ASTM A148 Grau 1140-1035 Aço Fundido – Propriedades e Opções de Tratamento Térmico

ASTM A148 Grau 1140-1035 – Aço Fundido para Alta Resistência

A norma ASTM A148 Grau 1140-1035 especifica aços fundidos de alta resistência, onde os números indicam a resistência à tração mínima (1140 MPa) e o limite de escoamento mínimo (1035 MPa) em unidades imperiais convertidas (1140 MPa ≈ 165 ksi; 1035 MPa ≈ 150 ksi). Estes aços são utilizados em componentes críticos submetidos a altas tensões, choque e fadiga.

Propriedades Gerais

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Densidade	20,0 °C	7,8 - 7,9 g/cm³	Típico para aço baixo carbono

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Módulo de elasticidade	20,0 °C	200 - 215 GPa	Típico para aço baixo carbono
Alongamento A50	20,0 °C	5 %	Baixa ductilidade típica de alta resistência
Coeficiente de Poisson	20,0 °C	0,29	Típico para aço baixo carbono
Redução de área	20,0 °C	20 %
Módulo de cisalhamento	20,0 °C	75 - 80 GPa	Típico para aço carbono
Resistência à tração	20,0 °C	1140 MPa
Limite de escoamento	20,0 °C	1035 MPa

Propriedades Térmicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Coeficiente de expansão térmica	20,0 °C	1,32E-5 - 1,38E-5 1/K	Típico para aço baixo carbono
Temperatura máxima de serviço		500 °C	Típico para aço carbono
Ponto de fusão		1480 - 1526 °C	Típico para aço baixo carbono

Propriedades Elétricas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Resistividade elétrica	20,0 °C	1,43E-7 - 1,74E-7 Ω·m	Típico para aço carbono

Propriedades Magnéticas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Temperatura de Curie	20,0 °C	770 °C	Típico para aço baixo carbono

Composição Química (Impurezas Controladas)

Elemento	Teor Máximo (%)
Fósforo	0,02 %
Enxofre	0,02 %

Nota: A composição completa (C, Mn, Si, Cr, Ni, Mo, etc.) é definida pelo fabricante para atender aos requisitos mecânicos, devendo ser reportada no certificado de material.

Tratamentos Térmicos Aplicáveis

1. Normalização + Revenimento (Padrão para este grau)

• Normalização: 870-920°C, resfriamento ao ar
• Revenimento: 550-650°C, resfriamento ao ar ou forno
• Objetivo: Microestrutura de sorbita/temperada para alta resistência e tenacidade

2. Têmpera + Revenimento (Para propriedades máximas)

• Austenitização: 850-900°C
• Têmpera: Óleo ou água (conforme seção e composição)
• Revenimento: 500-600°C
• Requer controle rigoroso para evitar trincas de têmpera

3. Alívio de Tensões (Pós-soldagem ou pós-usinagem pesada)

• 550-620°C, tempo conforme espessura
• Resfriamento controlado

Grades Comuns ASTM A148

Grau	Res. Tração Mín (MPa)	Lim. Escoamento Mín (MPa)	Along. Mín (%)	Red. Área Mín (%)
80-50	550	345	18	30
90-60	620	415	16	26
105-85	725	585	12	20
115-95	795	655	10	18
1140-1035	1140	1035	5	20

Requisitos de Qualidade para Fundição

• Controle rigoroso de composição química (análise de lingote e produto)
• Inspeção visual e dimensional
• Ensaios não destrutivos: Ultrassom (UT), Radiografia (RT), Líquido Penetrante (PT), Partículas Magnéticas (MT)
• Ensaio mecânico por lote de fundição (test bars ou corpo de prova integral)
• Simulação de tratamento térmico em corpos de prova

Aplicações Típicas

• Componentes de máquinas de terraplanagem e mineração (dentes de caçamba, articulacões)
• Estruturas de guindastes e equipamentos de elevação (ganchos, polias, chassis)
• Componentes de prensas e forjaria (matrizes, suportes)
• Válvulas e corpos de bombas para alta pressão
• Engrenagens e eixos de grande porte
• Componentes ferroviários (rodas, chassis de vagões)
• Estruturas offshore (nós de jacket, anodes)

Considerações de Projeto

• Fator de forma da fundição: Evitar secções grossas adjacentes a finas (risco de retração)
• Direcionalidade: Propriedades podem variar com orientação relativa ao fluxo de solidificação
• Soldabilidade: Limitada devido ao alto equivalente de carbono; requer pré-aquecimento elevado (200-300°C), eletrodos baixo hidrogênio e PWHT obrigatório
• Usinabilidade: Difícil no estado final; usinagem bruta antes do tratamento térmico final é recomendada
• Tenacidade a frio: Verificar exigência de ensaio Charpy V-notch para serviço em baixa temperatura