AH32 vs AH36 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

AH32 e AH36 são aços estruturais de alta resistência amplamente utilizados na construção naval e na fabricação pesada. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente enfrentam um dilema de seleção entre graus de menor custo e mais fáceis de fabricar e graus de maior resistência que permitem seções mais finas ou menor peso. Os contextos típicos de decisão incluem a escolha entre soldabilidade e facilidade de conformação versus os benefícios de maior resistência para redução da espessura da chapa, ou a comparação do custo do ciclo de vida quando a proteção contra corrosão e reparos são considerados.

A distinção prática central entre os dois é que o AH36 é especificado para fornecer uma resistência mínima ao escoamento mais alta do que o AH32, permitindo maior capacidade de carga ou redução da espessura da seção para a mesma tensão de projeto. Como ambos os graus são projetados para aplicações estruturais marítimas, eles são frequentemente comparados ao otimizar o revestimento do casco, estruturas de convés, suportes e outros membros estruturais primários.

1. Normas e Designações

• Sociedades de classificação e órgãos de normas que cobrem comumente os graus AH: ABS (American Bureau of Shipping), DNV‑GL / DNV, Lloyd’s Register, Bureau Veritas.
• Normas internacionais e nacionais que fazem referência a graus equivalentes de construção naval ou regras de aço estrutural: ASTM A131 (Aço estrutural para casco), e várias especificações nacionais e fichas técnicas de fornecedores. Aços equivalentes ou similares podem ser encontrados sob os sistemas EN e JIS, mas os nomes exatos dos graus diferem.
• Classificação do material: AH32 e AH36 são aços estruturais de carbono-manganês, de alta resistência e baixo teor de liga (HSLA) destinados à construção naval e construção marinha (não inoxidável, não aço para ferramentas).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A família AH é projetada para equilibrar resistência, tenacidade em baixas temperaturas de serviço e soldabilidade. Microligação (Ti, Nb, V) e adições controladas de Mn e Si são comumente usadas para produzir as propriedades mecânicas alvo sem excesso de carbono.

Tabela: Faixas de composição típica (wt%) — indicativa e representativa para a prática comum de usina; os limites garantidos reais são definidos pela especificação ou sociedade de classificação.

Elemento	AH32 (faixa típica)	AH36 (faixa típica)
C (carbono)	~0.10 – 0.20	~0.10 – 0.22
Mn (manganês)	~0.50 – 1.60	~0.50 – 1.60
Si (silício)	~0.10 – 0.50	~0.10 – 0.50
P (fósforo)	≤ ~0.035 (máx)	≤ ~0.035 (máx)
S (enxofre)	≤ ~0.035 (máx)	≤ ~0.035 (máx)
Cr (cromo)	traço – ~0.30	traço – ~0.30
Ni (níquel)	traço – ~0.50	traço – ~0.50
Mo (molibdênio)	traço – ~0.10	traço – ~0.10
V (vanádio)	traço (microligação)	traço (microligação)
Nb (nióbio)	traço (microligação)	traço (microligação)
Ti (titânio)	traço (microligação)	traço (microligação)
B (boro)	traço (ocasionalmente)	traço (ocasionalmente)
N (nitrogênio)	traço (~0.010–0.015)	traço (~0.010–0.015)

Notas: - Essas faixas são indicativas. As composições exatas dependem da prática da usina, espessura, requisitos do comprador e regras da sociedade de classificação. - O AH36 alcança uma resistência ao escoamento especificada mais alta normalmente por meio de um controle mais rigoroso do processamento de laminação/termo-mecânico e, em alguns casos, diferenças modestas na microligação ou estratégia de resfriamento, em vez de grandes mudanças no teor de carbono.

Como a liga afeta as propriedades: - O carbono e o manganês aumentam a resistência e a capacidade de endurecimento, mas podem reduzir a soldabilidade e a ductilidade se aumentados excessivamente. - Elementos de microligação (Nb, V, Ti) refinam o tamanho do grão e proporcionam endurecimento por precipitação, permitindo maior resistência para níveis modestos de carbono—esta é uma rota chave para maior resistência sem grandes perdas em tenacidade. - Adições de Si e traços de Cu/Ni podem melhorar modestamente a resistência à corrosão atmosférica e podem auxiliar na resistência quando combinadas com TMCP (processamento termo-mecânico controlado).

