Liga de Aço - Composições, Tipos, Propriedades, Usos

Neste artigo, discutiremos sobre Aço de liga , que são muito comumente usados ​​nas indústrias, bem como no dia a dia. Começando com a definição analisaremos sua composição , tipos , e usa e propriedades .

O que é liga de aço?

Aço de liga podem ser definidos como aços aos quais são adicionados outros elementos que não o carbono em quantidades suficientes para produzir melhorias nas propriedades.

Os elementos de liga mais comuns adicionados ao aço são cromo, níquel, manganês, silício, vanádio, molibdênio, tungstênio, fósforo, cobre, titânio, zircônio, cobalto, colúmbio e alumínio. Cada um desses elementos confere certas qualidades aos aços aos quais é adicionado. Eles podem ser usados ​​separadamente ou em combinação para produzir as características desejadas no aço.

Propriedades do aço de liga: Assim como o carbono, vários elementos de liga são solúveis para produzir ligas com força melhorada , ductilidade , e resistência . Também o carbono, além de formar um composto intermetálico com o ferro, combina-se com muitos elementos de liga e forma carbonetos de liga. Esses carbonetos de liga, bem como carbonetos de liga de ferro, geralmente são duros e carecem de tenacidade.

Alguns elementos de liga são adicionados para prevenir ou restringir o crescimento de grãos . O alumínio é considerado o mais eficaz a este respeito. Outros são zircônio, vanádio, cromo e titânio. Estruturalmente, a adição de elementos de liga quase sempre afeta o mecanismo de transformação austenita-ferrita, alterando a temperatura na qual ocorre a transformação de ferro gama para ferro alfa. Alguns elementos de liga baixam e outros aumentam a temperatura crítica.

As mudanças composicionais e estruturais produzidas pelos elementos de liga alteram e melhoram as propriedades físicas, mecânicas e de processamento do ferro e do aço. Em geral, os aços-liga podem fornecer melhores propriedades de resistência, ductilidade e tenacidade que não podem ser obtidas em aço carbono. Consequentemente, o engenheiro de projeto de produção deve considerar aços-liga em projetos sujeitos a altas tensões e/ou cargas de impacto.

Quase todos os aços-liga são produzidos com estruturas de granulação fina . Os aços de granulação fina têm menos tendência a rachar durante o tratamento térmico, mas apresentam melhores propriedades de tenacidade e resistência ao choque. Aços de granulação grossa exibem melhores propriedades de usinagem e podem ser endurecidos mais profundamente do que os aços de grão fino.

Qual ​​liga de aço é usada para fazer o ímã permanente?

1. Aço silício

2. Aço vanádio

3. Aço manganês

4. Aço cobalto

Resposta certa é 4 . Aço cobalto

Liga Alnico, uma liga de ferro com alumínio, níquel e cobalto. Aço de ligas Alnico usado para fazer ímãs permanentes fortes. Eles são amplamente utilizados em eletrônicos industriais e de consumo.

Qual ​​liga de aço é usada para fazer instrumentos preciosos?

1. Aço silício

2. Aço manganês

3. Vanádio

4. Invar aço

Resposta certa é 4 . Invar aço

Composição de liga de aço

Efeitos de elementos de liga

Para selecionar a liga de aço mais adequada para um determinado projeto, os efeitos dos elementos de liga primários deve ser levado em conta. Eles são :

Níquel fornece tenacidade, resistência à corrosão e endurecimento profundo.

Cromo melhora a resistência à corrosão, tenacidade e temperabilidade.

Manganês desoxida e, contribui para a resistência e dureza, diminui a taxa de resfriamento crítica.

Silício desoxida e promove resistência à oxidação em alta temperatura, eleva a temperatura crítica para tratamento térmico, aumenta a suscetibilidade do aço à descarbonetação e grafitização.

Molibdênio promove a temperabilidade, aumenta a resistência à tração e à fluência em alta temperatura.

Vanádio desoxida e promove uma estrutura de grão fino. O cobre aumenta a resistência à corrosão e atua como agente de fortalecimento.

