Como converter classes de aço ASTM

Especificação de aço para fabricação no exterior

Ao fabricar no exterior, os designers norte-americanos podem precisar navegar pelas diferenças na linguagem falada. A especificação de engenharia também é uma linguagem, e as especificações padrão para materiais e processos são definidas de forma diferente em cada país do mundo. Para um novo projetista, as classes de aço podem parecer fáceis, onde o aço inoxidável 316 é um material e o ferro fundido outro, mas existem variações em cada uma dessas categorias de metal. Há muitos rumores sobre pessoas que recebem aços de baixa qualidade de outras jurisdições. Isso deixa alguns designers se perguntando se há algo intrínseco nas normas oficiais de outros países que pode levar a essas reclamações.

Os padrões internacionais não traduzem, metal por metal, como as palavras podem traduzir. Ao converter de um padrão para outro, é quase impossível encontrar composições idênticas para um determinado tipo de metal. A questão torna-se:você pode encontrar um equivalente? Isso pode ser confuso, pois cada grau de metal nomeado tem suas próprias diretrizes de química e produção.

Para pessoas sem experiência em materiais, essas diferenças podem fazer com que a compra de metal feito no exterior pareça duvidosa, como encomendar uma imitação inferior. No entanto, a qualidade dos tipos de aço é tão boa, de país para país. Entender o que faz um padrão ou especificação de aço pode ajudar uma empresa norte-americana a navegar pela produção no exterior.

Classificações de aço explicadas

As ligas metálicas são uma mistura de diferentes proporções de elementos. Um padrão inclui a química, ou “receita” da liga, documentando quais elementos diferentes devem ser fundidos nela. Instruções específicas também podem ser fornecidas sobre temperatura de fusão, resfriamento e tratamento.

As normas publicadas também registram as propriedades mecânicas de um metal especificado. Se foi feito corretamente, um metal deve não apenas ter a análise química correta, mas também ter um desempenho dentro da faixa correta nos testes mecânicos.

Os aços contêm ferro e carbono. As normas para cada tipo de aço especificam as proporções em peso de cada um desses elementos, bem como quaisquer elementos adicionais ligados a eles. Essas adições podem criar características diferentes:por exemplo, o cromo está presente no aço inoxidável para ajudar a evitar ferrugem.

Na maioria dos padrões de metal de consumo, as proporções de cada elemento recebem uma faixa aceitável, em vez de um número preciso. Por exemplo, o aço grau ASTM 1050 é assim chamado porque tem aproximadamente 0,50% de carbono em peso. No entanto, a tolerância para a porcentagem de carbono no padrão ASTM 1050 é de 0,48-0,55%. Uma especificação japonesa semelhante define o carbono entre 0,47-0,53% e permite silício e outros oligoelementos, enquanto o padrão ASTM não.

As especificações de aço geralmente fornecem faixas para carbono, manganês, silício, fósforo, enxofre, cromo, níquel e molibdênio, e nenhuma define faixas idênticas para cada elemento. É por esta razão que os padrões de aço de diferentes organizações não são correspondências precisas:as tolerâncias apenas se sobrepõem. Se um aço especifica menos de 0,007% de teor de enxofre e outro permite até 0,040%, eles são aços diferentes? Pequenas mudanças não importam em muitas situações, mas podem ser relevantes dependendo do uso pretendido do metal.

Não é apenas a química, mas também o processamento, que altera o comportamento de um metal. O metal é cristalino e forma microestruturas de grãos à medida que esfria. Química, fusão, resfriamento e tratamento térmico podem alterar o grão do metal. Isso influencia diretamente a resistência à tração, dureza e fragilidade. Portanto, a especificação do aço também pode incluir as etapas de produção necessárias para criar microestruturas particulares, incluindo grãos de martensita, austenita ou ferrita.

Ao fazer uma substituição entre um padrão e outro, um metalúrgico ou engenheiro qualificado avaliará graus comparáveis ​​com base nas propriedades mecânicas. O engenheiro considera o que o produto final precisa fazer e em que condições. Usando sua compreensão da química, a carga de trabalho esperada e o conhecimento das condições em que o produto funcionará, eles podem encontrar um aço para os requisitos do produto em qualquer padrão. Todos os padrões de aço reconhecidos geralmente possuem rigor equivalente, tornando essa tradução possível.

Não é uma diferença nos padrões publicados que são a fonte de metais estrangeiros de baixa qualidade.

Um guia para organizações de padrões

Existem muitas organizações de padrões que estabelecem especificações para fabricação.

Na maioria dos países, os padrões de metal foram iniciados quando as organizações de fabricação de metal se reuniram para criar e distribuir um “livro de receitas” para os membros de sua indústria.

