DX51D vs DX52D – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

DX51D e DX52D são duas designações de aço de baixo carbono, frio reduzido, amplamente utilizadas na Europa, comumente fornecidas como bobinas/fitas galvanizadas a quente ou pré-pintadas para construção, peças automotivas e fabricação geral. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura enfrentam repetidamente um dilema de seleção: escolher a classe que maximiza a conformabilidade para operações complexas de estampagem e conformação profunda, ou escolher a classe que oferece maior resistência como fabricado e melhor desempenho de borda para componentes estruturais ou de suporte de carga.

A principal distinção técnica entre os dois é seu equilíbrio mecânico processado: uma classe é otimizada para uma ligeira maior facilidade de conformação e qualidade de superfície, enquanto a outra é especificada para fornecer resistência de escoamento e resistência à tração modestamente mais altas em espessuras comparáveis. Como ambos são aços de baixo carbono e baixa liga destinados a aplicações de fitas revestidas, eles são comumente comparados ao especificar painéis galvanizados, seções e peças automotivas, onde a troca entre desempenho de conformação e resistência é crítica.

1. Normas e Designações

• Padrão europeu primário: EN 10346 (aço revestido a quente contínuo) — série DX (por exemplo, DX51D, DX52D).
• Normas e mapeamentos relacionados/anteriormente utilizados: EN 10142 / EN 10147 (aços laminados a frio e revestidos a quente) e implementações nacionais podem usar rótulos semelhantes.
• Equivalentes internacionais/equivalentes próximos: família JIS SPCC/SGCC no Japão, família ASTM A1008/A653 (para aços laminados a frio revestidos) nos EUA, e várias designações GB chinesas (por exemplo, SGCC) — observe que as correspondências diretas são aproximadas e requerem verificação de propriedades por certificados de fábrica.
• Classe de liga: tanto DX51D quanto DX52D são aços de baixo carbono, não inoxidáveis, não para ferramentas (aços de construção de baixo carbono / baixa liga convencionais). Eles não são considerados HSLA no sentido de aços estruturais microaleados de alta resistência, a menos que o fornecedor adicione explicitamente elementos microaleados.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Os fabricantes de aço geralmente limitam a liga nas classes DX para manter os custos e a compatibilidade do revestimento baixos, ao mesmo tempo que possibilitam um comportamento desejável de estampagem e revestimento. As composições comerciais típicas são controladas rigorosamente, mas os limites exatos dependem da química da fábrica e dos alvos de propriedades finais. A tabela abaixo mostra faixas típicas representativas usadas na indústria; sempre verifique com o certificado da fábrica para material de produção.

Elemento	DX51D (wt% típico)	DX52D (wt% típico)	Notas
C	0.03–0.12	0.03–0.12	Baixo teor de carbono para preservar a conformabilidade e soldabilidade; alvos de baixo C mais estreitos para lotes de conformação profunda.
Mn	0.20–0.70	0.25–0.80	Mn fornece resistência e endurecibilidade; lotes de DX52D podem ter uma tendência ligeiramente maior para aumentar o escoamento.
Si	0.02–0.20	0.02–0.20	Silício usado como desoxidante; níveis mantidos moderados para controlar a escalabilidade da superfície e a aderência do revestimento.
P	≤ 0.025	≤ 0.025	Mantido baixo para evitar fragilização e manter a qualidade do revestimento.
S	≤ 0.025	≤ 0.025	Controlado para melhorar a qualidade da superfície e a conformabilidade.
Cr	tipicamente < 0.05	tipicamente < 0.05	Não intencionalmente ligado na maioria dos lotes; pequenos resíduos possíveis.
Ni	tipicamente < 0.03	tipicamente < 0.03	Apenas traços.
Mo, V, Nb, Ti, B, N	traço–ppm	traço–ppm	Adições microaleadas são incomuns para classes DX padrão; execuções especiais podem incluir microaleação para controle de resistência mais rigoroso.

Como a liga afeta as propriedades: - Carbono e manganês são os principais elementos de endurecimento; maior Mn ou C aumenta a resistência, mas reduz a conformabilidade e soldabilidade se excessivo.
- Silício, fósforo e enxofre são controlados para preservar a adesão do revestimento e a ductilidade da superfície.
- Microaleação (por exemplo, pequenas quantidades de V, Nb, Ti) não é típica para classes DX padrão, mas se utilizada produz refino de grão e maior escoamento em ductilidade comparável — alterando o comportamento de conformação e soldagem.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura típica: - Ambas as classes são fabricadas como fitas desengorduradas e frio reduzidas e, em seguida, recozidas para restaurar a ductilidade antes da galvanização ou pintura. A microestrutura típica é ferrita com uma fração modesta de perlita; o equilíbrio exato entre ferrita/perlita depende do carbono e da história de resfriamento. - Como são recozidas e não destinadas ao tratamento por têmpera, a microestrutura é relativamente grossa em comparação com aços temperados e revenidos.

