Galvalume vs Galvanizado – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Galvalume e aços galvanizados são dois dos produtos de aço-carbono revestidos mais comuns usados na construção, fabricação de eletrodomésticos e fabricação geral. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de fabricação pesam rotineiramente a proteção contra corrosão, custo, conformabilidade e desempenho de união ao escolher entre eles. Os contextos típicos de decisão incluem: selecionar um painel de telhado para um edifício costeiro (resistência à corrosão vs proteção de borda), especificar chapa estrutural para linhas de fabricação (soldabilidade e pintabilidade) e escolher material para revestimento de longa duração (custo inicial vs manutenção ao longo da vida).

A principal distinção entre os dois reside no sistema de revestimento aplicado ao aço-carbono base. Um utiliza um revestimento apenas de zinco que fornece proteção sacrificial (galvânica), enquanto o outro utiliza um revestimento de liga de alumínio-zinco que enfatiza a proteção de barreira suplementada por ação galvânica. Como ambos os produtos são versões revestidas de substratos de aço-carbono semelhantes, as comparações enfatizam a química e o desempenho do revestimento, em vez de uma mudança na metalurgia do aço do substrato.

1. Normas e Designações

Normas internacionais representativas e famílias de especificações que regem produtos de aço plano revestido incluem:

• ASTM/ASME
• ASTM A653 — Revestimentos galvanizados por imersão a quente e galvanizados-aluminizados (Z) e galvannealed em chapa laminada a frio (variantes Z, AZ, GA).
• ASTM A792 — Chapa de aço, revestida com liga de Alumínio-Zinco 55% (comumente referenciada para Galvalume/AZ55).
• EN (Europeia)
• EN 10346 — Produtos de aço plano revestidos por imersão a quente de forma contínua (cobre revestimentos Zn e Al–Zn e suas classificações).
• JIS (Japonesa)
• JIS G3302 — Chapa e fita de aço galvanizado por imersão a quente (revestimentos de zinco).
• JIS G3321 — Aços revestidos com liga de alumínio-zinco (revestimentos Al–Zn).
• GB / normas nacionais chinesas
• Especificações da série GB/T para aços revestidos por imersão a quente (cobre produtos revestidos tanto de Zn quanto de Al–Zn).

Classificação: Tanto os produtos Galvalume quanto os galvanizados são aços-carbono revestidos (não inoxidáveis, ferramentas ou HSLA no sentido da designação de liga). Os substratos base são geralmente aços laminados a frio ou a quente de baixo carbono; produtos revestidos de maior resistência podem ser produzidos usando substratos HSLA ou microaleados, mas permanecem produtos de aço-carbono revestidos.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Aços revestidos são especificados pela química do substrato e pela composição do revestimento. A química do revestimento é a diferença definidora:

• Galvanizado: o revestimento é essencialmente zinco metálico (Zn) ou zinco com pequenas adições/variações (por exemplo, galvannealed é liga Zn–Fe na superfície).
• Galvalume (típico AZ55): nominalmente 55% Al / 43,4% Zn / 1,6% Si em peso na liga de revestimento (a família “AZ”; liga rica em Al forma uma barreira estável de Al2O3).

Tabela — Intervalos típicos de química do substrato (wt%) para aços-carbono revestidos comerciais (nota: a composição exata depende do grau e da prática do moinho):

Elemento	Intervalo típico (wt%)	Comentário
C	0,02 – 0,12	Baixo carbono para preservar conformabilidade e soldabilidade
Mn	0,10 – 1,50	Controle de resistência e endurecibilidade
Si	≤ 0,30 (frequentemente <0,10)	Desoxidação; maior Si pode afetar a adesão do revestimento
P	≤ 0,04	Impureza; mantido baixo para ductilidade e conformação
S	≤ 0,05	Controlado para usinabilidade; sulfetos afetam a qualidade da superfície
Cr	traço – 0,30	Ligação menor em alguns graus
Ni, Mo, V, Nb, Ti, B, N	traço – pequenas adições	Usado em aços HSLA ou microaleados; frequentemente não presente em substratos comerciais padrão

