, medir a dureza pode indicar rendimentos de tração. Na fundição, o teste de dureza fornece uma maneira barata, fácil e sistemática de verificar as propriedades físicas sem ter que realizar testes de tração exclusivos. Embora não forneçam uma medida exata ou garantida, são relativamente precisos para aços homogêneos. Portanto, o teste de dureza e a conversão subsequente podem fornecer um método rápido e econômico de confirmar rapidamente as suposições de propriedades físicas.