Aço DIN 1652-3 20Cr4 Trefilado: Material de Alto Desempenho e Resistência ao Desgaste
Visão Geral
O aço 20Cr4 (designação numérica 1.7027) é um aço de cromo de baixa liga, amplamente utilizado na fabricação de peças sujeitas a altas solicitações de desgaste na indústria automotiva e de máquinas. Exemplos típicos de aplicação incluem árvores de cames, pinos de pistão e cilindros.
Este material apresenta boa tenacidade, elevada resistência à fadiga e excelente capacidade de endurecimento superficial, mantendo um núcleo tenaz. A faixa de temperatura de serviço recomendada estende-se até -25 °C, sendo a dimensão nominal ideal para têmpera até 25 mm.
Condição de Fornecimento e Tratamento Térmico
Este grau é fornecido na condição trefilado a frio (+C), o que confere maior precisão dimensional, melhor acabamento superficial e propriedades mecânicas superiores em comparação com o laminado a quente. O estado de têmpera e revenimento (+QT) é geralmente aplicado após a usinagem das peças para atingir a dureza final desejada (tipicamente 28-35 HRC para aplicações de desgaste).
Composição Química (% em massa)
| Elemento | Teor |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,17 – 0,23 |
| Cromo (Cr) | 0,90 – 1,20 |
| Manganês (Mn) | 0,60 – 0,90 |
| Silício (Si) | ≤ 0,40 |
| Fósforo (P) | ≤ 0,040 |
| Enxofre (S) | ≤ 0,035 |
Nota: O cromo aumenta a têmpera e a resistência ao desgaste; o manganês melhora a têmpera e a resistência mecânica.
Propriedades Físicas e Mecânicas
Propriedades Gerais
| Propriedade | Temperatura | Valor |
|---|---|---|
| Densidade | 20 °C | 7,83 g/cm³ |
Propriedades Mecânicas (Estado Trefilado / Têmpera + Revenimento)
| Propriedade | Temperatura | Valor |
|---|---|---|
| Módulo de Elasticidade (E) | -100 °C | 217 GPa |
| 20 °C | 212 GPa | |
| 100 °C | 207 GPa | |
| 200 °C | 199 GPa | |
| 300 °C | 192 GPa | |
| 400 °C | 184 GPa | |
| 500 °C | 175 GPa | |
| 600 °C | 164 GPa | |
| Coeficiente de Poisson | 20 °C | 0,28 |
| Resistência à Tração (Rm) | 20 °C | 750 – 820 MPa |
Valores típicos para condição de têmpera e revenimento. A resistência à tração pode variar conforme os parâmetros exatos de tratamento térmico e diâmetro da peça.
Propriedades Térmicas
| Propriedade | Temperatura | Valor | Comentário |
|---|---|---|---|
| Coef. de Dilatação Térmica (10⁻⁶/K) | -100 °C | 10,5 | |
| 20 °C | 11,5 | ||
| 100 °C | 12,1 | ||
| 200 °C | 12,7 | ||
| 300 °C | 13,2 | ||
| 400 °C | 13,6 | ||
| 500 °C | 14,0 | ||
| 600 °C | 14,4 | ||
| Temp. Máx. Serviço Contínuo | - | -25 a 0 °C | Limite inferior de tenacidade |
| Ponto de Fusão | - | 1382 – 1529 °C | Típico para aços ao cromo |
| Calor Específico (J/kg·K) | -100 °C | 423 | |
| 20 °C | 461 | ||
| 100 °C | 479 | ||
| 200 °C | 499 | ||
| 300 °C | 517 | ||
| 400 °C | 536 | ||
| 500 °C | 558 | ||
| 600 °C | 587 | ||
| Condutividade Térmica (W/m·K) | 20 °C | 45,1 | |
| 100 °C | 45,1 | ||
| 200 °C | 44,1 | ||
| 300 °C | 41,9 | ||
| 400 °C | 39,4 | ||
| 500 °C | 36,9 | ||
| 600 °C | 34,4 | ||
| Difusividade Térmica (mm²/s) | 20 °C | 12,5 | |
| 100 °C | 11,6 | ||
| 200 °C | 10,6 | ||
| 300 °C | 9,5 | ||
| 400 °C | 8,4 | ||
| 500 °C | 7,1 | ||
| 600 °C | 5,8 |
Propriedades Elétricas
| Propriedade | Temperatura | Valor |
|---|---|---|
| Resistividade Elétrica (10⁻⁷ Ω·m) | 20 °C | 2,31 |
| 100 °C | 2,84 | |
| 200 °C | 3,58 | |
| 300 °C | 4,48 | |
| 400 °C | 5,52 | |
| 500 °C | 6,71 | |
| 600 °C | 8,06 |
Aplicações Típicas
- Árvores de cames (comando de válvulas)
- Pinos de pistão
- Cilindros e camisas de cilindro
- Eixos e pinos sujeitos a desgaste por fricção
- Engrenagens de médio porte
- Componentes de injeção diesel
Normas Equivalentes e Comparação
| Norma | Designação |
|---|---|
| DIN EN 10083-3 | 20Cr4 (1.7027) |
| ISO 683-11 | 20Cr4 |
| AISI/SAE | 5120 (aproximado) |
| JIS | SCr420H |
O 20Cr4 é a escolha padrão europeia para peças cementadas de pequeno e médio porte que requerem boa relação custo-benefício e disponibilidade.
Metal
- DIN 1652-3 20MoCrS4 Estirado a Frio – Ideal para Componentes Mecânicos Resistentes ao Desgaste
- Aço DIN 1652-3 Grau 22CrMoS3-5 Estirado a Frio – Alta Resistência e Durabilidade para Aplicações Automotivas e Mecânicas
- Aço DIN 1652-3 20Cr4 Trefilado/Torneado e Recozido Mole: Para Aplicações de Alto Desgaste
- Aço DIN 1652-3 20CrS4 Trefilado: Alta Resistência ao Desgaste e Usinabilidade Superior
- Aço DIN 1652-3 Grau 20MnCrS5 Trefilado a Frio: Resistência Superior e Usinabilidade
- Aço DIN 1652-3 20MoCr4 Trefilado a Frio – Alta Resistência e Durabilidade
- Aço 15CrNi6 Grau 15/20 Trefilado a Frio – Resistência e Tenacidade Superiores para Peças Automotivas e Mecânicas
- DIN 1652-3 Grau 16MnCr5 Aço Estirado a Frio – Alta Resistência e Tenacidade para Aplicações Automotivas e Mecânicas
- Aço DIN 1652-3 Grau 16MnCrS5 Trefilado a Frio – Alta Resistência e Precisão
- Aço DIN 1652-3 Grau 17Cr3 Trefilado a Frio – Alta Resistência ao Desgaste para Peças Automotivas e Mecânicas