Glaucio, Author at Isoflama

AISI 420

Graças às suas propriedades de dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão, os aços inoxidáveis martensíticos possuem um vasto campo de aplicações, como componentes para o processamento de alimentos, ferramentas para o setor médico-odontológico e moldes para injeção de plásticos, entre outras funções.

O que muitos não sabem é que estes materiais somente se tornam resistentes à corrosão após as operações de têmpera e revenimento, e que o nível de resistência à corrosão e de tenacidade variam muito conforme a temperatura de austenitização e de revenimento empregadas. Além disso, diferentemente do que acontece com a maioria dos materiais, em determinadas situações, baixar sua dureza não significa aumentar a tenacidade.

Para melhor entendimento e informações aprofundadas sobre o assunto, preparamos um HAIKAI com importantes informações sobre o tratamento térmico deste tipo de material.

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O que a janela de avião nos ensina sobre metalurgia?

Entenda como uma simples janela de avião fala muito sobre a física, a metalurgia e a segurança quanto ao uso dos metais

Proporcionando uma bela vista aos passageiros durante os voos, as janelas de avião conseguem dar uma grande lição para nós. Afinal, já parou para pensar em toda a força exercida contra ela sempre que o avião está no ar?

Quer entender como a janela de avião envolve-se totalmente nos assuntos que a ISOFLAMA é especializada? Continue conferindo esse blog e tenha uma ótima leitura!

Janela de avião – Nada de cantos vivos

Com certeza você já notou que as janelas de avião têm um formato entre o oval e o retângulo, certo? Isso vai bem além de uma questão do design! Afinal, o formato dessas janelas foi desenvolvido especialmente para suportar a força atmosférica, causadora de alta pressão contra o espaço interno dos aviões.

A maior, e importantíssima responsabilidade dos cantos arredondados é não causar rachaduras e microfissuras na estrutura metálica do avião. Isso porque, se existissem cantos vivos, como em janelas retangulares ou quadradas, estas arestas seriam um ponto fraco, pois seriam concentradores e canalizadores de tensões, podendo ocorrer, inclusive, a formação de microfissuras e trincas que abalariam a estrutura e a segurança da aeronave.

Por menores que sejam, esses formatos retos interagem com a física, gerando resultados não tão agradáveis. Esse fator é tão importante, que afeta não só a metalurgia, mas também vários outros setores do mercado.

Havilland Comet – O avião que subestimou os detalhes

Muito conhecida em sua época, a Havilland foi uma fabricante de aviões que obteve grande destaque. Sua nova proposta era: o avião com turbinas a jato para transporte de passageiros. Nessa época (meados de 1950), os aviões dependiam de hélices para chegarem ao ar. Além disso, todos eram mais vagarosos e barulhentos.

Indo muito além, os aviões de turbina a jato ofereciam voos mais rápidos, menos barulhentos e com uma economia maior de combustível. Essa foi uma grande revolução, considerando que esses modelos eram de exclusividade militar até então.

Contudo, segundo a página Aventuras na História, 2 incidentes de explosões misteriosas fizeram com que a companhia perdesse a credibilidade. Logo, não eram mais vistos como algo seguro, encarando posteriormente a falência. Enfim, como isso se relaciona com a metalurgia?

Contando com investigações aprofundadas, e sendo considerado um dos primeiros casos de investigação de acidentes com foco também no setor metalúrgico, observou-se que as janelas e acessos de antenas tinham formato quadrado, algo comum para a época. Mas, foram notadas fissuras partindo dos cantos vivos, espalhando-se pela estrutura do avião, causando uma espécie de desintegração. Foi aí que percebeu-se como o formato das janelas e demais componentes poderiam ter significativo impacto na resistência da estrutura metálica dos aviões.

Da janela de avião ao tratamento térmico

Trazendo os cuidados com os cantos vivos para o nosso tempo, esse fator ainda é um empecilho quando está presente em peças enviadas para tratamento térmico.

Isso porque, em geral, cantos vivos estão localizados em regiões de transições de massas e/ou faces e, durante o tratamento térmico, cada uma destas massas se comporta diferentemente em termos de expansão e contração com a variação da temperatura, ou seja, nas regiões de transição de massas, por natureza, já há um acúmulo de tensões e a presença de canto vivo as potencializa. Por este motivo, todo canto vivo não deve existir, em seu lugar deve ser sempre adotado o maior raio possível de concordância, pois este evitará a concentração das tensões e permitirá que estas se dissipem.

Quando falamos em cantos vivos em transição de massas, é muito comum a associação a cantos vivos internos, porém, este tipo de fenômeno também ocorre com cantos vivos externos, como por exemplo nas junções das faces de um cubo. Nestas situações, há mais um agravante, já que cada face receberá calor durante o tratamento térmico e nas junções das faces (canto vivo) teremos uma superexposição ao calor, motivo pelo qual sempre recomenda-se ao menos chanfrar estas arestas.

