9 principais propriedades do aço:definições, características e aplicações práticas

Neste artigo, você aprenderá O que é aço?  Sua definição, características e propriedades do aço são todos explicados com fotos.

Além disso, você pode baixar o arquivo PDF  no final deste artigo.

O que é Aço?

Em contraste com outras formas de ferro, o aço é feito de ferro misturado com carbono para melhorar a sua resistência e resistência à fratura. Além disso, muitos outros elementos podem estar presentes ou adicionados. Como metal base do aço, o ferro desempenha um papel muito importante.

A resistência e o baixo custo do aço fazem dele um excelente material para construção, infraestrutura, ferramentas, navios, trens, carros, máquinas, aparelhos elétricos, armas e foguetes. A produção de aço começou em fornos de floração há milhares de anos, mas seu uso industrial começou com a introdução do alto-forno no século XVII, que fabricava cadinhos de aço.

As propriedades mecânicas do aço determinam se ele dura longa e eficientemente nas aplicações mais abrasivas e de desgaste intenso ou se falha com frequência ou catastroficamente. Existem muitos tipos de aço e cada tipo possui propriedades únicas que afetam seu desempenho.

Ao selecionar o tipo certo de aço resistente à abrasão, é crucial compreender essas propriedades. Então vamos começar.

Leia também:Definições e termos aplicáveis a medições mecânicas

A seguir estão as características importantes do aço:

1. Maquinabilidade
2. Soldabilidade
3. Hardenabilidade
4. Trabalhabilidade (dobra ou conformação)
5. Resistência ao desgaste
6. Resistência à corrosão

Maquinabilidade nº 1

No caso de corte ou remoção de material para projetos exclusivos, a propriedade de usinabilidade do aço deve desempenhar um papel na seleção do material. A usinabilidade depende de muitos fatores, como quando o material endurece, reduzirá a vida útil da ferramenta e aumentará o custo da peça.

Geralmente, o teor de carbono do aço afeta significativamente a sua usinabilidade. Os materiais de aço com alto teor de carbono são significativamente mais difíceis de usinar porque são mais resistentes e podem conter carbonetos que corroem a ferramenta de corte.

Alternativamente, os aços de baixo carbono são problemáticos devido à sua maciez. Os aços com baixo teor de carbono tendem a aderir à ferramenta de corte, resultando em uma aresta postiça que reduz a vida útil da ferramenta. Assim, o aço com teor moderado de carbono, em torno de 0,20%, apresenta a melhor usinabilidade.

Soldabilidade nº 2

A soldabilidade é uma propriedade do aço que descreve a facilidade com que ele pode ser usado na fabricação e fabricação. Como o nome sugere, a soldabilidade de um material refere-se à sua capacidade de soldar. Materiais com baixa soldabilidade são propensos a trincas devido a tensões locais e aquecimento na junta soldada.

A soldabilidade de um material é inversamente proporcional à dureza do material. Como resultado, se um material for endurecível, tenderá a endurecer durante o processo de soldagem, resultando em fragilidade e rachaduras.

Vários modos de falha podem ser medidos para a soldabilidade do aço, incluindo trincas a frio induzidas por hidrogênio, rasgo lamelar e descascamento de solda por pontos. O mais proeminente deles é o craqueamento a frio induzido por hidrogênio.

#3 Temperabilidade

Em termos de temperabilidade do aço, é uma medida de quanto o material irá endurecer na presença de calor após ser tratado com ele. Isso não deve ser confundido com dureza, que considera a resistência de uma amostra a indentações e arranhões.

É uma propriedade essencial para a soldagem, pois é inversamente proporcional à soldabilidade, ou seja, à medida que a temperabilidade aumenta, a soldabilidade diminui e vice-versa. O aço de alta dureza pode ter níveis de dureza especificados durante a fase de projeto.

É o padrão para ferramentas e aplicações que exigem durabilidade superficial. É possível personalizar as propriedades de um material ajustando sua dureza, uma vez que a dureza e a ductilidade estão inversamente relacionadas.

Leia também:Tipos de processos de soldagem:suas vantagens e desvantagens [PDF]

#4 Trabalhabilidade (dobra ou conformação)

Trabalhabilidade é a capacidade com que um material se deforma em um processo específico de usinagem de metal. Isso afeta a facilidade com que um material pode ser dobrado ou formado. É comumente usado para formar chapas metálicas ou placas de aço em vários formatos, desde painéis de automóveis até enormes tubos de aço laminados.

A dureza e ductilidade de um metal podem afetar em grande medida a trabalhabilidade. O aço de alto carbono tem baixa ductilidade, tornando-o menos trabalhável do que o aço de baixo carbono, que tem alta ductilidade. A trabalhabilidade também pode ser aumentada pelo aquecimento do metal, conhecido como trabalho a quente.

À medida que o metal é aquecido, sua ductilidade aumenta e a tensão de escoamento diminui, aumentando assim a trabalhabilidade. Pode ser usado para aquecer metais de alta resistência que normalmente racham quando formados a frio.

#5 Resistência ao Desgaste

Ao fazer uma aresta de corte ou matriz de estampagem, a propriedade de resistência ao desgaste do aço determinará quanto tempo a ferramenta pode ser usada antes da falha. Refere-se à capacidade de um material resistir à perda de material por alguma ação mecânica, como abrasão, erosão, adesão, fadiga ou cavitação.

Os materiais de diamante e safira têm resistência ao desgaste excepcionalmente alta, tornando-os ideais para uso como pedras preciosas ou para ferramentas de corte exigentes. A resistência ao desgaste de um material é muito afetada pela dureza da superfície. A alta dureza superficial de uma lima permite desgastar outros metais de menor dureza sem sofrer desgaste significativo.

