G90 vs G60 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

G90 e G60 são amplamente referenciados em construção, eletrodomésticos e cadeias de suprimento automotivas — mas não são diferentes graus de aço metalúrgico da maneira que A36, S275 ou 1020 são. Em vez disso, G90 e G60 são designações de galvanização/revestimento que comunicam a massa mínima de revestimento de zinco aplicada ao aço em chapa e fita sob especificações comuns (por exemplo, família ASTM A653/A924). Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente enfrentam o dilema de seleção de equilibrar a proteção contra corrosão e o desempenho do ciclo de vida contra o custo incremental do material e as necessidades de processamento a jusante. Os contextos típicos de decisão incluem estruturas expostas ao exterior onde a resistência à corrosão a longo prazo é importante em comparação com partes internas ou pintadas onde o custo e a conformabilidade podem predominar; outro compromisso comum é se revestimentos mais pesados complicam as operações de conformação, soldagem ou pintura.

A principal diferença técnica entre G90 e G60 é a massa de zinco aplicada à superfície do aço: G90 possui uma camada de zinco substancialmente mais espessa do que G60. Como o revestimento de zinco — e não a química do substrato em massa — diferencia principalmente essas designações, os dois revestimentos são comumente comparados ao escolher níveis de proteção contra corrosão, enquanto a química do aço do substrato subjacente, resistência e resposta ao tratamento térmico permanecem selecionáveis de acordo com o grau base exigido pelo comprador.

1. Normas e Designações

• Normas comuns que incorporam designações G e rótulos métricos equivalentes:
• ASTM/ASME: ASTM A653 / A924 (chapas galvanizadas por imersão a quente e revestidas de galvalume)
• EN: EN 10346 (aços revestidos por imersão a quente contínua); massa de revestimento métrica indicada como Z (por exemplo, Z275)
• Normas JIS e outras normas regionais usam notações de massa de revestimento semelhantes
• GB (China): normas GB/T para aço galvanizado
• Classificação:
• G90/G60 são classes de revestimento aplicadas a aços carbono e de baixo liga (não famílias de ligas separadas).
• Os aços base aos quais G90/G60 são aplicados podem ser carbono simples, aço comercial laminado a frio, aços estruturais ou substratos de alta resistência e baixa liga (HSLA), dependendo da especificação do comprador (por exemplo, aços comerciais laminados a frio, estruturais ou de alta resistência estrutural).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Tabela: elementos químicos e como se relacionam com produtos G90/G60

Elemento	Relevância típica para chapa galvanizada	Notas para G90 vs G60
C (Carbono)	Controla a resistência, conformabilidade, soldabilidade do substrato	O C do substrato é especificado por grau de aço; a classe de revestimento não prescreve C. Menor C é comum para conformabilidade.
Mn (Manganês)	Contribuinte para resistência e endurecibilidade no substrato	Nível de Mn escolhido pelo grau do substrato; classe de galvanização independente.
Si (Silício)	Influencia a reação zinco-ferro da galvanização e a aparência do revestimento	Pequenas adições de Si ou Si residual podem alterar a aderência e morfologia do revestimento; a especificação pode restringir certos intervalos de Si para controlar a qualidade do revestimento.
P (Fósforo)	Controla a resistência e a fragilidade a frio	Tipicamente limitado em substratos moldados a frio; a classe de revestimento não altera os limites de P.
S (Enxofre)	Afeta a usinabilidade e a formação de defeitos	Mantido baixo; afeta a limpeza do revestimento.
Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti, B	Elementos de microligação em graus HSLA ou avançados	Esses afetam a resistência e microestrutura do substrato; selecionados independentemente da classe de revestimento. Alguns elementos de liga podem influenciar a soldabilidade e a reação de galvanização localmente.
N (Nitrogênio)	Controlado em algumas especificações de substrato	A gestão do nitrogênio é um controle do substrato, não um parâmetro de revestimento.

Como G90 e G60 designam a massa de zinco, a estratégia de liga para o aço subjacente é determinada pelos requisitos estruturais ou de conformabilidade. Onde revestimentos pesados são necessários (G90), os controles de química do substrato também podem ser apertados para garantir o desempenho pós-revestimento (por exemplo, evitar defeitos de revestimento devido ao teor de Si).