Especialização ISOFLAMA até nos céus

Tratando adequadamente os mais variados metais com processos seguros e efetivos, a ISOFLAMA também realiza tratamentos térmicos para diversos componentes de aeronaves. Não fazemos parte no desenvolvimento da janela de avião, mas, aplicamos toda a nossa competência para o melhor desempenho e segurança nos céus e em todos os outros setores que necessitam de suporte especializado em tratamentos térmicos.

Enfim, viu só como um único detalhe como a janela de avião pode ensinar muito sobre a metalurgia? Se você ficou interessado e quer ver mais informativos como esse, não deixe de visitar o nosso INFOTEC. E se precisa falar diretamente com um de nossos especialistas, é só entrar em contato.

Nos vemos em breve!

Como os elementos químicos na composição do aço influenciam suas propriedades?

Compreenda como a composição do aço, altera suas propriedades e possibilita novos usos

Para a maioria das pessoas, a composição química dos objetos não passa de um detalhe. Porém, para muitos profissionais, esse é um fator extremante importante para o manuseio, os processos de fabricação e os resultados finais de uma gama de produtos. E, nesse sentido, a composição do aço não é diferente.

Confira abaixo, como os elementos químicos influenciam as propriedades do aço e geram várias possibilidades na nossa realidade.

Antes da química, um pouco de história

Vamos voltar um pouquinho no tempo, há alguns milhares de anos atrás e imaginar o que o mundo oferecia aos nossos antepassados. Anteriormente, o homem precisava buscar formas de vencer inimigos muito mais fortes, que ameaçavam sua sobrevivência a todo o momento. Mas o homem tinha um grande diferencial, sua inteligência.

Assim, ele aprendeu que se tivesse uma pedra nas mãos, seu golpe teria mais força. Se essa pedra tiver um cabo (efeito alavanca), esta força aumentaria e, com uma extremidade afiada, sua capacidade de corte aumentava. Devido a isso, era preciso desbastar, polir e prender para fabricar, por exemplo, um machado. Isso aguçou sua curiosidade sobre o desenvolvimento das operações de desbaste, furação e corte e, sobre os diferentes tipos de materiais.

Entretanto, com a descoberta e desenvolvimento da cerâmica, o homem percebeu que poderia exercer controle sobre o material. Pois ele poderia moldá-lo, de acordo com suas necessidades.

A história da descoberta dos metais não é precisa por motivos óbvios. Mas, de maneira geral, temos que, por volta de 4.000 a.C. o homem percebeu que também podia fazer o mesmo com alguns metais. Porém, as experiências com este tipo de material começaram muito antes.

~8.000 a.C.

O ouro teria sido o primeiro metal a ser utilizado;

~7.000 a.C.

Aqui começa a utilização do cobre. Há relatos de que o homem fazia experiências com este material em um local chamado Anatólia (onde hoje fica a Turquia) e descobriu que o cobre endurecia quando martelado;

~6.000 a.C.

Conta-se que um caçador fez uma fogueira em seu acampamento e fundiu, sem querer, cobre e arsênico (que é extremamente tóxico), obtendo um material mais duro e resistente que o cobre puro. Mais tarde, substituímos o arsênico pelo estanho, dando origem ao bronze.

~3.500 a.C.

Começa o uso do ferro, que era conhecido como “Metal do céu” ou “Metal das estrelas”, provavelmente por vir de meteoritos. Contudo, existem indícios de sua utilização pelos antigos Sumérios e Egípcios. Os mais antigos artefatos de ferro que se têm notícia são dois objetos encontrados no Egito, um na Grande Pirâmide de Gizé, construída aproximadamente em 2.900 a.C., e outro na tumba de Abidos, construída aproximadamente em 2.600 a.C.

~1.200 a.C. (Idade do Ferro)

Há indícios de que foram construídos os primeiros fornos para redução de minério de ferro, para a produção ferro-carbono, que seria considerado um aço rudimentar.

~400 a.C.

A Índia ficou famosa pela produção do aço Wootz, que, para a época, era um aço de alta qualidade. Este processo de produção de aço envolvia a fusão de ferro com carbono em fornos de argila.

~200 a.C.

Na China, desenvolveram-se técnicas avançadas de fundição de ferro, incluindo a produção de ferro fundido e ferro forjado, contribuindo para o desenvolvimento de aço de melhor qualidade.

~Séculos III a XVII:

O aço de Damasco, famoso pela aplicação em lâminas de espadas, surge no Oriente Médio. Esse aço foi conhecido por sua resistência e capacidade de manter uma borda afiada, e foi fabricado a partir do aço Wootz importado da Índia.

Do passado para a composição do aço

Agora que levantamos alguns pontos sobre a origem do aço, podemos destacar como a composição química é fundamental em seu uso.

A junção aço + carbono revolucionou o uso de ferramentas e armas na antiguidade. Consequentemente, conforme a humanidade foi evoluindo e aumentando seus conhecimentos sobre o manuseio do ferro, as possibilidades no uso do aço também se expandiram.

Entendendo e explorando as possibilidades químicas, outros elementos foram incluídos na formulação de novos aços. E, em cada combinação, diferentes propriedades foram alcançadas, estudadas e adotadas.