Como a estratégia de liga afeta o desempenho: - Carbono e manganês definem principalmente a resistência base e a endurecibilidade; maior C e Mn aumentam a resistência, mas reduzem a soldabilidade e a conformabilidade. - Silício e fósforo influenciam a química da superfície e a adesão do revestimento; Si muito alto pode produzir aço “silicon-killed” que altera a molhabilidade do revestimento. - Microaleação (Nb, V, Ti) aumenta a resistência por meio de precipitação e controle do tamanho do grão, mas pode complicar a conformação e a soldagem se usada sem controles de processo.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura: - Produtos revestidos típicos usam substratos de ferrita–pearlita ou ferrita–bainita de baixo carbono, dependendo do nível de resistência e processamento. Substratos laminados a frio destinados a boa conformabilidade são geralmente totalmente ferríticos com ferrita poligonal e perlita muito fina, ou totalmente ferríticos em algumas classes de baixa resistência. - Para produtos revestidos de maior resistência, a microaleação e a laminação controlada podem produzir ferrita refinada com carbonetos/nitratos dispersos (características HSLA).

Efeitos do tratamento térmico e processamento: - A aplicação do revestimento é geralmente por revestimento contínuo por imersão a quente (tanto para Zn quanto para Al–Zn), onde a fita passa por um banho fundido e depois é resfriada a ar ou forçada. A química do banho e o controle de resfriamento controlam o crescimento da camada intermetálica. - O recozimento e o têmpera antes do revestimento definem a microestrutura do substrato e as propriedades mecânicas; a exposição térmica pós-revestimento (por exemplo, galvanneal) pode produzir camadas de difusão localizadas (intermetálicos Zn–Fe). - A normalização é incomum para chapa revestida de espessura fina; têmpera e revenimento ou tratamentos térmicos pesados são típicos apenas quando o grau do substrato exige maior resistência, caso em que considerações de revestimento (estabilidade térmica do revestimento, difusão) devem ser gerenciadas. - Para Galvalume, o conteúdo de Al forma uma camada intermetálica/proteção mista de Al–Fe na interface aço/revestimento; para revestimentos galvanizados, camadas intermetálicas Fe–Zn (por exemplo, fases Gamma, Delta) se formam e influenciam a adesão e a fragilidade.

4. Propriedades Mecânicas

Como os produtos Galvalume e galvanizados compartilham substratos semelhantes, as propriedades mecânicas são definidas principalmente pelo aço base e pelo processamento. Os revestimentos contribuem minimamente para a resistência à tração/limite de escoamento, mas influenciam a iniciação de fraturas relacionadas à superfície (por exemplo, fissuras no revestimento durante a conformação).

Tabela — Intervalos típicos de propriedades mecânicas para aços-carbono revestidos laminados a frio comerciais (indicativos; depende do grau do substrato e do tratamento térmico):

Propriedade	Intervalo típico	Notas
Resistência à tração (Rm)	270 – 450 MPa	Valores mais altos possíveis para substratos HSLA
Limite de escoamento (Rp0.2 ou ReH)	140 – 350 MPa	Dependente do grau (comercial vs alta resistência)
Alongamento (A%)	15 – 40%	Tipo de revestimento tem efeito direto mínimo
Dureza de impacto	moderada a boa (dependente da temperatura)	Determinada pela microestrutura do substrato
Dureza	baixa a moderada (HV em relação ao substrato)	A dureza do revestimento varia; o revestimento Galvalume pode ser mais duro que o Zn puro

Interpretação: - Nenhum revestimento altera substancialmente a resistência do núcleo; escolha o grau do substrato para atender aos requisitos estruturais. - A escolha do revestimento afeta a tenacidade da superfície e a suscetibilidade a fissuras no revestimento durante a dobra — os revestimentos Galvalume são tipicamente mais duros e podem mostrar mais fissuras visíveis em dobras agudas do que os revestimentos de Zn dúctil.