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

• Microestrutura: A microestrutura intrínseca (ferrita-perlita, martensita temperada, bainita ou ferrita refinada em HSLA) é definida pela química do aço e pelo processamento termo-mecânico do substrato. A operação de galvanização por imersão a quente em si produz uma camada intermetálica metalúrgica (fases Fe–Zn, frequentemente camadas zeta, delta, gama e eta) entre a camada externa de zinco e o substrato de aço.
• Rotas de processamento padrão:
• Aços substratos laminados a frio, recozidos e desengordurados normalmente desenvolvem uma microestrutura de ferrita–perlita ou ferrita totalmente recristalizada em graus comerciais.
• Substratos HSLA ou de maior resistência podem ser processados termo-mecanicamente para refinar o tamanho do grão e produzir matrizes de ferrita–perlita mais fortes ou fortalecimento por precipitação de microligas.
• Efeito da galvanização no tratamento térmico:
• A galvanização por imersão a quente é uma exposição térmica separada (tipicamente imersão curta e resfriamento ao ar) e não altera substancialmente as propriedades mecânicas em massa para substratos de baixa e média resistência comumente usados. No entanto, para graus temperados e endurecidos ou de alta resistência, a exposição ao calor pode alterar ligeiramente o tempero ou a tensão residual — parâmetros de processo e seleção de substrato devem ser verificados para desempenho pós-revestimento.
• Operações pós-revestimento (por exemplo, dobra) podem rachar a camada de zinco se o revestimento for quebradiço em certas condições intermetálicas; a escolha entre G90 e G60 pode influenciar as recomendações de conformação e decisões de recozimento pós-revestimento.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela: apresentação comparativa típica (nota: propriedades mecânicas determinadas pelo aço substrato, não pelo revestimento)

Propriedade	G90	G60	Comentário
Resistência à tração	Igual ao substrato	Igual ao substrato	A espessura do revestimento de zinco tem efeito negligenciável na resistência à tração em massa.
Resistência ao escoamento	Igual ao substrato	Igual ao substrato	Controlada pelo tratamento térmico e química do substrato.
Alongamento	Igual ao substrato	Igual ao substrato	O revestimento pode afetar ligeiramente a ductilidade da superfície durante a conformação.
Tenacidade ao impacto	Igual ao substrato	Igual ao substrato	A tenacidade do substrato governa; a camada de revestimento não altera significativamente a tenacidade intrínseca.
Dureza (superfície)	Camada de zinco mais dura/espessa	Superfície de zinco mais fina	A dureza em massa não é afetada; revestimentos mais espessos podem afetar a medição da dureza da superfície e o comportamento de desgaste.

Explicação: Como G90 e G60 se referem à massa de zinco, nenhum deles aumenta inerentemente a resistência ao escoamento ou à tração do aço. O zinco mais espesso de G90 pode afetar marginalmente a fissuração da superfície induzida pela conformação e a resistência à abrasão, mas as propriedades mecânicas centrais refletem o grau de aço subjacente e qualquer tratamento térmico aplicado a esse substrato.

5. Soldabilidade

A soldabilidade é governada principalmente pela composição do substrato, equivalente de carbono e a presença de revestimentos superficiais. Dois índices empíricos comumente usados para soldabilidade são apresentados para uso interpretativo:

$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

e

$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

• Interpretação:
• O revestimento de zinco (G60 ou G90) introduz uma consideração adicional: a galvanização deve ser removida das áreas de junção ou ajustada para a técnica de soldagem porque o zinco vaporiza durante a soldagem por fusão, gerando fumaças tóxicas, promovendo porosidade ou causando defeitos de solda se não for gerenciado adequadamente.
• O carbono do substrato e o controle de liga influenciam a endurecibilidade e a suscetibilidade à fissuração por hidrogênio; as fórmulas CE e Pcm indicam que maiores teores de C, Mn, Cr, Mo, V e outros elementos de liga aumentam a endurecibilidade e o risco de fissuração a frio.
• Praticamente: a soldabilidade de peças G90 e G60 é semelhante se a química do substrato for idêntica, mas revestimentos mais pesados (G90) exigem uma remoção local de revestimento mais cuidadosa, extração de gás e controle de fumaça para garantir a qualidade e segurança da solda.

6. Corrosão e Proteção Superficial

• Método de proteção primário: tanto G60 quanto G90 são revestimentos de zinco galvanizados por imersão a quente; o zinco fornece proteção sacrificial (proteção catódica) para bordas de aço expostas e arranhões.
• Resistência à corrosão comparativa:
• G90, com a maior massa nominal de zinco, proporciona um tempo maior até a perfuração em exposição atmosférica do que G60 sob as mesmas condições ambientais.
• Para sistemas pintados, revestimentos de zinco mais pesados (G90) podem estender a vida útil do primer/pintura ou ser usados onde proteção de barreira e sacrificial são ambas necessárias.
• Índices métricos/outros:
• Para aços inoxidáveis, índices de resistência à corrosão como PREN seriam relevantes, por exemplo: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ Isso não se aplica a G60/G90 porque são aços carbono/baixa liga revestidos de zinco, em vez de composições inoxidáveis.
• Nota sobre o ambiente de serviço: a seleção entre G60 e G90 deve ser baseada no ambiente esperado (rural, urbano, industrial, marinho). Revestimentos mais pesados melhoram a vida útil em ambientes agressivos, mas não substituem outras medidas de controle de corrosão (design para drenagem, tintas, sistemas catódicos).

