Ligas ferrosas

Efeitos dos elementos da liga

Alumínio (Al): é usado em pequenas proporções, como desoxidante e agente de controlo do crescimento dos grãos. (melhorando indirectamente resistência mecânica e a tenacidade).

Chumbo (Pb): Os efeitos do chumbo afectam negativamente a tenacidade da estrutura do aço (maior acentuação nos aços de alta resistência) e a ductilidade quando aquecido. Isto é causado pela diferença do coeficiente de expansão térmico das partículas de chumbo e as do ferro, o que vai induzir fracturas e pré facturas.

Apesar disto o chumbo dá ao aço melhor maquinabilidade porque actua como um lubrificante interno na zona de corte. Quando é adicionado ao aço em quantidades reduzidas, vai melhorar bastante a maquinabilidade do aço sem afectar significativamente na resistência do aço. Não é recomendado para situações que evolvam necessidade de tenacidade e em aços de alta resistência muito elevadas ou para partes que são aquecidas até 200-500ºC no curso da operação.

Cobalto (Co): aumenta a dureza do aço sob altas temperaturas.

Cobre (Cu): melhora a resistência à corrosão por agentes atmosféricos, se usado em teores de 0,2 a 0,5%.

Crómio (Cr): melhora a resistência à oxidação, aumenta a resistência à corrosão, melhora a facilidade de têmpera e aumenta a resistência à alta temperatura e ao desgaste.

Níquel (Ni): Melhora significativamente a capacidade de têmpera. Também é usado em conjunto com o crómio para aumentar a resistência à corrosão ou com certas composições fazer aço inoxidável (Ni 1-22% e de Cr 4-27%).

Enxofre (S): é, na maioria dos casos, um elemento indesejável, oriundo do processo de produção. Se combinado com o ferro na forma de sulfeto, deixa o aço quebradiço. No entanto, se combinado com o manganês na forma do respectivo sulfeto, favorece a maquinabilidade.

Fósforo (P): Pode ter efeitos positivos e negativos no aço. Com a adição de apenas 0,17% ao aço, irá haver um aumento da tensão de cedência e da dureza após o processo de têmpera. Também aumentará a maquinabilidade do aço e resistência da corrosão do ambiente. No entanto o fósforo irá trazer uma ductilidade imprevísivel e uma diminuição da tenacidade do aço.

Manganês (Mn): Vai aumentar a força cedência. Para aços temperáveis, aumenta a dureza após o processo de têmpera.

Molibdénio (Mo): melhora a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste e a dureza após a têmpera. Para aços inoxidáveis, melhora a resistência à corrosão.

Silício (Si): é um agente desoxidante na produção do aço. Aumenta a resistência à corrosão e a resistência à tracção, mas prejudica a soldagem. O silício aumenta significativamente a resistividade eléctrica do aço e, por isso, aços com silício são amplamente usados em núcleos magnéticos (motores, transformadores) devido às menores perdas com as correntes parasitas que se formam.

Tungsténio (W): aumenta a resistência à tracção em altas temperaturas. Forma carbonetos bastante duros e é usado em aços para ferramentas (aços rápidos).

Vanádio (V): refina a estrutura do aço, impedindo o crescimento dos grãos. Forma carbonetos duros e estáveis e é usado em aços para ferramentas para aumentar a capacidade de corte e dureza em altas temperaturas.

Codificação de aços

 Existem várias entidades que estabelecem normas para codificação de aços de acordo com o teor de carbono e dos elementos de liga. Na tabela abaixo, alguns códigos da SAE (Society of Automotive Engineers).

Código SAE    Descrição ou principais elementos de liga

10xx    Aços-carbono de uso geral

11xx    Aços de fácil maquinabilidade, com enxofre

13xx    Manganês (1,75%)

15xx    Manganês (1,00%)

23xx    Níquel (3,50%)

25xx    Níquel (5,00%)

31xx    Níquel (1,25%), crómio (0,65%)

33xx    Níquel (3,50%), crómio (1,55%)

40xx    Molibdénio (0,25%)

41xx    Crómio (0,50 ou 0,95%), molibdénio (0,12 ou 0,20%)

43xx    Níquel (1,80%), crómio (0,50 ou 0,80%), molibdénio (0,25%)

46xx    Níquel (1,55 ou 1,80%), molibdénio (0,20 ou 0,25%)

47xx    Níquel (1,05%), crómio (0,45%), molibdénio (0,25%)

48xx    Níquel (3,50%), molibdénio (0,25%)

50xx    Crómio (0,28% ou 0,40%)

51xx    Crómio (0,80, 0,90, 0,95, 1,00 ou 1,05%)

61xx    Crómio (0,80 ou 0,95%), vanádio (0,10 ou 0,15%)

86xx    Níquel (0,55%), crómio (0,50 ou 0,65%), molibdénio (0,20%)

87xx    Níquel (0,55%), crómio (0,50%), molibdénio (0,25%)

92xx    Manganês (0,85%), silício (2,00%)

93xx    Níquel (3,25%), crómio (1,20%), molibdénio (0,12%)

94xx    Manganês (1,00%), níquel (0,45%), crómio (0,40%), molibdénio (0,12%)

97xx    Níquel (0,55%), crómio (0,17%), molibdénio (0,20%)

98xx    Níquel (1,00%), crómio (0,80%), molibdénio (0,25%)

Observação: os dois últimos algarismos (xx) indicam o teor de carbono em 0,01%. Exemplo: um aço SAE 1020 tem 0,20 % de carbono.