1. Classificação de aços-liga
Os aços-liga são essencialmente aços carbono aprimorados com elementos de liga adicionais, como Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo, etc.
Esses elementos melhoram várias propriedades do aço, como resistência, tenacidade, temperabilidade e soldabilidade. Os aços-liga são frequentemente categorizados com base no conteúdo dos elementos de liga.
Além disso, os aços-liga são empregados especificamente em diferentes indústrias e, portanto, também são comumente classificados de acordo com sua aplicação.
Classificação por conteúdo de liga
- Aço de baixa liga: Conteúdo total de liga inferior a 5%
- Aço de liga média: Conteúdo total de liga entre 5% a 10%
- Aço de alta liga: Conteúdo total de liga acima de 10%
Classificação por uso
- Aço Estrutural de Liga: Aço comum de baixa liga; liga de aço de cementação, liga de aço temperado e revenido, liga de aço para mola; aço para rolamento de esferas.
- Aço para ferramentas de liga: Aço para corte de liga (incluindo aço para corte de baixa liga, aço rápido); aço para moldes de liga (incluindo aço para moldes para trabalho a frio, aço para moldes para trabalho a quente); calibre de aço.
- Aço de Desempenho Especial: Aço inoxidável, aço resistente ao calor, aço resistente à abrasão, etc.
2. Numeração de liga de aço
1) Aço estrutural de baixa liga e alta resistência
Sua nota é organizada na sequência da letra Pinyin chinesa (Q) representando o ponto de rendimento, o valor limite de rendimento e o símbolo de grau de qualidade (A, B, C, D, E).
Por exemplo, Q390A significa aço estrutural de baixa liga e alta resistência com limite de escoamento σs = 390N/mm2, grau de qualidade A.
2) Liga de aço estrutural
Sua nota é formada por “dois dígitos + símbolo do elemento + dígito”.
Os dois primeiros dígitos representam os dez milésimos do teor médio de carbono em massa no aço, o símbolo do elemento indica os elementos de liga contidos no aço e o número após o símbolo do elemento representa os centésimos do teor médio desse elemento em massa. .
Se a fração de massa média do elemento de liga for inferior a 1,5%, apenas o elemento será marcado sem valor. Quando a fração de massa média é ≥1,5%, ≥2,5%, ≥3,5%, etc., os números 2, 3, 4, etc., são marcados após o elemento de liga de acordo.
Por exemplo, 40Cr, onde a fração mássica média de carbono Wc=0,4%, e a fração mássica média de cromo WCr <1,5%. Se for aço de alta qualidade, “A” é adicionado no final da classe, como o aço 38CrMoAlA, que é um aço estrutural de liga de alta qualidade.
3) Aço para rolamentos
A letra “G” (a primeira letra do Pinyin chinês da palavra “rolling”) é adicionada antes da nota, e o número depois indica os milésimos do teor de cromo em massa, enquanto o teor de carbono não é indicado.
Por exemplo, o aço GCr15 é um aço para rolamentos com uma fração de massa média de cromo WCr = 1,5%.
Se outros elementos de liga estiverem presentes no aço para rolamentos de cromo, eles serão expressos da mesma forma que o aço estrutural de liga em geral. Todos os aços para rolamentos são aços de alta qualidade, mas a classe não termina com “A”.
4) Liga de aço para ferramentas
O método de numeração deste tipo de aço é semelhante ao do aço estrutural ligado, exceto que quando Wc < 1%, um único dígito é usado para representar os milésimos do teor de carbono em massa. Quando a fração mássica de carbono for ≥1%, não é indicado.
Por exemplo, no aço Cr12MoV, a fração mássica média de carbono é Wc = 1,45% ~ 1,70%, portanto não é indicado; a fração mássica média de Cr é de 12%, e as frações mássicas de Mo e V são ambas inferiores a 1,5%.
No entanto, os aços para ferramentas de alta velocidade são exceções, e a fração mássica média de carbono não é indicada, independentemente da quantidade. Como tanto os aços-liga para ferramentas quanto os aços para ferramentas de alta velocidade são aços de alta qualidade, não há necessidade de marcar “A” no final de sua classe.
5) Aço inoxidável e aço resistente ao calor
O número na frente do tipo de aço indica os milésimos da fração mássica de carbono.
