Aços estruturais Aço é uma liga de Ferro com Carbono, contendo ainda outros elementos químicos. Nos aços, o teor de Carbono situa-se entre 0,008 e 2,000 %; acima de 2,06 % de C, a liga é denominada ferro fundido. O teor dos elementos de liga é dosado de acordo com a finalidade a que se destina um tipo de aço. Os elementos químicos Cobalto, Cromo, Níquel, Manganês, Molibdênio, Vanádio e Tungstênio (= Volfrâmio, Wolfrâmio) são os mais usados na preparação de aços especiais. Quando os elementos predominantes na liga são apenas Ferro e Carbono, esta liga recebe o nome de açocarbono, aço comum ou aço comercial. Somente os aços-carbono interessam aos objetivos do fabricante de estruturas metálicas.
CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS A definição de aço proposta acima permite uma distinção entre os aços carbono comum e os aços ligados: 1. Aço-Carbono são ligas de Ferro-Carbono contendo geralmente de 0,008% até 2,11% de carbono, além de certos elementos residuais resultantes dos processos de fabricação 2. Aço-ligado são os aços carbono que contém outros elementos de liga, ou apresenta os elementos residuais em teores acima dos que são considerados normais. Os primeiros podem ser subdivididos em: 1. Aços de baixo teor de carbono, com [C] < 0,3%, são aços que possuem grande ductilidade, bons para o trabalho mecânico e soldagem (construção de pontes, edifícios, navios, caldeiras e peças de grandes dimensões em geral). Estes aços não são temperáveis; 2. Aços de médio carbono, com 0,3 < [C] < 0,7%, são aços utilizados em engrenagens, bielas, etc.. São aços que, temperados e revenidos, atingem boa tenacidade e resistência 3. Aços de alto teor de carbono, com [C] > 0,7%. São aços de elevada dureza e resistência após a tempera, e são comumente utilizados em molas, engrenagens, componentes agrícolas sujeitos ao desgaste, pequenas ferramentas, etc.. Os aços-ligados, por sua vez, podem ser subdivididos em dois grupos: 1. Aços de baixo teor de ligas, contendo menos de 8% de elementos de liga 2. Aços de alto teor de ligas, com elementos de liga acima de 8%. Os aços produzidos pela Açominas que atendem o mercado da construção civil são o ASTM A-36 (um açocarbono) , o ASTM A-572 Grau 50 (um aço-carbono micro ligado de alta resistência mecânica) e o ASTM A-588 Grau K (um aço-carbono micro ligado de alta resistência mecânica com elevada resistência à corrosão atmosférica). Os aços micro ligados são especificados pela sua resistência mecânica, e não pela sua composição química. São desenvolvidos a partir dos aços de baixo carbono (como o ASTM A-36), com pequenas adições de Mn (até 2%) e outros elementos em níveis muito pequenos. Estes aços apresentam maior resistência mecânica que os aços de baixo carbono idênticos, mantendo a ductilidade e a soldabilidade, e são destinados às estruturas onde a soldagem é um requisito importante (Carbono baixo), assim como a resistência.
Aços Carbono. Dependendo do teor de Carbono, os aços são divididos em:
Teor de carbono
Nome popular
Menos de 0,15 %
Aço extra doce (Teor muito baixo de Carbono)
0,15 a 0,25 % 0,25 a 0,40 % 0,40 a 0,60 % 0,60 a 0,80 % 0,80 a 1,20 %
Aço doce (Baixo teor de Carbono) Aço meio doce (Médio teor de Carbono) Aço meio duro (Alto teor de Carbono) Aço duro (Teor muito alto de Carbono) Aço extra duro (Teor extra-alto de Carbono)
Nomenclatura dos aços estruturais disponíveis no mercado.
Tipo de aço
Teor de Carbono (%)
Limite de elasticidade
ƒel (GPa)
Limite de Limite de Alongaresistência à mento escoamento tração
ƒy(MPa)
ƒu (MPa)
(%)
ASTM-A-36
0,25 a 0,30
200
250
400 a 500
20
Comercial
–
± 190
± 240
370 a 520
20
ASTM-A570
0,25
185
230
360
23
SAE 1008
0,08
135
170
305
30
SAE 1010
0,10
145
180
325
28
SAE 1020
0,20
170
210
380
25
SAE 1045
0,45
250
310
560
17
ASTM-A242
< 0,22
250
290 a 350
435 a 480
18
ASTM-A441
–
220 a 275
275 a 345
415 a 485
± 18
ASTM-A572
–
220 a 275
290 a 345
415 a 450
± 18
ASTM-A588
–
230 a 280
290 a 350
415 a 450
± 18
COR-TEN A /B
–
275
345
480
± 19
COR-TEN C
–
330
415
550
± 19
ABNT MR250
–
200
250
400
ABNT MR290
–
230
290
415
ABNT MR345
–
275
345
450
Obs.: o aço SAE 1045 não é usado na estrutura propriamente dita, mas somente nos esticadores de tirantes dela.
Para aços usados em estruturas metálicas não são desejáveis teores de carbono médios ou altos. Os teores devem estar entre 0,10 a 0,30% de C, por permitirem solda elétrica sem cuidados especiais.
Soldabilidade: Diz-se que um aço tem boa soldabilidade quando, na execução da solda, a fusão do material não causa transformação considerável de sua estrutura cristalina. A experiência tem mostrado que alto teor de Carbono reduz a soldabilidade. Enxofre elevado também é prejudicial. Veja a tabela a seguir. Tipo de aço
Classe do aço
Soldabilidade
I
Aço Carbono C < 0,30 %
Facilmente soldável
Não
Não
Baixo teor de liga C < 0,15 %
Facilmente soldável
Não
Não
II
Pré AqueciRecozimento* mento
Aço Carbono; teor de Soldável com Aconselhável Aconselhável C. de 0,30 a 0,50% precaução Baixo teor de liga Soldável com Aconselhável Aconselhável C entre 0,15 e 0,30 % precaução
III
Aço Carbono C > 0,50 %
Soldagem difícil
Necessário
Necessário
Teor de liga > 3 % C > 0,30 %
Soldagem difícil
Necessário
Necessário
Veja artigos completos estruturasmetalicas.vilabol.uol.com.br/acos.htm www.gerdau.com.br/arquivos-tecnicos/12.brasil.es-ES.force.axd Fabio Domingos Pannoni, M.Sc., Ph.D.
