Tipos de Aço e sua Classificação – normas SAE/AISI/ABNT

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A quantidade de tipos de aço para construção mecânica existentes no mercado é muito grande. Cada tipo de aço é adequado para um certo tipo de aplicação. As especificações de materiais existentes nos projetos mecânicos utilizam designações especificadas em diferentes normas americana SAE/AISI, brasileira ABNT alemã DIN, japonesas JIS, francesas AFNOR ou inglesas BS.

Os sistemas de classificação de aços especiais para construção mecânica SAE/AISI (normas americanas) e ABNT (normas brasileiras), utilizam em geral quatro algarismos na forma ABXX onde A e B são números que identificam os principais elementos de liga presentes no aço e seus teores, dados em porcentagem em peso. Assim, quando os dois primeiros algarismos na designação são AB = 10, os aços são simplesmente ao carbono; quando são AB = 11, os aços são de usinagem fácil com alto enxofre; quando são AB = 40, os aços são ao molibdênio, com 0,25% de molibdênio e assim por diante. Por exemplo, um aço muito utilizado na fabricação de molas helicoidais e semielípticas é o aço 5160, sendo AB = 51, correspondente a um aço com 1,0% Cr.

Os algarismos XX presentes no final da designação, indicam a porcentagem em peso de carbono na composição química do aço, multiplicado por 100. Assim um aço 1045 é um aço carbono, contendo no máximo 1% Mn (10XX) e 0,45% em peso de carbono em sua composição química. Quando a designação termina com XXX, o teor de carbono é igual ou ultrapassa 1,0 %. É o caso do aço para rolamento 52100, também conhecido como “aço prata”, de elevada dureza e alta resistência ao desgaste e à fadiga de contato, cuja composição química é 1,45% Cr e 1,0 %C. A Tabela abaixo indica as designações atribuídas aos diferentes tipos de aços para construção mecânica e a respectiva descrição em termos de composição química.

Designação

Tipos de Aço

SAE

AISI/ABNT

10XX

10XX

Aços carbono comuns, com máximo 1% Mn

11XX

11XX

Aços ressulfurados de corte fácil, alta % S

13XX

13XX

Aços manganês com 1,75% Mn

23XX

23XX

Aços níquel com 3,5% Ni

25XX

25XX

Aços níquel com 5,0% Ni

31XX

31XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr

33XX

33XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 3,5% de Ni e 1,55% de Cr

40XX

40XX

Aços molibdênio com 0,25% Mo

41XX

41XX

Aços cromo-molibdênio com 0,50 a 0,95% Cr e 0,12 a 0,30% Mo

43XX

43XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,80% Ni, 0,50 a 0,80% Cr e 0,25% Mo

46XX

46XX

Aços níquel-molibdênio com 1,80% Ni, 0,50 a 0,80% Cr e 0,25% Mo

47XX

47XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,05% Ni, 0,45 % Cr e 0,20 a 0,35% Mo

48XX

48XX

Aços níquel-molibdênio com 3,5% Ni e 0,25% Mo

50XX

50XX

Aços cromo com 0,27 a 0,65% Cr

50BXX

50BXX

Aços cromo-boro com 0,5% Cr e de 5 a 30 ppm B (à)

51XX

51XX

Aços cromo com 0,8 a 1,05% Cr

51XXX

51XXX

Aços cromo com 1,0 % Cr e 1,0% min C

52XXX

52XXX

Aços cromo com 1,45 % Cr e 1,0% min C

61XX

61XX

Aços cromo-vanádio 0.60-0.95% Cr e 0,10 a 0,15% V

86XX

86XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,55% Ni, 0,5% Cr e 0,20% Mo*

87XX

87XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,55% Ni, 0,5% Cr e 0,25% Mo

92XX

92XX

Aços silício-manganês com 1,4 a 2,0% Si, 0,85 a 0,85% Mn e 0,65% Cr

93XX

93XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 3,25% Ni, 1,20% Cr e 0,12% Mo

94BXX

94BXX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,45% Ni, 0,40% Cr, 0,12% Mo e 30 ppm B (*)(à)

98XX

98XX

Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,0  % Ni, 0,80% Cr e 0,25% Mo

da 2ª Guerra Mundial dada a dificuldade de obtenção de ferroligas de alto custo.

Aços contendo B não necessitam teores elevados de elementos de liga e são mais facilmente temperáveis.

1 ppm (parte por milhão) = 0,0001% em peso

Especificar um aço para uma determinada aplicação requer conhecimentos sobre os efeitos que o carbono e outros elementos de liga presentes no aço têm sobre as características de transformação, sobre a resposta ao tratamento térmico e sobre propriedades mecânicas e desempenho do aço naquela aplicação.

O sistema de classificação SAE/AISI/ABNT utiliza uma lógica que permite saber se se trata de um aço de baixo, médio ou de alto carbono, simplesmente conhecendo os valores XX (% de carbono x 100) no final da designação. Já para saber os teores de elementos de liga presentes no aço é preciso decorar a nomenclatura AB utilizada e seus significados, o que torna difícil a identificação do aço por pessoas não afeitas e não conhecedoras desse sistema de classificação.

Já as normas alemã e japonesa são mais lógicas: a designação utilizada em cada tipo de aço permite saber não somente o teor de carbono do aço, mas também o tipo de aço, em termos dos principais elementos de liga presentes. Esse assunto será abordado na próxima postagem.

Conteúdo produzido pelo Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin
Engenheiro Metalurgista pela USP e Doutor em Engenharia Metalúrgica pela USP.
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo