Disserte um pouco a respeito das seguintes famílias de aços baixa liga de acordo com as normas da ABNT/SAE/AISI: 10XX, 11XX, 12XX, 13XX, 14XX, 15XX, 41XX, 43XX, 52XX e 86XX.
Passo 1
O exercício pede que a gente fale, de modo informal e passo a passo, sobre as famílias de aços de baixa liga segundo a norma ABNT/SAE/AISI (os códigos 10XX, 11XX, 12XX, 13XX, 14XX, 15XX, 41XX, 43XX, 52XX e 86XX). O conteúdo é classificação de aços pelo sistema de quatro dígitos e como os elementos de liga (C, S, P, Cr, Ni, Mo, etc.) influenciam propriedades e aplicações. Para resolver, vamos:
- entender o sistema de numeração dos aços;
- conhecer a função de cada elemento de liga;
- detalhar, família por família, as composições, propriedades principais e usos típicos.
Passo 2
Antes de entrar em cada grupo, bora ver como funciona o “quatro dígitos” da SAE/AISI:
- 1º dígito = grupo principal (1 = aços carbono, 4 = Cr-Mo, 8 = Ni-Cr-Mo, etc.).
- 2º dígito = subgrupo (em aços carbono costuma indicar presença de enxofre, fósforo, chumbo, etc.).
- 3º e 4º dígitos = teor de carbono × 100. Ex.: num aço 1045, 45 significa 0,45 % de C.
Teoria rápida: o carbono é o principal responsável pela resistência e dureza no aço (quanto mais C, mais endurecível), mas afeta ductilidade. Outros elementos (Cr, Ni, Mo, S, P, Pb…) servem pra melhorar resistência, usinabilidade, resistência à corrosão, etc.
Passo 3
Família 10XX (aços carbono “puros”):
- Composição típica: C entre 0,06 % e 0,60 %, sem adição deliberada de outros ligantes.
- Teoria aplicada: aços de baixo carbono (até 0,30 % C) são bem maleáveis, só podem ser moderadamente endurecidos. Aços médio (0,30–0,50 % C) têm bom compromisso resistência/ductilidade. Aços alto carbono (> 0,50 % C) são duros mas menos dúcteis.
- Usos: chapas, chapéus de parafuso, eixos leves, peças que vão sofrer têmpera moderada.
Passo 4
Família 11XX (carbono + enxofre/fósforo para usinabilidade):
- Composição típica: C ≃0,15–0,40 %; S ≃0,05 %; P ≃0,04 %.
- Teoria: enxofre e fósforo formam inclusões que “quebram” em cavacos menores na usinagem, melhorando o corte. Mas comprometem resistência e ductilidade.
- Usos: parafusos, porcas, peças torneadas em alta velocidade, onde a usinagem rápida é o foco.
Passo 5
Família 12XX (carbono + enxofre + chumbo):
- Composição típica: C ≃0,15–0,35 %; S ≃0,20 %; Pb ≃0,15–0,35 %.
- Teoria: o chumbo atua como lubrificante sólido na usinagem, reduz atrito e melhora superfície.
- Usos: peças torneadas em grande escala (eixos, pinos, buchas) com ótimo acabamento e alta produtividade.
Passo 6
Família 13XX (carbono + chumbo):
- Composição típica: C ≃0,20–0,40 %; Pb ≃0,15–0,35 %.
- Teoria: similar ao 12XX mas sem tanto enxofre; o Pb é principal responsável pela usinabilidade.
- Usos: componentes automotivos e gerais que pedem boa usinagem e menor contaminação por enxofre.
Passo 7
Família 14XX (carbono + fósforo):
- Composição típica: C ≃0,30–0,60 %; P ≃0,08–0,12 %.
- Teoria: fósforo aumenta resistência, mas deixa o aço mais frágil; às vezes usado pra dar mais limite elástico em aço-carbono.
- Usos: molas leves, alguns parafusos especiais e peças onde a resistência vale mais que a ductilidade.
Passo 8
Família 15XX (carbono + silício):
- Composição típica: C ≃0,15–0,35 %; Si ≃0,20–0,40 %.
- Teoria: silício aumenta resistência elástica e melhora resposta magnética (em tipos elétricos).
- Usos: molas, componentes elétricos (núcleos de transformador), molinhas de relógio.
Passo 9
Família 41XX (cromo-molibdênio):
- Composição típica: C ≃0,30–0,50 %; Cr ≃0,80–1,10 %; Mo ≃0,15–0,25 %.
- Teoria: Cr e Mo melhoram resistência à tração, têmpera e tenacidade, além de certa resistência ao desgaste e corrosão.
- Usos: eixos, engrenagens, pinos sujeitos a cargas elevadas e ambientes mais agressivos.
Passo 10
Família 43XX (cromo-manganês):
- Composição típica: C ≃0,30–0,60 %; Cr ≃0,70–1,10 %; Mn ≃0,80–1,10 %.
- Teoria: Mn aumenta endurecibilidade e resistência; Cr contribui pra tenacidade e resistência ao desgaste.
- Usos: engrenagens, chavetas, componentes de transmissão de média carga.
Passo 11
Família 52XX (cromo-vanádio):
- Composição típica: C ≃0,10–0,25 %; Cr ≃0,80–1,10 %; V ≃0,15–0,25 %.
- Teoria: vanádio refina a granulação do grão do aço, aumentando resistência e tenacidade; Cr dá boa temperabilidade.
- Usos: molas, parafusos de alta resistência, peças automotivas que exigem combinação de leveza e alta carga.
Passo 12
Família 86XX (níquel-cromo-molibdênio):
- Composição típica: C ≃0,30–0,45 %; Ni ≃0,40–0,60 %; Cr ≃0,70–1,00 %; Mo ≃0,15–0,25 %.
- Teoria: Ni melhora tenacidade em baixas temperaturas, Cr e Mo garantem têmpera profunda e resistência ao desgaste.
- Usos: eixos de turbinas, virabrequins, componentes de alta performance em indústria pesada e aeroespacial.
Resposta
Pronto! Aí estão, família por família, as composições típicas, o porquê de cada elemento de liga (teoria básica) e as aplicações mais comuns de acordo com a classificação ABNT/SAE/AISI.