Aço DIN 1652-3 Grau 21NiCrMo2 – Aço Estirado a Frio, Torneado e Recocido Mole para Aplicações Resistentes ao Desgaste

Visão Geral do Aço 21NiCrMo2

O aço 21NiCrMo2 (também designado como 23NiCrMo2) é um aço de cementação de liga níquel-cromo-molibdênio amplamente utilizado na construção de veículos e máquinas para peças sujeitas a desgaste. Este grau oferece uma combinação equilibrada de resistência média do núcleo, alta tenacidade e elevada resistência à fadiga, tornando-o ideal para componentes como engrenagens, eixos e árvores.

Condição de Fornecimento e Aplicação

Condição: Estirado a frio, torneado e recocido mole (+C +SH)
Temperatura mínima de serviço: -60 °C
Dimensão nominal ótima: Até 60 mm
Norma: DIN 1652-3

Propriedades Físicas e Mecânicas

Propriedades Gerais

Propriedade	Temperatura	Valor
Densidade	20 °C	7,84 g/cm³

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor
Módulo de elasticidade (E)	-100 °C	217 GPa
	20 °C	212 – 212,78 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
Dureza Brinell	20 °C	197 HB
Coeficiente de Poisson	20 °C	0,29
Módulo de cisalhamento (G)	20 °C	82,8 GPa

Propriedades Térmicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Coeficiente de expansão térmica	-100 °C	1,05 × 10⁻⁵ 1/K
	20 °C	1,15 × 10⁻⁵ 1/K
	100 °C	1,21 × 10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1,27 × 10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1,32 × 10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1,36 × 10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1,40 × 10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1,44 × 10⁻⁵ 1/K
Temperatura máxima de serviço (longo prazo)	-	-60 a 0 °C
Ponto de fusão	-	1382 – 1529 °C	Típico para aço Ni-Cr-Mo
Calor específico	-100 °C	423 J/(kg·K)
	20 °C	461 J/(kg·K)
	100 °C	479 J/(kg·K)
	200 °C	499 J/(kg·K)
	300 °C	517 J/(kg·K)
	400 °C	536 J/(kg·K)
	500 °C	558 J/(kg·K)
	600 °C	587 J/(kg·K)
Condutividade térmica	20 °C	46,3 W/(m·K)
	100 °C	47,1 W/(m·K)
	200 °C	46,2 W/(m·K)
	300 °C	44,1 W/(m·K)
	400 °C	41,3 W/(m·K)
	500 °C	38,6 W/(m·K)
	600 °C	35,9 W/(m·K)
Difusividade térmica	20 °C	12,8 mm²/s
	100 °C	12,1 mm²/s
	200 °C	11,1 mm²/s
	300 °C	10,0 mm²/s
	400 °C	8,8 mm²/s
	500 °C	7,4 mm²/s
	600 °C	4,7 mm²/s

Propriedades Elétricas

Propriedade	Temperatura	Valor
Resistividade elétrica	20 °C	2,25 × 10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	2,72 × 10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	3,42 × 10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	4,26 × 10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	5,26 × 10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	6,40 × 10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	7,73 × 10⁻⁷ Ω·m

Composição Química (Análise de Fundição, % em massa)

Elemento	Teor (%)
Carbono (C)	0,17 – 0,23
Cromo (Cr)	0,40 – 0,70
Manganês (Mn)	0,65 – 0,95
Molibdênio (Mo)	0,15 – 0,25
Níquel (Ni)	0,40 – 0,70
Fósforo (P)	≤ 0,040
Silício (Si)	≤ 0,40
Enxofre (S)	≤ 0,035

Aplicações Típicas

Devido à sua excelente combinação de tenacidade no núcleo e resistência à fadiga após cementação, o 21NiCrMo2 é amplamente utilizado em:

Engrenagens e rodas dentadas para transmissões automotivas e industriais
Eixos e árvores de comando sujeitos a cargas alternadas
Pinhões, bielas e componentes de mecanismos de precisão
Peças de máquinas agrícolas e de construção

Tratamento Térmico Recomendado

Operação	Parâmetros
Recozimento mole (+A)	650 – 700 °C, resfriamento no forno
Normalização	870 – 910 °C, resfriamento ao ar
Têmpera	830 – 860 °C, têmpera em óleo
Revenimento	150 – 200 °C (após cementação)
Cementação	880 – 920 °C, profundidade de caixa 0,5 – 1,5 mm

Vantagens do Grau 21NiCrMo2

Boa cementabilidade mesmo em secções maiores (até 60 mm)
Elevada tenacidade no núcleo após têmpera e revenimento
Boa usinabilidade no estado recozido
Resistência superior à fadiga de contacto e flexão
Comportamento confiável em temperaturas baixas (até -60 °C)

DIN 1652-3 Grau 21NiCrMo2: Aço Ferítico-Perlítico Trefilado a Frio de Alto Desempenho para Aplicações Resistentes ao Desgaste Aço 21NiCrMoS2: Tratamento Ferítico-Perlítico e Estirado a Frio – Certificado DIN 1652-3

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