Processamento e resposta ao tratamento térmico: - A rota industrial normal é redução a frio + recozimento contínuo (recozimento em caixa ou contínuo) seguido de galvanização/pintura. Isso produz uma matriz de ferrita macia e dúctil adequada para conformação. - Esses aços não são projetados para endurecimento por têmpera e revenimento. Tentativas de tratamento térmico para maior resistência são impraticáveis e arriscam danos ao revestimento. - O processamento termo-mecânico controlado não é típico para classes DX padrão; se uma fábrica utiliza laminação controlada ou microaleação, DX52D pode ser produzido com tamanho de grão marginalmente mais fino e resistência ligeiramente elevada, mas isso é um detalhe específico de produção.

Consequências: - Lotes de DX51D direcionados para maior conformabilidade podem apresentar uma ferrita ligeiramente mais grossa com menos ilhas perlíticas e menor deformação residual da laminação a frio.
- DX52D pode ser produzido para atingir um maior escoamento por meio de ajustes menores na composição ou processamento, alterando o equilíbrio entre ferrita/perlita ou a densidade de deslocalização residual.

4. Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas das classes DX variam com a espessura, tratamento e fornecedor. Os valores abaixo representam faixas típicas para fitas laminadas a frio, recozidas e revestidas. Sempre consulte o certificado da fábrica do fornecedor para cálculos de projeto.

Propriedade	DX51D (típico)	DX52D (típico)
Resistência à tração (MPa)	260–420	300–460
Resistência ao escoamento (offset de 0,2%) (MPa)	140–320	180–350
Alongamento (A%)	26–40% (dependendo da espessura)	20–35%
Dureza de impacto (qualitativa)	Boa em temperatura ambiente; não especificada para uso criogênico	Boa em temperatura ambiente; ligeiramente inferior ao DX51D em alguns lotes
Dureza (HB)	100–160 (faixa típica)	120–180 (faixa típica)

Interpretação: - DX52D tende a ser especificado para níveis de resistência modestamente mais altos do que DX51D; consequentemente, pode apresentar ligeiramente menor alongamento e conformabilidade.
- DX51D é geralmente mais dúctil e mais fácil de conformar a frio, tornando-o preferível para conformação profunda e operações de estampagem complexas.
- A dureza de impacto em temperaturas ambiente é geralmente aceitável para ambos; nenhum deles é destinado a serviços de alta dureza ou baixa temperatura sem testes específicos.

5. Soldabilidade

Tanto DX51D quanto DX52D são facilmente soldáveis por métodos convencionais de soldagem por fusão e resistência devido ao seu baixo equivalente de carbono. Ao avaliar a soldabilidade, os profissionais comumente usam métricas de equivalente de carbono, como fórmulas IIW e Petit.

Exemplo de fórmulas de equivalente de carbono: - Equivalente de carbono IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Fórmula Petit (Pcm): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - Tanto DX51D quanto DX52D exibem baixos valores de $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$ em relação a aços de alta liga, indicando baixa suscetibilidade a trincas a frio e regimes de tratamento pré-aquecido/pós-soldagem diretos na prática típica de oficina.
- DX51D, com resistência alvo ligeiramente mais baixa e frequentemente menor equivalente de carbono efetivo em lotes de produção típicos, será geralmente mais fácil de soldar com menor pré-aquecimento e risco reduzido de formação de HAZ martensítico.
- O ligeiramente maior teor de liga ou Mn em DX52D pode aumentar marginalmente a endurecibilidade, portanto, para soldas críticas em espessuras e restrições, os procedimentos de soldagem devem ser qualificados. Sempre verifique com a qualificação do procedimento e o certificado da fábrica.

Notas práticas de soldagem: - Para superfícies galvanizadas, remova ou acomode o zinco na área da solda para evitar porosidade e fumaça; use ventilação apropriada e proteção para o pessoal.
- Use metais de enchimento padrão para aço carbono; escolha um enchimento com resistência à tração correspondente se o desempenho mecânico pós-soldagem for um requisito.