Por exemplo, no aço 3Cr13, a fração mássica média Wc=0,3% e a fração mássica média WCr=13%. Quando a fração mássica de carbono Wc≤0,03% e Wc≤0,08%, são utilizados os prefixos “00” e “0” respectivamente, por exemplo, aços 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9, etc.
3. Explicação dos aços-liga comuns
1) Aço comum de baixa liga
Q345
Aplicações: Usado principalmente para fazer pontes, navios, veículos, caldeiras, vasos de pressão, oleodutos e gasodutos, grandes estruturas de aço, etc. É usado no estado laminado a quente e resfriado a ar, a estrutura é F + P de granulação fina , e não é mais tratado termicamente.
| Composição química% em peso | |||||
| C | Mn | Si | V | N.º | Ti |
| 0,18~0,20 | 1,0~1,6 | 0,55 | 0,02~0,15 | 0,015-0,06 | 0,02~0,2 |
O Q345 inclui os antigos tipos de aço 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu.
| Espessura mm | Propriedades mecânicas | |||
| σé MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃)J | |
| <16 | ≥ 345 | 470-630 | 21-22 | 34 |
| 16-35 | ≥ 325 | |||
| 35-50 | ≥ 295 | |||
Q420
Usada no estado normalizado, a estrutura é F+S. Q345 inclui os antigos tipos de aço 15MnVN, 14MnVTiRE.
| Composição química% em peso | |||||||
| C | Mn | Si | V | N.º | Ti | Cr | Não |
| ≤ 0,20 | 1,0~1,7 | 0,55 | 0,02~0,2 | 0,015-0,06 | 0,02~0,2 | ≤ 0,40 | ≤ 0,70 |
| Espessura mm | Propriedades mecânicas | |||
| σé MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃)J | |
| <16 | ≥ 420 | 520-680 | 18-19 GB/T159 |
3491-1994 |
| 16-35 | ≥ 400 | |||
| 35-50 | ≥ 380 | |||
2) Liga de aço temperado e temperado (baixa temperabilidade)
40 Cr
Aplicações: Utilizado na fabricação de diversas peças importantes em automóveis, tratores, máquinas-ferramentas e outras máquinas, como engrenagens de máquinas-ferramentas, eixos principais, virabrequins de motores de automóveis, bielas, parafusos, válvulas de admissão.
| Composição química principal% em peso | C | 0,37-0,44 |
| Mn | 0,5-0,8 | |
| Si | 0,17-0,37 | |
| Cr | 0,81-1,1 | |
| Mo | 0,07-0,12 | |
| Tamanho da placa tratada termicamente<25mm | ℃ de extinção | 850 óleo |
| ℃ de têmpera | 520 água óleo | |
| Propriedades mecânicas (≥) | σb MPa | 980 |
| σé MPa | 785 | |
| Tamanho da placa tratada termicamente<25mm | 9 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J. | 47 | |
| HB recozido | 207 | |
3) Liga de aço para mola
65Mn 60Mn2Si
Exemplos de aplicações do aço 65Mn 60Mn2Si: molas com seção ≤25mm, como molas helicoidais amortecedoras de veículos.
| Grau de aço | 65 minutos | 60Si2Mn | |
| Componentes principais w% | C | 0,62-0,70 | 0,56-0,64 |
| Mn | 0,90-1,20 | 0,60-0,90 | |
| Si | 0,17-0,37 | 1,50-2,00 | |
| Cr | ≤ 0,25 | ≤ 0,35 | |
| Tratamento térmico | ℃ de extinção | 830 óleo | 870 óleo |
| Temperamento | 540 | 480 | |
| Propriedades mecânicas | σé MPa | 800 | 1200 |
| σb MPa | 1000 | 1300 | |
| δ10 % | 8 | 5 | |
| ψ% | 30 | 25 | |
20 Cr
Aplicações: Pode fabricar engrenagens em automóveis, tratores, árvores de cames em motores de combustão interna, pinos de pistão e outras peças de máquinas. Ele pode suportar forte desgaste por atrito, cargas alternadas maiores, especialmente cargas de impacto.