5. Soldabilidade

Considerações de soldabilidade são dominadas pela química do substrato e pelo comportamento do revestimento sob calor:

• Remoção do revestimento na zona de solda: ambos os revestimentos queimam ou são deslocados na zona de fusão e podem produzir fumaça; pré-limpeza e extração de fumaça apropriada são necessárias.
• O nível de carbono do substrato e a liga determinam a endurecibilidade e a suscetibilidade a trincas a frio. Use métricas de equivalente de carbono aceitas para avaliar os requisitos de pré-aquecimento/entrada de calor.

Índices de soldabilidade úteis (exemplos): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

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

Interpretação qualitativa: - Substratos de baixo carbono e baixa liga usados para chapa revestida geralmente resultam em baixos valores de $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$, indicando boa soldabilidade geral com processos padrão (GMAW, SMAW, soldagem por resistência). - O revestimento Al–Zn do Galvalume pode criar óxidos de alumínio refratários e aumentar a respingos/fumaça; os parâmetros de soldagem e limpeza diferem ligeiramente dos produtos galvanizados (Zn). - Os revestimentos galvanizados fornecem mais proteção contra corrosão sacrificial nas bordas cortadas, mas podem aumentar o risco de porosidade se o Zn vaporizar durante processos de alta temperatura; procedimentos de soldagem apropriados e ventilação são necessários.

6. Corrosão e Proteção da Superfície

Mecanismos de proteção: - Galvanizado (revestimento de Zn): a proteção primária é galvânica (sacrificial) — o zinco corroe preferencialmente e fornece proteção catódica ao aço exposto em arranhões e bordas cortadas. Com o tempo, os produtos de corrosão do zinco aderem e fornecem alguma barreira. - Galvalume (revestimento de liga Al–Zn): a proteção primária é uma barreira densa de óxido de Al formada na superfície, que resiste à corrosão; o componente Zn oferece proteção galvânica secundária onde o revestimento é rompido.

Quando as propriedades inoxidáveis são relevantes, o PREN é usado para estimar a resistência à corrosão por picotamento: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3,3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Nota: PREN não é aplicável a aços-carbono revestidos não inoxidáveis; é incluído como um indicador de referência inoxidável.

Implicações práticas: - Exposição atmosférica: Galvalume geralmente exibe resistência superior à corrosão atmosférica geral e longevidade para telhados e revestimentos de parede em muitos ambientes. - Danos mecânicos e de borda: revestimentos galvanizados geralmente oferecem melhor proteção sacrificial nas bordas cortadas e arranhões profundos porque o zinco é mais anódico. - Ambientes marinhos e altamente corrosivos: nenhum revestimento é equivalente ao aço inoxidável; Galvalume frequentemente supera o Zn em algumas atmosferas marinhas, mas efeitos galvânicos localizados e danos mecânicos devem ser considerados. A seleção de material deve ser baseada em testes de corrosão específicos ou histórico de serviço.

7. Fabricação, Usinabilidade e Conformabilidade

• Corte e cisalhamento: ambos apresentam desempenho semelhante; o revestimento mais duro do Galvalume pode produzir desgaste ligeiramente aumentado das ferramentas e formação de rebarbas diferentes.
• Conformação e dobra: revestimentos galvanizados (Zn puro) são tipicamente mais dúcteis e resistem melhor a fissuras visíveis em dobras agudas do que revestimentos Al–Zn. Dobra de raio apertado pode exigir lubrificação e design cuidadoso do molde para Galvalume para evitar fratura do revestimento.
• Perfuração e estampagem: Galvalume pode produzir descamação de revestimento mais pronunciada se as ferramentas não forem otimizadas; galvanneal (liga de zinco e ferro) pode fornecer melhor adesão de tinta para acabamentos subsequentes.
• Pintura e acabamento: a adesão da tinta depende do pré-tratamento da superfície. Superfícies de zinco galvanneal e pré-tratadas geralmente fornecem melhor ligação da tinta; Galvalume geralmente pinta bem se devidamente pré-tratado e pode exigir química de pré-tratamento diferente.

