Aço 21NiCrMoS2: Tratamento Ferítico-Perlítico e Estirado a Frio – Certificado DIN 1652-3

Visão Geral do Aço 21NiCrMoS2

O aço 21NiCrMoS2 é uma variante com adição de enxofre do grau 21NiCrMo2, projetada para oferecer melhor usinabilidade mantendo as excelentes propriedades mecânicas do grau base. É amplamente empregado na fabricação de peças sujeitas a desgaste na construção de veículos e máquinas, combinando resistência média do núcleo, alta tenacidade e elevada resistência à fadiga.

Condição de Fornecimento e Características

Condição: Tratamento ferítico-perlítico + estirado a frio
Temperatura mínima de serviço: -60 °C
Dimensão nominal ótima: Até 60 mm
Norma: DIN 1652-3
Vantagem principal: Usinabilidade superior devido ao teor controlado de enxofre

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	145 – 292 HB
Coeficiente de Poisson	20 °C	0,29
Módulo de cisalhamento (G)	20 °C	82,8 GPa

Propriedades Térmicas

As propriedades térmicas são idênticas às do grau 21NiCrMo2 base, uma vez que a adição de enxofre não altera significativamente o comportamento térmico:

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)	0,02 – 0,035

Diferença Principal: Enxofre para Usinabilidade

A adição controlada de enxofre (0,02–0,035%) forma inclusões de sulfeto de manganês (MnS) que atuam como quebra-cavacos durante a usinagem, resultando em:

Redução significativa do desgaste de ferramentas
Melhor acabamento superficial
Maior velocidade de corte possível
Redução de forças de corte e temperatura na zona de corte

Aplicações Típicas

Ideal para peças que requerem usinagem extensiva antes da cementação final:

Engrenagens de precisão com geometrias complexas
Eixos e árvores com múltiplas operações de torneamento/fresamento
Componentes de transmissão em série (alta produtividade de usinagem)
Peças que combinam cementação com usinagem de acabamento

Considerações Importantes

A faixa de dureza Brinell ampla (145–292 HB) reflete diferentes condições de tratamento ferítico-perlítico e grau de estiramento a frio
O teor de enxofre ligeiramente superior pode reduzir marginalmente a tenacidade transversal em comparação ao grau sem enxofre
Não recomendado para aplicações que exijam soldabilidade (o enxofre promove trinca a quente)

Aço DIN 1652-3 Grau 21NiCrMo2 – Aço Estirado a Frio, Torneado e Recocido Mole para Aplicações Resistentes ao Desgaste Aço DIN 1652-3 Grau 21NiCrMoS2 Estirado a Frio – Superior Resistência ao Desgaste e à Fadiga

Metal

Materiais Poliméricos

biológico

Corante

Especiarias