| Composição química principal% em peso | C | 0,17-0,24 |
| Mn | 0,5-0,8 | |
| Si | 0,20-0,40 | |
| Cr | 0,7-1,0 | |
| Tratamento térmico ℃ | Carbono | 930 |
| Processamento de preparação | 880 água e óleo | |
| Têmpera | 780-820 água e óleo | |
| Temperamento | 200 | |
| Propriedades mecânicas (≥) | σb MPa | 835 |
| σé MPa | 540 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ% | 4o | |
| Akv J. | 47 | |
| Tamanho em branco mm | <15 | |
4) Aço de cementação de liga (temperatura média):
20CrMnTi
| Composição química principal% em peso | C | 0,17-0,24 |
| Mn | 0,8-1,10 | |
| Si | 0,17-0,37 | |
| Cr | 1,0-1,3 | |
| Tratamento térmico ℃ | Carbono | 930 |
| Processamento de preparação | 880 água e óleo | |
| Têmpera | 770 água e óleo | |
| Temperamento | 200 | |
| Propriedades mecânicas (≥) | σb MPa | 1080 |
| σé MPa | 850 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ% | 45 | |
| Akv J. | 55 | |
| Tamanho em branco mm | <15 | |
5) Aço para rolamento de rolo:
GCr15:
Usado para fabricar elementos rolantes (esferas, rolos, agulhas) de rolamentos, anéis internos e externos, etc. Também pode ser usado para fazer medidores de precisão, matrizes de punção a frio, parafusos de avanço de máquinas-ferramentas e outras peças resistentes ao desgaste.
| Composição química principal% em peso | C | 0,95-1,05 |
| Cr | 1,40~1,65 | |
| Si | 0,15~0,35 | |
| Mn | 0,25~0,45 | |
| Desempenho de especificação de tratamento térmico | ℃ de extinção | 820~840 |
| ℃ de têmpera | 150~160 | |
| HRC após revenido | 62~66 | |
| Propósito principal | Virolas com espessura de parede <14mm e diâmetro externo de 250mm. Uma esfera de aço com diâmetro de 25-200 mm. Um rolo com diâmetro de aproximadamente 25mm. | |
6) Aço para ferramentas de corte de baixa liga:
9SiCr, CrWMn
| Grau de aço | 9SiCr | CrWMn | ||
| Composição química% em peso | C | 0,85-0,95 | 0,9-1,05 | |
| Mn | 0,3-0,6 | 0,8-1,1 | ||
| Si | 1,2-1,6 | 0,15-0,35 | ||
| Cr | 0,95-1,25 | 0,9-1,2 W1.2-1.5 |
||
| Tratamento térmico | Têmpera em óleo | Temperatura de têmpera ℃ | ≥62 | |
| Dureza HRC | 180-200 | 140-160 | ||
| Temperamento | Temperatura de têmpera ℃ | 60-62 | 62-65 | |
| Dureza HRC | Matriz, torneira, broca, alargador, fresa de engrenagem, matriz de estampagem a frio, rolo de laminação a frio | Matrizes, broches, medidores, matrizes de estampagem complexas e de alta precisão, etc. | ||
7) Aço Rápido:
W18Cr4V
| C | Mn | Si | Cr | C | V | Fabricação de ferramentas de corte de alta velocidade, plainas, brocas, fresas, etc. |
| 0,7~0,8 | 0,1~0,4 | 0,2~0,4 | 3,8~4,4 | 17,5-19,0 | 1,0~1,4 |
8) Aço para molde frio:
Cr12:
Usado para fazer vários moldes de punção a frio, moldes de cabeçote a frio, moldes de extrusão a frio e moldes de trefilação, etc. Para grandes moldes a frio feitos de aço Cr12, há deformação mínima no tratamento térmico, tornando-os adequados para a fabricação de moldes complexos e pesados .
| Composição química% em peso | ||||
| C | Si | Mn | Cr | V |
| 2h00-2h30 | ≤ 0,40 | ≤ 0,40 | 11h50-13h50 | 0,15~0,30 |
| anelamento | Têmpera em óleo | Temperamento | ||
| Temperatura ℃ | Dureza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Dureza HRC |
| 870-900 | 207-255 | 950-1000 | 200-450 | 58-64 |
Exemplo de uso: matriz de estampagem a frio, matriz de desenho, matriz de estampagem, matriz de laminação
9) Aço para molde a quente:
4Cr5MoSiV:
Sua estrutura consiste em martensita temperada, carbonetos granulares e uma pequena quantidade de austenita residual. Para garantir a dureza a quente, é necessário realizar revenidos múltiplos.