À medida que a Revolução Industrial avançava, essa padronização parecia um benefício tão grande para a indústria que começaram a surgir organizações de padrões abrangentes, que uniam diferentes organizações relacionadas.

Por exemplo, o American Iron and Steel Institute (AISI) especifica muitos tipos de aço; eles são a organização de fabricação original para padronizar o aço nos Estados Unidos. Sua experiência, juntamente com outros órgãos interessados ​​na produção e uso de aço, foi usada para criar o American Standard for Testing and Materials (ASTM), uma organização de padrões mais geral que cria documentos para produção e teste em muitos campos de fabricação relacionados. A ASTM não especifica apenas o aço, mas também outros materiais (metais, plásticos, tintas), bem como diversos procedimentos de teste - desde a medição do peso dos revestimentos até o teste de quão bem os cabeços protegem contra o ataque do veículo.

Existem também organizações de alto nível que não fazem seus próprios padrões, mas organizam outros órgãos e credenciam aqueles que publicam documentos de padrões completos e rigorosos. ANSI, ou American National Standards, credencia 41 organizações especializadas semelhantes à ASTM. Estes incluem uma gama de coloristas têxteis à indústria de tratamento de árvores.

A ISO, a International Organization for Standardization, é um organismo internacional de normalização que recorre a organismos membros, um de cada país, para obter conhecimentos. ANSI é o órgão membro americano da ISO.

Navegar nessa hierarquia de padrões pode parecer impossível, mas como muitos já fizeram isso antes, metais comparáveis ​​são conhecidos pelas ligas mais usadas regularmente.

Uma amostra de organizações de padrões que especificam aço

Esta lista de organizações de padrões não está completa, mas foi escolhida para refletir a complexidade e variação da padronização em todo o mundo e demonstrar os padrões que um engenheiro de metal pode encontrar ao especificar um produto.

Internacional

• ISO:Organização Internacional para Padronização
  • Pode parecer que “ISO” é um acrônimo equivocado, não deveria ser “IOS”? Não; ISO não pretende ser um acrônimo. O prefixo “iso” vem do grego e significa “igual”. A ISO é uma rede global das principais organizações de padrões em cada país. A ISO oferece padrões para metais separados, mas informados por organizações membros globais.
• ASTM International:Padrão Americano para Testes e Materiais
  • A ASTM era originalmente uma organização americana de padrões, mas agora tem 12.000 padrões em 140 países participantes. A ASTM integra os padrões de organizações de padrões menores lideradas pelo setor (consulte AISI e ASME abaixo.)

Américas

• AISI:Instituto Americano de Ferro e Aço
  • Iniciada em 1855 como American Iron Association para “tomar as medidas adequadas para promover os interesses do comércio em todas as suas filiais”, a AISI foi uma das primeiras a fornecer padrões norte-americanos para várias linhas de produtos de aço.
• ASME:Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos
  • Engenheiros mecânicos fundaram esta organização em 1880. Em 1905, uma explosão de caldeira fez com que a ASME começasse a buscar a criação de padrões para proteger e evitar que tragédias semelhantes acontecessem novamente. Os padrões de aço são importantes para a ASME, pois as propriedades do material determinam cargas de trabalho seguras.
• ANSI:Instituto Nacional Americano de Padrões
  • ANSI é a organização guarda-chuva de nível superior que fornece supervisão nos EUA e é o órgão membro americano da ISO. Formada em 1918, ela gerencia os padrões de consenso voluntário para produtos, serviços, processos, sistemas e pessoal nos EUA.
• Grupo CSA:Associação Canadense de Padrões
  • A Canadian Standards Association especifica o aço no Canadá. Ela se formou em 1919, quando a indústria descobriu que a incapacidade de se comunicar facilmente tornava difícil para as empresas canadenses responder com rapidez suficiente ao esforço de guerra. A padronização dos processos industriais possibilitou à indústria fundir a produção de uma forma nunca antes tentada. O CSA funciona em nível industrial, mas existe um órgão superior, o SCC ou Standards Council of Canada, que é o equivalente ao ANSI. No Canadá, é uma empresa pública, não privada.
• DGN:Direção Geral de Normas
  • Esta organização de padrões é o órgão membro mexicano da ISO. É uma agência governamental e não voluntária, criando padrões e exercendo os poderes e regulamentos de vários departamentos governamentais.

Europa

A Europa tem três órgãos guarda-chuva:CEN, CENELEC e ETSI. Na especificação de aço, é mais comum encontrar o seguinte:

• DIN:Deutsches Institut für Normung
  • Fundada pela primeira vez como uma organização de padrões da indústria em 1917, a DIN foi reformulada como uma importante organização de padrões na década de 1920. Este é o órgão membro da ISO na Alemanha.
• BSI Group:British Standards Institution
  • O BSI foi o primeiro organismo de Normas Nacionais do mundo, formado em 1901. Uma de suas primeiras especificações foi para o aço a ser usado em bondes, para garantir segurança e durabilidade. É um dos fundadores da ISO e o corpo membro britânico dessa organização.