6. Corrosão e Proteção da Superfície

• Essas classes DX não são aços inoxidáveis; a resistência à corrosão é fornecida por revestimentos de superfície, como galvanização a quente (Z), galvanizado (GA) ou sistemas de tinta orgânica. A composição básica do aço não confere resistência significativa à corrosão atmosférica.
• Ao comparar DX51D vs DX52D, o comportamento de corrosão é efetivamente idêntico quando revestidos de forma idêntica — as diferenças decorrem do tipo de revestimento, espessura e proteção de borda, em vez da química base.
• PREN não é aplicável a esses aços não inoxidáveis; para ligas inoxidáveis, usaria-se: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Orientação para seleção de revestimento: HDG para envelopes de construção ao ar livre e proteção geral contra corrosão; galvanizado para adesão de tinta e revestimento automotivo; pré-pintado para estética arquitetônica com pré-tratamento de substrato apropriado.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Conformabilidade/curvabilidade: DX51D geralmente oferece desempenho superior em conformação profunda, conformação por estiramento e curvatura complexa devido à sua resistência de escoamento ligeiramente mais baixa e maior ductilidade. DX52D, devido a alvos de resistência e escoamento mais altos, pode apresentar maior retorno elástico e exigir controle de ferramentas mais rigoroso.
• Corte e perfuração: Ambas as classes são usinadas de forma semelhante; DX52D pode apresentar maior desgaste das ferramentas onde a resistência mais alta está presente. Use ferramentas afiadas e folga apropriada para furos perfurados.
• Maquinabilidade: O baixo teor de carbono proporciona boa maquinabilidade; não são necessárias ferramentas especiais além da prática típica de aço carbono. O revestimento pode afetar a vida útil da ferramenta e exigir refrigerante ou diferentes revestimentos de ferramenta.
• Acabamento superficial: Para aplicações pré-pintadas ou revestidas, os limites de conformação também são governados pela ductilidade do revestimento — escolha a classe com sistema de revestimento compatível e limites de conformação nominais.

8. Aplicações Típicas

DX51D – Usos Típicos	DX52D – Usos Típicos
Painéis internos automotivos, painéis de carroceria não estruturais (conformação profunda)	Membros estruturais automotivos onde maior escoamento é necessário (trilhos internos, reforços)
Telhados, revestimentos, calhas de água da chuva (chapas revestidas)	Fachadas estruturais, terças, onde maior rigidez/resistência é requerida
Carcaças de eletrodomésticos, dutos de HVAC, prateleiras	Seções conformadas a frio, estrutura leve, perfis
Painéis arquitetônicos pré-pintados que requerem raios de conformação apertados	Aplicações que requerem maior tensão admissível em espessuras mais finas

Racional de seleção: - Escolha DX51D quando a conformação extensa (conformações profundas, curvas apertadas) e o acabamento superficial forem priorizados, e onde as cargas de projeto forem moderadas.
- Escolha DX52D quando precisar de maior resistência à tração/escoamento como produzido (permitindo espessuras mais leves ou maior capacidade de carga) e a conformação for moderada em vez de extrema.

9. Custo e Disponibilidade

• Ambas as classes são amplamente produzidas e geralmente disponíveis em bobinas, chapas cortadas a comprimento e bobinas cortadas. A disponibilidade pode variar regionalmente e pelo tipo de revestimento.
• Custo relativo: DX51D é frequentemente marginalmente menos caro do que DX52D porque o material com alvo de resistência mais baixo é mais fácil de produzir e mais comum para fitas revestidas gerais. DX52D pode atrair um pequeno prêmio dependendo da demanda por maior resistência ou tolerâncias mecânicas mais rigorosas.
• Prazos de entrega: Bobinas de espessura padrão em formas galvanizadas e pré-pintadas são tipicamente estocadas. Lotes personalizados ou espessuras/pesos de revestimento incomuns terão prazos de entrega mais longos.

10. Resumo e Recomendação

Atributo	DX51D	DX52D
Soldabilidade	Excelente (ligeiramente mais fácil)	Excelente (requer atenção em soldas mais espessas e de alta restrição)
Equilíbrio Resistência–Dureza	Menor resistência, maior ductilidade/conformabilidade	Maior resistência, ligeiramente menor ductilidade
Custo	Ligeiramente mais baixo (uso geral comum)	Ligeiramente mais alto (maior alvo de resistência)

Escolha DX51D se: - Sua fabricação requer conformação profunda, raios apertados ou conformação extensiva e máxima ductilidade é necessária para a geometria da peça.
- A aplicação prioriza a qualidade da superfície para pintura ou acabamentos arquitetônicos visíveis.
- Você prefere um custo de material ligeiramente mais baixo e estoque amplamente disponível.

Escolha DX52D se: - Você precisa de um aumento modesto na resistência ao escoamento ou à tração para reduzir a espessura ou aumentar a capacidade de carga, mantendo uma conformabilidade razoável.
- As peças são moderadamente conformadas, mas se beneficiam de maior rigidez ou desempenho de borda quando montadas.
- Você requer um material que possibilite designs de espessura mais leve sem migrar para ligas HSLA de maior custo.

Nota prática final: DX51D e DX52D são primos próximos; a seleção final deve ser baseada em certificados de fábrica do fornecedor que forneçam valores químicos e mecânicos exatos, peças de teste ou ensaios de conformação para geometria de produção e qualificação de procedimento de soldagem onde a criticidade da junta exista. Use as faixas numéricas e orientações qualitativas acima como ponto de partida e verifique com a fabricação de amostras antes do lançamento completo da produção.