8. Aplicações Típicas

Galvalume (revestido de Al–Zn)	Galvanizado (revestido de Zn)
Painéis de telhado e revestimento onde a longa vida e a proteção de barreira são valorizadas	Membros estruturais, estruturas, fixadores, calhas onde a proteção sacrificial de borda é importante
Serviço em alta temperatura (propriedades refletivas de calor da camada de Al)	Fencing, purlins, studs e seções formadas a frio
Carcaças de eletrodomésticos e dutos de HVAC onde resistência à corrosão e aparência são importantes	Painéis internos automotivos, componentes de chassi (frequentemente galvannealed para pintabilidade)
Edifícios industriais, armazéns e estruturas agrícolas	Chapa de metal de uso geral, tubos e tubulações que são econômicos e amplamente disponíveis

Racional de seleção: - Escolha Galvalume onde a resistência à corrosão atmosférica a longo prazo e a refletividade térmica são importantes e onde as bordas podem ser detalhadas para evitar exposição rápida a elementos corrosivos. - Escolha Galvanizado onde o custo e a proteção sacrificial em bordas cortadas, fixadores ou áreas sujeitas a danos mecânicos são considerações dominantes.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: produtos galvanizados (Z) são geralmente menos caros por unidade de área do que Galvalume (AZ55) devido ao custo do alumínio no revestimento. Os preços reais flutuam com os mercados de commodities de Zn e Al.
• Disponibilidade: Ambos os revestimentos estão amplamente disponíveis em bobinas, chapas, painéis e produtos pré-pintados em todo o mundo. O galvanizado é historicamente o mais comum e pode ser mais prontamente estocado em algumas formas de commodities; Galvalume está comumente disponível para mercados de telhados e revestimentos.
• Formas de produto: bobinas, chapas, painéis revestidos em bobinas pré-pintadas, bobinas de telhado e perfis formados. Os prazos de entrega são tipicamente curtos para espessuras e larguras padrão, mais longos para ligas especiais ou acabamentos pré-pintados.

10. Resumo e Recomendação

Tabela — Resumo comparativo (qualitativo)

Métrica	Galvalume (Al–Zn)	Galvanizado (Zn)
Soldabilidade	Boa (exige atenção a fumaças relacionadas ao Al)	Boa (gerenciamento de vapor/fumaça de Zn necessário)
Resistência–Tenacidade (controlada pelo substrato)	Semelhante (escolha do substrato governa)	Semelhante (escolha do substrato governa)
Resistência à Corrosão (atmosférica geral)	Maior (barreira + galvânica)	Boa (forte proteção sacrificial)
Proteção de borda/corte	Moderada (menos sacrificial nas bordas)	Melhor (proteção sacrificial nas bordas expostas)
Conformabilidade / dobrabilidade	Moderada (revestimento mais duro; atenção a raios apertados)	Melhor (revestimento mais dúctil)
Custo	Maior (Al no revestimento)	Menor (geralmente econômico)

Escolha Galvalume se: - A resistência à corrosão atmosférica a longo prazo e a estética para telhados, revestimentos ou carcaças de eletrodomésticos forem prioridade. - A refletividade térmica ou proteção de barreira superior for desejada e o detalhamento minimizar a exposição prolongada das bordas cortadas. - Você aceitar um custo de material modestamente mais alto por uma vida útil prolongada.

Escolha Galvanizado se: - A sensibilidade ao custo, proteção sacrificial nas bordas cortadas ou manuseio mecânico pesado dominarem os critérios de seleção. - As aplicações incluírem estruturas de suporte, fixadores ou chapa de uso geral onde a conformabilidade e a proteção de borda são importantes. - A ubiquidade da cadeia de suprimentos e o baixo custo de capital forem fatores significativos.

Nota final: Como o desempenho mecânico é dominado pelo substrato, sempre especifique o grau de aço base correto e o tratamento térmico para requisitos estruturais, e especifique o peso/espessura do revestimento e tratamentos pós-revestimento (pintura, passivação, galvanização) para atender às necessidades de corrosão e fabricação. Quando em dúvida, solicite testes de corrosão comparativos para a classe de exposição pretendida e confirme a compatibilidade de soldagem/processo com seu fabricante.