| Composição química% em peso | |||||
| C | Si | Mn | Cr | Mo | V |
| 0,32-0,42 | 0,80-1,20 | 0,40 | 4,50-5,50 | 1h00-1h50 | 0,30-0,50 |
| anelamento | Têmpera em óleo | Temperamento | ||
| Temperatura ℃ | Dureza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Dureza HRC |
| 840-900 | 209-229 | 1000-1025 | 540-650 | 40-54 |
Exemplos de uso: matriz a quente, matriz de fundição sob pressão, matriz de extrusão a quente, matriz de forjamento de precisão
10) Medidor de aço
| Ferramenta de medida | Grau de aço |
| Modelo plano ou cartão | 10. 20 ou 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn |
| Medidores gerais e medidores de bloco | T10A, T12A, 9SiCr |
| Medidores de alta precisão e medidores de bloco | Cr (aço para ferramentas de corte), CrMn, GCr15 |
| Medidores de alta precisão e formatos complexos e medidores de bloco | CrWMn (aço de baixa deformação) |
| Ferramenta de medição resistente à corrosão | 4Cr13,9Cr18 (aço inoxidável) |
11) Aço inoxidável:
O aço inoxidável refere-se a tipos de aço com alta resistência à corrosão na atmosfera e em meios em geral.
| Grau de aço | Composição química% em peso | σb | σ0,2 | δ5 | ψ | Ak | Dureza | |
| C | Cr | MPa | MPa | % | % | J. | ||
| 1Cr13 Tipo M |
≤0,15 | 11,5-13,5 | ≥540 | ≥345 | ≥25 | ≥55 | ≥78 | ≥159 HB |
| Tratamento térmico: têmpera em óleo ou água de 9501000 ℃, resfriamento rápido e revenido de 700750 ℃; Objetivo: Produzir peças que sejam resistentes a meios fracamente corrosivos e que possam suportar cargas de impacto, como pás de turbinas a vapor, válvulas de máquinas de pressão de água, estruturas estruturais, parafusos, porcas, etc. |
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| 9Cr18 Tipo M |
0,9-1,0 | 17-19 | ≥55 HRC | |||||
| Tratamento térmico: têmpera em óleo de 1000-1050 ℃, óleo de 200-300 ℃, resfriamento de ar e têmpera; Uso: ferramenta de corte mecânico de corte inoxidável, ferramenta de corte, lâmina cirúrgica, peça de alta resistência à abrasão e à corrosão |
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| 1Cr17 Tipo F |
≤0,12 | 16-18 | ≥450 | ≥205 | ≥22 | ≥50 | ≥183 HB | |
| Tratamento térmico 780 ° C ~ 850 ° C de resfriamento de ar. Objetivo: Produzir equipamentos para fábricas de ácido nítrico, como torres de absorção, trocadores de calor, tanques de ácido, tubulações de transporte e equipamentos para fábricas de alimentos |
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Aço Inoxidável Martensítico:
1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, etc. Todos eles têm resistência à corrosão suficiente em meios oxidativos. Os aços 1Cr13 e 2Cr13 com baixo carbono apresentam melhor resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas. À medida que o teor de carbono aumenta, os aços 3Cr13 e 4Cr13 aumentam a resistência e a resistência ao desgaste, mas reduzem a resistência à corrosão.
Aço inoxidável ferrítico:
1Cr17, 1Cr17Ti, etc. Este tipo de aço tem uma fração de massa de cromo de 17% ~ 30% e uma fração de massa de carbono inferior a 0,15%. Possui estrutura de ferrita monofásica e melhor resistência à corrosão que o aço Cr13.
Aço Inoxidável Austenítico:
O tipo Cr18Ni9 (também conhecido como aço inoxidável tipo 18-8) é um dos aços inoxidáveis mais comumente usados. Este tipo de aço inoxidável austenítico possui baixo teor de carbono (em torno de 0,1%) e excelente resistência à corrosão. O aço geralmente inclui adições de Ti (Titânio) ou Nb (Nióbio) para evitar corrosão intergranular.
Essa classe de aço possui menor resistência e dureza e não é magnética. No entanto, oferece plasticidade, tenacidade e resistência à corrosão superiores em comparação com o aço inoxidável tipo Cr13. Um tratamento de solução pode melhorar ainda mais a resistência à corrosão deste aço inoxidável austenítico.