Alumínio desoxida e, promove a estrutura de grão fino, e ajuda a nitretação

Boro aumenta a temperabilidade,

Um resumo dos efeitos dos principais elementos de liga no aço é apresentado na Tabela 4.6.

Aço de baixa liga

Um aço de baixa liga é uma liga metálica feita de aço e metais adicionais que possuem qualidades desejáveis. Cerca de 1% a 5% dos elementos de liga estão presentes no aço de baixa liga. Como resultado, possui composições químicas precisas que proporcionam qualidades mecânicas aprimoradas para resistir à corrosão.

Durante a fabricação, os aços de baixa liga geralmente são tratados termicamente, normalizados e revenidos. Eles também podem ser soldados. O tratamento térmico da solda, por outro lado, é necessário para evitar rachaduras na solda.

Os aços de baixa liga oferecem várias vantagens em relação ao aço macio, incluindo:

• Força de rendimento excepcional
• Capaz de suportar temperaturas extremas
• Boa resistência à fluência
• Resistência à oxidação
• Resistência ao hidrogênio
• Ductilidade em baixas temperaturas

Tipos de liga de aço ou classificação de liga de aço

Aços de liga podem ser classificados de acordo com sua composição química , classe estrutural e propósito .

Classificação de acordo com a composição química

Neste aspecto, os aços-liga são divididos em aços de três componentes , contendo um elemento de liga além de ferro e carbono :Aços de quatro componentes , contendo dois elementos de liga, etc.

Classificação de acordo com a classe estrutural

Com base na estrutura obtida quando amostras de pequena seção transversal são resfriadas ao ar. Os aços de liga podem ser classificados como:1. Pearlítico 2. Martensítico 3. Austenítico 4. Ferrítico e 5. Carbídico .

Classificação de acordo com a finalidade

Quanto aos usos para os quais suas propriedades se adequam, os aços-liga podem ser classificados:

1. Aços estruturais 2. Aços ferramenta 3. Aços com propriedades físicas especiais.

1. Liga de aço estrutural

Eles são divididos em três grupos:baixa liga (até 5 por cento de elementos de liga), liga média (mais de 5%) e alta liga (mais de 10 por cento). IS:7598-1974.

Os aços estruturais de liga são amplamente empregados na indústria de engenharia para peças que estão sujeitas a cargas estáticas e dinâmicas em operação. aços especialmente para artigos de grande seção transversal. Os elementos de liga fortalecem a ferrita, que é o principal constituinte da estrutura desses aços; aumentar a temperabilidade, refinar o tamanho do grão; e aumentar a resistência ao amolecimento no aquecimento a temperaturas moderadas.

Os principais elementos de liga em aços estruturais são cromo, níquel e manganês. Tungstênio, molibdênio, vanádio e titânio geralmente não são empregados como adições independentes, eles são adicionados em conjunto com cromo, níquel e manganês.

2. Aço-ferramenta de liga

São empregados na fabricação de ferramentas nos casos em que a vida útil proporcionada pelo aço carbono é insuficiente.

A indústria de ferramentas é fornecida com:

1. Aços de baixa liga que retêm alta dureza em temperaturas de até 250°C.

2. Aços de média e alta liga, por exemplo, aços rápidos que retêm alta dureza em temperaturas de até 620°C. Eles adquirem altas propriedades de corte somente após tratamento térmico adequado.

Os aços-ferramenta de liga são fundidos em fornos abertos e elétricos e pertencem a classes de alta qualidade.

3. Aços de liga com propriedades físicas especiais

Eles podem ser divididos em vários grupos como (1) Aços inoxidáveis ​​(2) Aços resistentes ao calor e incrustações (3) Aços resistentes ao desgaste (4) Aços magnéticos e (5) Aços com propriedades térmicas especiais, como aços resistentes à fluência, etc.

Aço de liga especial

Em situações de serviço onde os aços devem resistir a altas temperaturas, corrosão, choque, etc. ligas de aços especiais são inestimáveis. Os grupos mais importantes de ligas de aços especiais são descritos nas discussões a seguir.

Aços magnéticos

Aços de alta cobait, quando corretamente tratados termicamente, são frequentemente utilizados na fabricação de ímãs permanentes para magnetos, alto-falantes e outras máquinas e instrumentos elétricos. Aços com composições de 15 a 40 por cento de cobalto e 0,4 a 10 por cento de tungstênio possuem propriedades magnéticas melhoradas.

