Materiais
 

ISO P Aços


Definição
  • ​Aço é o maior grupo de materiais de peça na área de usinagem
    de metais.
  • Aços podem ser não endurecidos ou endurecidos e temperados com uma dureza comum de até 400 HB. Aços com uma dureza de cerca de 48 HRC e até 62-65 HRC pertencem à ISO H.
  • Aços em uma liga com ferro como o componente principal (à base de Fe).
  • Aços sem liga possuem um teor de carbono inferior a 0.8% e são compostos apenas por ferro (Fe), sem outros elementos de liga.
  • Aços-liga possuem um teor de carbono inferior a 1.7 % e elementos de liga como Ni, Cr, Mo, V e W.
  • Aços baixa-liga possuem elementos de liga inferiores a 5%.
  • Aços alta-liga possuem mais do que 5% de elementos de liga.

 

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Usinabilidade em geral
  • ​A usinabilidade do aço difere dependendo dos elementos de liga, do tratamento térmico e do processo de fabricação (forjado, laminado, fundido, etc.)
  • Em geral, o controle de cavacos é relativamente fácil e sem problemas.
  • Aços com baixo teor de carbono produzem cavacos mais longos que são pastosos e requerem aresta de corte viva.
  • Força específica de corte kc1: 1400-3100 N/mm².
  • Forças de corte e, portanto, a potência necessária para usiná-los, permanecem dentro de uma faixa limite.

 

​Elementos de liga
C influenciam a dureza (teor mais alto aumenta o desgaste abrasivo). Baixo teor de carbono <0.2%, aumenta o desgaste por adesão o que levará à aresta postiça e quebra de cavacos ruim.
Cr, Mo, W, V, Ti, Nb formadores de carbonetos – aumentam o desgaste por abrasão.
O possui uma grande influência na usinabilidade: forma inclusões não metálicas, óxidas e abrasivas.
Al, Ti, V, Nb são usados como tratamento de finos grãos para aços ; eles tornam o aço mais tenaz e mais difícil de usinar.
P, C, N na ferrita, reduz a ductibilidade, aumentando o desgaste por adesão.

Efeito positivo
Pb em aço de corte livre (com baixo ponto de fusão) reduz o atrito entre cavacos e pastilha, reduz o desgaste e melhora a quebra de cavacos.
Ca, Mn (+S) formam sulfetos de lubrificação macios. Alto teor de S melhora a usinabilidade e a quebra de cavacos.
Enxofre (S) possui um efeito benéfico na usinabilidade.
Pequenas diferenças, como aquelas entre 0.01% e 0.03% podem ter efeito substancial na usinabilidade. Este efeito é usado em aço de corte livre. Teor de enxofre de cerca de 0.25% é comum. Enxofre forma inclusões de sulfeto de manganês macio (MnS) que formarão uma camada de lubrificação entre os cavacos e a aresta de corte. MnS melhorará também a quebra de cavacos. Chumbo (Pb) possui um efeito semelhante e geralmente é usado em combinação com S em aços de corte livre a níveis de cerca de 0.25%.

Positivo e negativo
Si, Al, Ca formam inclusões de óxido que aumentam o desgaste.
Inclusões no aço possuem uma influência importante na usinabilidade, embora elas representem porcentagens muito pequenas da composição total. Esta influência pode ser negativa e positiva. Por exemplo, alumínio (Al) é usado para desoxidar o ferro derretido. No entanto, o alumínio forma óxido de alumínio abrasivo duro (Al2O3), o qual possui um efeito negativo na usinabilidade (compare com a cobertura de óxido de alumínio na pastilha). Este efeito negativo pode, no entanto, ser equilibrado pela adição de Cálcio (Ca), o qual formará uma blindagem macia em torno das partículas
abrasivas.

Aços fundidos possuem uma estrutura de superfície rugosa, que pode incluir areia e escória e aumenta a demanda quanto à tenacidade da aresta de corte.

Aços laminados exibem um tamanho de grão consideravelmente grande, o que torna a estrutura irregular, causando variações nas forças de corte.

Aços forjados possuem tamanho de grão menor e uma estrutura mais uniforme, gerando menos problemas no momento do corte.

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Códigos MC para aços
​Aços são, do ponto de vista de usinabilidade, classificados em aços sem liga, baixa-liga, alta-liga, e sinterizados.

 

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Aços sem liga – P 1.1-1.5

​Definição

Em aços sem liga, o teor de carbono é geralmente apenas 0.8%, enquanto que os aços com liga possuem elementos de liga adicionais. A dureza varia de 90 a 350HB. Um teor de carbono mais alto (>0.2%) permite o endurecimento do material.

 

​Peças comuns

Os principais usos incluem: aços de construção, aços estruturais, produtos estampados e trefilados a fundo, aços de reservatório de pressão e uma variedade de aços fundidos. O uso geral inclui: eixos, hastes, tubos, forjados e construções soldadas (C<0.25%).

 

​Usinabilidade

Dificuldades em quebra de cavacos e tendências a abrasão (aresta postiça) requerem atenção nos aços com baixo teor de carbono (< 0.25%). Velocidades de corte altas e arestas vivas e/ou geometrias, com uma face de saída positiva e classes com cobertura fina, reduzirão as tendências a abrasão. Em torneamento, recomenda-se que a profundidade de corte permaneça próxima ou maior do que o raio de ponta para melhorar a quebra de cavacos. Em geral, a usinabilidade é muito boa para aços endurecidos, no entanto, eles tendem a gerar desgaste de flanco relativamente grande nas arestas de corte.

 

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Aço baixa-liga – P 2.1-2.6

​Definição

Aços baixa-liga são os materiais mais comuns atualmente disponíveis para usinagem. O grupo inclui materiais macios e endurecidos (até 50 HRc).

 

​Peças comuns

Aços de reservatório de pressão de liga Mo e Cr são usados para temperaturas mais altas. O uso geral inclui: eixos, hastes, aços estruturais, tubos e forjados. Exemplos de peças para a indústria automotiva são: bielas, eixos-comando, juntas homocinéticas, cubos de roda, pinhões de direção.

 

​Usinabilidade

A usinabilidade para aços baixa-liga depende do teor de liga e do tratamento térmico (dureza). Para todos os materiais no grupo, os mecanismos de desgaste mais comuns são a craterização e o desgaste de flanco.

Materiais endurecidos liberam maior calor na área de corte e podem resultar em deformação plástica da aresta de corte.

 

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Aços alta-liga – P 3.0-3.2

​Definição

Os aços alta-liga incluem os aços carbonos com um teor total de liga de 5%. O grupo inclui materiais macios e endurecidos (até 50 HRc).

 

​Peças comuns

Os usos típicos destes aços incluem: peças de máquina-ferramenta, matrizes, peças hidráulicas, cilindros e ferramentas de corte (HSS).

 

​Usinabilidade

Em geral, a usinabilidade diminui em teor de liga mais alto e maior dureza. Por exemplo, em elementos de liga de 12-15% e dureza de até 450 HB, a aresta de corte precisa de boa resistência ao calor para suportar a deformação plástica.

 

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