#6 Resistência à corrosão

A resistência à corrosão descreve quão bem um material pode suportar danos devido à oxidação ou outras reações químicas. Diferentes metais têm diferentes níveis de resistência à corrosão. Metais expostos à chuva, água, umidade ou qualquer coisa que possa oxidar a superfície metálica são vulneráveis ​​a danos por corrosão.

A corrosão pode ser facilmente controlada usando aço inoxidável ou galvanizado, titânio, alumínio e aço resistente a intempéries, e uma camada selante como tinta pode ser mantida. Esses metais são altamente resistentes à corrosão, mas não à prova de corrosão.

Se o metal for exposto ao vácuo, a ferrugem ocorrerá após um tempo suficiente. Por causa disso, a manutenção e o monitoramento de prevenção contra corrosão são necessários para qualquer componente crítico. Você precisa calcular a taxa de corrosão para determinar as recomendações de manutenção.

Leia também:10 tipos diferentes de corrosão e seus exemplos

Propriedades do Aço

Algumas das principais propriedades do aço são as seguintes:

1. Dureza
2. Resistência
3. Força de rendimento
4. Resistência à tração
5. Ductilidade
6. Durabilidade
7. Maleabilidade
8. Magnético
9. Condutividade térmica

Dureza nº 1

Imagem:fractory.com
A dureza é definida como a capacidade de suportar o atrito e a abrasão do material e é uma medida de quão durável ele é. É a propriedade do material menos definida porque pode indicar resistência a arranhões, resistência à abrasão, resistência à indentação ou modelagem, ou resistência à deformação plástica localizada.

Resistência nº 2

Tenacidade é a propriedade do aço que é definida como sua capacidade de absorver energia sem fraturar ou quebrar. Simplificando, é a resistência de um material à fratura quando submetido a tensão. Depende muito da força e também da flexibilidade.

A tenacidade de um material é geralmente medida em pés-lbs, por metro quadrado, ou Joules por centímetro quadrado. O aço pode ter tenacidade satisfatória sob carga estática, mas falhar sob carga dinâmica ou impacto. É indicado pela dureza como um material que se deforma severamente sem quebrar, podendo ser considerado extremamente tenaz, mas não duro.

#3 Força de rendimento

A resistência ao escoamento refere-se à medida da força necessária para iniciar a deformação (ou seja, flexão ou empenamento) de um material. Em palavras simples, é o pico de força aplicado a um objeto antes que ele mude sua forma e estrutura. O limite de escoamento é o importante que auxilia na escolha do material adequado para construção de acordo com a necessidade.

Leia também:O que é forjamento? Tipos, operações e vantagens

#4 Resistência à tração

Imagem:azom.com
A resistência à tração é definida como a medida da força necessária para quebrar um material. A resistência à tração do aço é quase tão elevada, o que o torna relativamente impermeável a fissuras ou quebras, o que é importante para a sua utilização na construção de estruturas. A resistência à tração típica para aço estrutural é de 400 megapascais (MPa), enquanto a resistência à tração típica para aço carbono é de 841 MPa.

#5 Ductilidade

Imagem:pensamentoco.com
Uma das propriedades mecânicas valiosas do aço é a sua ductilidade, que é a sua capacidade de mudar de forma sob a influência da força aplicada a ele de tal forma que não rache. Esta é uma das propriedades mecânicas mais importantes do aço.

A propriedade que permite que ele seja moldado em diversos formatos e estruturas é conhecida como ductilidade. Isso permite que seja utilizado como fios finos ou como grandes peças e painéis automotivos, dependendo do formato e da estrutura.

#6 Durabilidade

Imagem:blog.dahlstromrollform.com
A durabilidade de um metal refere-se à sua capacidade de resistir à abrasão, pressão e danos durante um longo período de tempo. O aço também é um tipo de metal altamente durável. Como o aço também é forte e dúctil, o que o torna altamente resistente a danos acidentais.

Como o aço é um metal composto, composto de ferro e carbono em uma combinação específica, é notavelmente impermeável à maioria dos componentes, tornando-o perfeito para áreas como áreas costeiras e cidades que sofrem ventos fortes, tempestades frequentes e condições desafiadoras. 

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#7 Maleabilidade

Imagem:hevvypumps.com
Quando os metais são maleáveis, significa que podem ser batidos, comprimidos ou dobrados em folhas finas ou grossas sem quebrar, indicando assim que possuem a propriedade física de maleabilidade. Simplificando, é propriedade de um metal se deformar sob pressão e assumir outra forma.

#8 Magnético

Imagem:monnigindustry.com
O aço também é um material magnético, mas depende do tipo de aço a que se refere. No caso dos potes de aço, por exemplo, os componentes que compõem o pote são ferromagnéticos como o ferro, que é bem atraído por ímãs. O aço inoxidável austenítico não atua magneticamente devido à alta concentração de cromo e níquel.

#9 Condutividade Térmica

Imagem:inoxidável-estruturals.com
A condutividade térmica é a taxa na qual a energia térmica é transportada através de um material. Geralmente é medido em watts por metro por grau Kelvin (W/(mK)). Um material de alta condutividade térmica pode transportar calor de forma mais rápida e eficiente do que um material de baixa condutividade térmica.

O aço carbono tem condutividade muito baixa em comparação ao alumínio. Geralmente, isso é cerca de 45 watts para cada Kelvin por metro. A condutividade elétrica à temperatura ambiente é de cerca de 6 milhões de siemens por metro. É a primeira propriedade física que determina a condutividade do aço.

Fechando

É isso. Obrigado por ler. Espero ter abordado tudo sobre as “Propriedades do Aço. ”Se perdi alguma coisa, ou se você tiver alguma dúvida, me avise nos comentários. Se você gostou deste artigo, compartilhe-o com seus amigos.

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