Aços resistentes ao calor

Aços resistentes ao calor são aqueles que são particularmente adequados para trabalhar em altas temperaturas. Tais aços devem resistir às influências que levam à falha dos aços comuns quando colocados em funcionamento sob alta temperatura. Um aço controlado (desenvolvido para a série inoxidável) fornece uma combinação útil de propriedades anti-incrustantes e de retenção de resistência, juntamente com resistência à corrosão ácida comparável à dos aços inoxidáveis.

Aços de liga contendo 23 a 30 por cento de cromo com carbono inferior a 0,35 por cento são usados ​​principalmente para serviço em temperaturas entre 815°C e 1150°C. Peças de fornos, caixas de recozimento e outros equipamentos que requerem resistência a altas temperaturas são muitas vezes feitos desses aços.

Aço resistente a choques

Aços resistentes a choques são aqueles que resistem a choques e tensões de fadiga severas. Um tipo de aço para esta finalidade contém 0,50% de carbono, 2,25% de tungstênio, 1,50% de cromo e 0,25% de vanádio. Outro tipo de aço resistente ao choque, conhecido como aços silício manganês, contém 0,55% de carbono, 2,00% de silício, 0,80% de manganês e 0,30% de molibdênio. Este tipo de aço é usado principalmente para molas helicoidais e lâminas.

Aço inoxidável

Aços inoxidáveis são essencialmente aqueles que contêm cromo, juntamente com outros elementos como o níquel, e são agrupados como abaixo.


Aço inoxidável austenítico. Provavelmente o mais importante neste grupo é aquele que contém 15 a 20 por cento de cromo e 7 a 10 por cento de níquel. Um aço contendo 18 por cento de cromo e 8 por cento de níquel é muito utilizado e é comumente referido como aços inoxidáveis ​​18/8.

Aço inoxidável martensítico. Este grupo muitas vezes denominado tipos de cromo simples de aço inoxidável, que contêm 10 a 14 por cento de cromo e, com raras exceções, não possuem nenhum outro elemento de liga importante. Estes aços são todos endurecíveis por tratamento térmico.

Aço inoxidável ferrítico. Este grupo contém principalmente 14 a 18 ou 23 a 30 por cento de cromo novamente sem nenhum outro elemento de liga importante. Eles não podem ser endurecidos por tratamento térmico.

Aço Maraging

São ligas à base de ferro contendo 18 Ni 8 Co 5 Mo com pequenas quantidades de Al e Ti e menos de 0,03 por cento C. A resistência é mantida com o aumento da espessura da seção e também até 350°C. componentes do quadro e do motor, moldes de injeção e matrizes.

No resfriamento da condição austenítica, a liga se transforma em uma martensita do tipo ripa fina, e o endurecimento por precipitação é induzido por maraging a 480°C.

Os aços possuem alta tenacidade à fratura devido à combinação do tamanho de grão fino da martensita e a alta densidade de discordâncias, levando à precipitação fina.

Aço Rápido

Aços rápidos (HSS) recebem esse nome pelo fato de poderem ser operados como ferramentas de corte em velocidades de corte muito mais altas do que é possível com aços-ferramenta de carbono simples. Os aços rápidos operam com velocidade de corte 2 a 3 vezes maior do que os aços carbono.

Quando um material duro é usinado em alta velocidade com cortes pesados, pode ser desenvolvido calor suficiente para fazer com que a temperatura da aresta de corte atinja um calor vermelho. Essa temperatura amoleceria o aço carbono-ferramenta contendo até 1,5% de carbono a ponto de destruir sua capacidade de corte. Certos aços de alta liga, designados como aços rápidos, portanto, foram desenvolvidos e devem manter suas propriedades de corte em temperaturas acima de 600°C a 620°C.

Tentamos cobrir todos os detalhes do tópico Aço de liga em maior medida, desde Definição, Composição, Propriedades e Usos. Se você gostou deste artigo, compartilhe-o com seus amigos e dê sua opinião nos comentários abaixo.