Ásia

• JISC:Comitê de Padrões Industriais Japoneses
  • O JISC é o órgão membro japonês da ISO e mantém o JIS, ou Padrões Industriais Japoneses, que foram estabelecidos durante a Segunda Guerra Mundial para simplificar a produção de material. Em 1949, foram promulgadas leis para criar a base legal do JIS.
• GB:Guobiao
  • A Administração de Padronização da China (SAC) é o órgão membro da ISO. Os padrões que emite são conhecidos como padrões GB ou Guobiao. Essas são a base para testes e certificação de produtos na China.

Especificando na prática

Em todas essas especificações, geralmente há substituições claras para ligas comumente usadas. O aço ASTM 1050 mencionado anteriormente pode ser substituído por GB#50 ou JIS S 50 C. Para cada especificação, existem pequenas variações na química. Um engenheiro com conhecimento da aplicação pode informar se essas diferenças serão um problema para o produto final.

Na maioria dos casos, o que realmente muda não é o metal, mas a papelada. Mesmo que os padrões sejam ligeiramente diferentes, o material que sai no final será quase o mesmo. Neste, especificar metal é um pouco como misturar cores de tinta, em que adições medidas de pigmento são adicionadas a uma tinta base. Duas cores quase idênticas serão chamadas de nomes diferentes por fabricantes diferentes e terão tolerâncias de pigmento variadas. Além disso, cada lote misturado de tinta pode ser minuciosamente diferente do anterior. Ainda assim, os especialistas sabem quais substituições podem ser feitas entre os fabricantes, e um verde neon nunca será confundido com um vermelho rubi.

Da mesma forma, um metalúrgico saberá o que significa “perto o suficiente”. Ao projetar um produto, os engenheiros incluirão um fator de segurança. Isso significa que eles projetam demais o produto, de modo que o material possa suportar forças maiores do que aquelas para as quais são classificados (um fator de segurança típico quando a vida humana está em jogo é um fator de cinco). Esse fator de segurança é geralmente pelo menos uma ordem de grandeza maior do que as pequenas variações nas propriedades mecânicas que existem entre os padrões, de modo que as variações não se tornem preocupações de projeto.

Exceções a isso são em aplicações militares e aeroespaciais, onde a tolerância à variação é muito, muito menor. Mesmo uma ligeira mudança nas propriedades mecânicas pode significar um desastre. Para estes casos, o mesmo padrão deve sempre ser aplicado com rigor.

Cuidado com o comprador — em qualquer jurisdição

A papelada é bastante fácil de fazer. Os padrões não são tão diferentes, nem tão desleixados, a ponto de serem os motivos dos rumores sobre o aço estrangeiro.

O que mais importa é o controle de qualidade dentro da fábrica. Um bom aço deve estar livre de inclusões, consistente por toda parte e ter defeitos muito pequenos e principalmente na superfície. Na fundição, há muitos lugares onde um tipo de aço bem especificado pode ser mal feito:estoque de insumos, idade e manutenção dos fornos, tempo de aquecimento, remoção de escória, qualidade do padrão e cuidado durante o vazamento. contribuir para o sucesso do produto feito.

Aço ruim pode ser produzido em qualquer especificação, se não for feito com cuidado.

Fazer a papelada não é tão importante quanto garantir que um fabricante esteja produzindo qualidade com o devido cuidado e atenção. Esta é uma das razões pelas quais o aço de outras jurisdições pode ter uma má reputação. Ao fazer o pedido de longe, não visitar a fábrica pode significar perder as pistas que sugerem que um fabricante é desleixado em seu trabalho. Se o fabricante estiver do outro lado do mundo, e não no quarteirão, isso é mais difícil de avaliar.

No entanto, as viagens de negócios tornam o mundo muito menor do que era antes. Relacionamentos e supervisão ao longo da cadeia de suprimentos são tão importantes em uma economia global quanto em uma economia local. Conhecer pessoas e aprender quem elas são, examinando o que elas valorizam em seus negócios, faz toda a diferença na hora de contratar o fornecedor certo. A garantia de qualidade em ambas as extremidades é importante para monitorar as variações que podem ocorrer ao longo de uma produção.

Tal como acontece com tantos negócios, o problema é humano. Padrões e automação são importantes, mas não substituem o bom senso e o compromisso com a excelência. No final das contas, a qualidade do aço é produto do cuidado e atenção na fabricação, seja qual for a jurisdição em que é fabricado.

Para mais informações sobre aço, ou para solicitar um orçamento para um projeto personalizado, entre em contato conosco.