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura típica - AH32/AH36 laminado e normalizado: predominantemente ferrita fina e perlita com ferrita bainítica ou acicular entranhada nas formas de produto TMCP. A microestrutura visa um grão ferrítico fino para preservar a tenacidade em baixas temperaturas. - TMCP (processamento termo-mecânico controlado) é amplamente utilizado para produzir ambos os graus em níveis de resistência mais altos, mantendo boa tenacidade. O TMCP produz ferrita poligonal fina e dispersões de características bainíticas/bainita superior, e incentiva a nucleação de ferrita acicular na zona afetada pelo calor da solda (HAZ).

Resposta ao tratamento térmico - Esses graus são normalmente fornecidos na condição laminada; o tratamento térmico pós-solda é incomum para grandes estruturas de navios. - A normalização (aquecimento acima de A3 e resfriamento ao ar) pode refinar o grão grosso laminado e restaurar a tenacidade após processamento intenso, mas não é tipicamente realizada em chapas grandes em serviço. - O resfriamento e o revenido não são processos padrão de produção/reparo para os graus AH e geralmente são reservados para classes de aço de alta resistência especializadas; resfriamento e revenido mudariam a classificação e considerações de fragilização por hidrogênio/soldabilidade. - Estratégias de TMCP e resfriamento acelerado permitem aumentar a resistência sem a necessidade de aumentar o teor de carbono—esta é a rota comum usada para alcançar os níveis de desempenho do AH36.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela: Faixas típicas de propriedades mecânicas (indicativas; os valores exatos garantidos são determinados pela especificação, espessura e testes).

Propriedade	AH32 (típico)	AH36 (típico)
Resistência Mínima ao Escoamento (MPa)	~315 MPa	~355 MPa
Resistência à Tração (MPa)	~430 – 570 MPa	~460 – 610 MPa
Elongação (A, % em 200 mm ou gage especificada)	~20 – 22%	~18 – 22%
Tenacidade ao Impacto Charpy (J)	Especificado em baixas temperaturas (por exemplo, -20 a -40°C); depende da espessura	Especificado em baixas temperaturas (por exemplo, -20 a -40°C); comparável, mas pode exigir controle de processo
Dureza (HB)	A faixa típica depende da condição; moderada (inferior a aços temperados)	Levemente mais alta em média devido à maior resistência

Interpretação: - O AH36 é especificado para uma resistência mínima ao escoamento mais alta, tornando-o o grau mais forte em termos de limite de projeto elástico/plástico e permitindo seções mais finas ou maior capacidade de carga. - A tenacidade é controlada pelo processamento e química; ambos os graus podem ser fornecidos com boas propriedades de impacto em baixas temperaturas, mas alvos de resistência mais altos (AH36) exigem controle mais rigoroso da laminação e resfriamento para evitar perda de tenacidade. - A ductilidade (elongação) é semelhante em ambos os graus, embora chapas muito grossas e requisitos de resistência mais altos possam reduzir a ductilidade se o processamento não for gerenciado.

5. Soldabilidade

Considerações sobre soldabilidade giram em torno do equivalente de carbono e microligação. Menor carbono e liga controlada favorecem a soldagem; maior capacidade de endurecimento aumenta o risco de martensita na HAZ e trincas a frio.

Fórmulas comuns de soldabilidade (interprete qualitativamente para os aços AH): - Equivalente de carbono (IIW): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (mais detalhado): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - Tanto o AH32 quanto o AH36 são projetados para soldagem; seus equivalentes de carbono são mantidos modestos limitando o carbono e controlando os níveis de Mn/Cr/Ni. - O AH36, devido ao seu alvo de maior resistência/maior resistência, pode ter um equivalente de carbono ou conteúdo de microligação ligeiramente mais alto e, portanto, uma sensibilidade marginalmente maior ao endurecimento da HAZ e trincas induzidas por hidrogênio. Isso pode exigir procedimentos de pré e pós-solda mais cuidadosos (por exemplo, pré-aquecimento, temperaturas de interpassagem controladas e controle de hidrogênio) para seções mais grossas. - O uso de consumíveis de baixo hidrogênio, design adequado da junta e controle de restrição e pré-aquecimento geralmente gerenciam os riscos de trincas na solda em ambos os graus.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Nem o AH32 nem o AH36 são inoxidáveis; a proteção contra corrosão atmosférica ou em água do mar é alcançada por meio de revestimentos, proteção catódica ou revestimentos metálicos resistentes à corrosão.
• Sistemas de proteção típicos: primers ricos em zinco, revestimentos de epóxi e poliuretano, galvanização a quente (para componentes menores) e revestimentos marinhos especializados para cascos.
• PREN (número equivalente de resistência à corrosão por pite) não é aplicável para esses aços carbono porque o PREN é projetado para classificação de ligas inoxidáveis: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Para cascos de navios e estruturas expostas, a seleção é impulsionada pela vida útil do sistema de revestimento e reparabilidade, em vez da resistência à corrosão metalúrgica do aço AH base.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Corte: Corte a plasma, oxi-combustível e a laser são utilizados; a resistência e dureza ligeiramente mais altas do AH36 podem aumentar a potência de corte e o desgaste dos consumíveis.
• Conformação e dobra: Ambos os graus podem ser conformados em prensas e rolos de dobra de chapa comuns; o AH36 pode exigir raios de dobra maiores ou forças de conformação mais altas para a mesma espessura devido ao aumento da resistência.
• Maquinabilidade: Os graus AH não são otimizados para usinagem—a maior resistência (AH36) aumenta o desgaste da ferramenta e as forças de corte necessárias.
• Acabamento: A preparação da superfície para revestimento é semelhante para ambos os graus; o desbaste e acabamento da solda são ligeiramente mais exigentes no AH36 ao alcançar perfis de filete suaves.