7. Fabricação, Usinabilidade e Conformabilidade

• Conformação e dobra:
• Revestimentos de zinco mais espessos (G90) podem ser mais propensos a rachaduras ou descamação durante operações severas de conformação, potencialmente expondo o aço nu; ferramentas adequadas, raios de dobra e lubrificação ajudam a mitigar isso.
• G60 oferece maior consistência de acabamento pós-conformação para dobras apertadas; G90 pode exigir tratamento pós-revestimento ou pintura de retoque nas linhas de dobra.
• Corte e perfuração:
• O zinco mais espesso pode se acumular nas ferramentas de corte mais rapidamente e pode exigir manutenção de ferramenta mais frequente. Bordas cortadas com zinco pesado podem mostrar mais acúmulo de zinco.
• Usinabilidade:
• O revestimento de zinco em si geralmente reduz o desgaste, mas evaporará durante a soldagem. A usinabilidade do metal base depende da liga do substrato.
• Acabamento:
• Pintar sobre superfícies galvanizadas geralmente requer preparação da superfície (passivação/primer) para garantir a adesão; camadas de zinco mais espessas podem afetar o brilho da tinta e as características de adesão inicial.

8. Aplicações Típicas

Tabela: usos típicos por classe de revestimento

G90 – Usos Típicos	G60 – Usos Típicos
Fachadas de edifícios externas, componentes de telhados expostos, guardrails, mobiliário urbano, carcaças de HVAC de longa duração onde resistência à corrosão estendida é necessária	Condutos internos, membros estruturais internos, painéis internos automotivos, componentes internos de eletrodomésticos onde resistência à corrosão moderada é suficiente
Estruturas adjacentes ao mar com pintura adicional	Painéis produzidos em massa sensíveis ao custo com necessidades de corrosão leves
Peças que requerem intervalos de manutenção mais longos (pontes, postes de sinalização)	Peças que provavelmente serão pintadas ou usadas em locais protegidos

Racional de seleção: escolha a massa de revestimento com base na vida útil antecipada, intervalos de manutenção e classe de exposição. Para exposição pesada, G90 reduz a manutenção contra corrosão; para serviço pintado ou protegido, G60 frequentemente fornece proteção aceitável a um custo menor.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: produtos G90 geralmente têm preços mais altos do que G60 devido ao maior consumo de zinco e tempo de processamento. O prêmio varia com o preço de mercado do zinco e as eficiências do processo de revestimento.
• Disponibilidade:
• Tanto G60 quanto G90 são designações comerciais comuns e amplamente disponíveis em bobinas, chapas e produtos moldados de grandes fornecedores de aço.
• A disponibilidade por resistência e espessura do substrato pode variar; especificar tanto o grau do substrato quanto a classe de revestimento nos documentos de compra ajuda a garantir que os fornecedores possam cotar com precisão (por exemplo, “Laminado a frio, grau X, galvanizado por imersão a quente G90 conforme ASTM A653”).
• Logística: os prazos de entrega podem ser influenciados pela capacidade de fornecimento de bobinas galvanizadas e pela demanda do mercado; revestimentos mais pesados como G90 podem ter prazos de entrega ligeiramente mais longos em instalações restritas.

10. Resumo e Recomendação

Tabela resumindo os principais compromissos

Atributo	G90	G60
Soldabilidade (prática)	Alta (mas requer mais remoção de revestimento pré-solda/controle de fumaça)	Alta (menos remoção de revestimento necessária)
Resistência–Tenacidade (controlada pelo substrato)	Igual ao substrato	Igual ao substrato
Custo	Mais alto (mais zinco)	Mais baixo (menos zinco)

Conclusão e recomendações: - Escolha G90 se: - A peça será exposta a ambientes agressivos (costeiros, industriais, exposição a cloretos) ou quando uma vida útil sem manutenção mais longa for necessária. - A aplicação prioriza proteção contra corrosão sacrificial e intervalos de serviço prolongados em relação ao custo incremental do material. - Escolha G60 se: - O componente será usado em aplicações protegidas, internas ou pintadas onde proteção contra corrosão moderada é suficiente e custo ou conformabilidade é uma prioridade. - A conformação a jusante, dobras apertadas ou soldagem sem extensa remoção de revestimento é uma restrição crítica de fabricação.

Nota final: Como G90 e G60 são classes de revestimento, sempre especifique tanto o grau de aço substrato exigido (química, resistência, tratamento térmico) quanto a classe de revestimento nos documentos de aquisição. Confirme se a massa de revestimento é interpretada por lado ou área total da superfície para a norma referenciada (notação ASTM vs. EN métrica) para evitar incompatibilidades de pedido e alinhar o desempenho esperado contra corrosão com a vida útil de design do comprador.