A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) define o aço como “uma liga ferrosa (Binária: dois elementos básicos, Ferro e Carbono) passível de deformação plástica que, em geral, apresenta teor de carbono entre 0,008% e 2,0% na sua forma combinada e, ou, dissolvida e que pode conter elementos de liga adicionados, ou residuais”.

E quais elementos se uniram à composição do aço?

Os elementos de liga mais comuns usados nos aços são: carbono (C), níquel (Ni), cromo (Cr), vanádio (V), tungstênio (W), molibdênio (Mo), manganês (Mn), cobalto (Co), entre outros. Cada um destes elementos interfere de maneira diferente nas propriedades físicas, mecânicas e químicas dos aços, conforme apresentado na tabela abaixo:

Elemento de liga

Carbono

Silício

Manganês (em aços aperlíticos)

Manganês (em aços austeníticos)

Cromo

Níquel (em aços perlíticos)

Níquel (em aços austeníticos Cr-Ni)

Alumínio

Tungstênio

Vanádio

Cobalto

Molibdênio

Cobre

Enxofre

Fósforo

Propriedades mecânicas

Dureza

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Resistência

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Limite de estiramento

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Alongamento

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Redução de área

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Resistência ao impacto

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Elasticidade

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Estabilidade a alta temperatura

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Resistência ao desgaste

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Forjabilidade

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Usinabilidade

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Nitretabilidade

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Resistência a corrosão

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Incremento

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Redução

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Não afeta

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Não caracterizado

Toda característica nova do aço é uma composição diferente?

Por mais que certas capacidades sejam possíveis com a inclusão de novos elementos na composição do aço, precisamos lembrar que formulação e microestruturas são fatores diferentes. Estas atuam de forma diferenciada nas propriedades dos materiais, mesmo que o objetivo seja o mesmo. Por exemplo, o aumento da resistência ao impacto.

Para aumentar a resistência ao impacto, pode-se adicionar, por exemplo, Vanádio e Molibdênio (alteração da composição química). Ou buscar rotas de fabricação que proporcionem uma microestrutura mais homogênea. Os dois métodos têm, em teoria, o mesmo objetivo, porém, com intensidades diferentes. É importante ainda, observar que, quando adicionamos um determinado elemento químico – vamos novamente utilizar o molibdênio como exemplo – podemos ter um efeito positivo na resistência ao impacto. Porém, há uma piora na usinabilidade do aço.

Ou seja, para criar um aço novo ou melhorar as propriedades de um material já existente, as usinas podem trabalhar em várias frentes, como na composição química, nos processos de fabricação (forjamento, laminação etc.), no tratamento térmico, entre outros.

O tratamento para todo tipo de aço é o mesmo?

Os elementos de liga interferem na temperabilidade dos aços, portanto diferentes combinações de elementos químicos (ou seja, diferentes aços) terão diferentes respostas ao tratamento térmico.

Quando uma usina desenvolve um aço quimicamente novo, faz-se toda uma série de testes e estudos para entender a sua reação com os tratamentos térmicos. Com base nestes resultados, são estabelecidos os parâmetros para as operações de tratamento e, são confeccionados os catálogos e fichas técnicas.

Mudança do aço para o mundo

A evolução dos aços, seja através da composição química ou da melhoria em processos de fabricação, não diz respeito somente às alterações de suas propriedades. Sendo assim, essa inovação proporciona um avanço em diversos setores do mercado.

Todo o setor automotivo, tecnológico e, até mesmo o setor da saúde, são grandes exemplos de segmentos que se beneficiaram e cresceram com a evolução dos materiais.

A ISOFLAMA também acompanha essa melhoria!

Realizando estudos e processos cuidadosos antes de levar os tratamentos térmicos aos materiais dos nossos clientes, a ISOFLAMA atualmente atende a uma ampla gama de aços, com as mais diversas composições químicas, como aços para trabalho a quente, aços para trabalho a frio, aços inoxidáveis, aços rápidos, aços para o processamento de plásticos, entre outros.

Para cada tipo de aço, temos um tratamento térmico adequado, otimizando assim as propriedades desejadas do material, atendendo nossos clientes com soluções inteligentes e seguras.

Vale mencionar que a composição química de uma liga metálica não baliza os parâmetros utilizados no tratamento térmico sozinha. Ou seja, fatores como propriedades desejadas, dimensões, criticidade geométrica, composição de carga (inclusive o posicionamento dentro do forno), entre outros também estão em foco.

Nesse domínio de manusear bem os diferentes tipos de materiais, levando sempre em consideração os fatores mencionados acima, temos o reconhecimento do mercado com a nossa expertise.

Por fim, essas foram as nossas considerações sobre como os elementos químicos na composição do aço influenciam suas propriedades. Se você leu até aqui e precisa de ajuda para entender sobre algum processo térmico de um aço específico, entre em contato e fale com um de nossos especialistas. E, para se manter atualizado em nossas atividades, nos acompanhe pelas redes sociais e acesse a área Infotec em nosso site para conferir mais informativos.

Nos vemos em breve!