8. Aplicações Típicas

Tabela: Usos comuns por grau

AH32 (usos comuns)	AH36 (usos comuns)
Revestimento geral do casco para design de resistência moderada	Revestimento primário do casco e membros estruturais onde maior resistência é necessária
Chapadas de convés e superestrutura onde custo e conformabilidade são priorizados	Suportes de alta carga, quadros de alma, elementos de anteparas projetados para espessura reduzida
Reforços internos, suportes, fixações não críticas	Estruturas pesadas, vigas, elementos de antepara de colisão, áreas que necessitam de maior margem para escoamento
Componentes fabricados onde extensa conformação/dobra é necessária	Seções de navios onde a economia de peso por meio de chapa mais fina é buscada

Racional de seleção: - Escolha o AH32 quando a conformação, dobra ou custo forem mais críticos e as cargas estruturais permitirem a menor resistência. Sua ligeiramente melhor facilidade de fabricação e custo de material marginalmente mais baixo podem reduzir o tempo de produção e o investimento. - Escolha o AH36 quando as cargas de projeto, redução de seção (economia de peso) ou requisitos regulatórios/de associação exigirem a maior resistência especificada. Em muitos projetos modernos, o AH36 permite um revestimento mais fino para atender aos mesmos critérios estruturais.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: O AH36 normalmente exige um prêmio modesto sobre o AH32 devido a controles de processo mais rigorosos, requisitos de liga potencialmente mais altos ou processamento TMCP, e sua classificação de desempenho mais alta.
• Disponibilidade: Ambos os graus estão comumente disponíveis em todo o mundo em chapas, comprimentos cortados e, às vezes, em seções perfiladas. Chapas muito grossas ou espessuras especiais podem ter prazos de entrega mais longos, e a disponibilidade de tempers específicos ou chapas testadas ao impacto em temperaturas extremamente baixas pode ser mais limitada.
• Dica de aquisição: Especifique a espessura, a temperatura de teste de impacto necessária e a condição de fornecimento (por exemplo, TMCP) para receber cotações precisas e estimativas de prazo de entrega.

10. Resumo e Recomendação

Tabela: instantâneo comparativo

Categoria	AH32	AH36
Soldabilidade	Excelente (muito boa)	Muito boa (exige um pouco mais de HAZ/controle em seções grossas)
Equilíbrio Resistência–Tenacidade	Bom	Maior resistência; exige controle de processo para igualar a tenacidade
Custo	Mais baixo (tipicamente)	Mais alto (tipicamente)

Recomendação: - Escolha o AH32 se seu projeto prioriza conformação, dobra e menor custo de compra, e se o design estrutural permite a menor resistência (adequado para muitos componentes estruturais secundários e áreas não críticas do casco). - Escolha o AH36 se você precisar de maior resistência mínima ao escoamento para reduzir a espessura da seção ou atender a requisitos estruturais mais rigorosos (apropriado para revestimento principal do casco, membros primários de suporte de carga e quando a economia de peso ou aumento da margem de projeto são os principais motivadores).

Nota final: A diferença prática entre AH32 e AH36 é principalmente um aumento na resistência ao escoamento especificada para o AH36, alcançada por meio de química controlada e processamento termomecânico, em vez de mudanças radicais na composição. A seleção deve equilibrar a processabilidade de fabricação, a capacidade do procedimento de solda, os requisitos de teste de impacto e o custo do ciclo de vida. Em especificações de aquisição e design, sempre faça referência às regras relevantes da sociedade de classificação e certificados de material para garantir conformidade com os requisitos de propriedades dependentes da espessura.