HRB335 vs HRB400 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

HRB335 e HRB400 são dois graus amplamente utilizados de barras de aço de reforço deformadas laminadas a quente (rebars) comumente especificadas em trabalhos de concreto estrutural e em muitos contextos de fabricação. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de fabricação frequentemente ponderam as compensações entre reforços de menor custo e mais dúcteis versus materiais de maior resistência que permitem seções menores ou vãos mais longos. Os contextos típicos de decisão incluem equilibrar custo em relação ao peso estrutural, selecionar rebar para detalhamento sísmico onde a ductilidade é primordial e escolher um grau compatível com processos de soldagem, dobra ou fabricação.

A diferença definidora entre esses dois graus é seu nível de resistência ao escoamento: HRB400 é especificado com um rendimento nominal mais alto do que HRB335. Como a resistência ao escoamento influencia fortemente o dimensionamento da seção, o detalhe do reforço e o comportamento de conformação/soldagem, HRB335 e HRB400 são comumente comparados em discussões de design e compras.

1. Normas e Designações

• GB/T 1499.2 (China): define expressamente barras de aço laminadas a quente com nervuras; HRB335 e HRB400 são designações chinesas.
• ASTM A615 / ASTM A615M (Estados Unidos): especificação para barras de aço carbono deformadas e lisas para reforço de concreto (usa números de grau de forma diferente).
• EN 10080 / EN 1992 e anexos nacionais (prática europeia): normas gerais para reforço; as designações europeias usam números de grau B500 ou similares.
• JIS G3112 (Japão): especificação para barras de aço deformadas para concreto.
• Normas ISO e desvios nacionais também existem para tolerâncias de barras e testes.

Classificação: Tanto HRB335 quanto HRB400 são aços de reforço carbono-manganês (C–Mn), às vezes produzidos com adições de microligas (V, Nb, Ti) ou rotas de laminação controladas; não são aços inoxidáveis, de ferramentas ou de alta liga. Eles pertencem à família de aços estruturais de carbono baixo/médio usados para reforço, em vez de aplicações de alta temperatura ou desgaste.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Elemento	HRB335 (prática típica)	HRB400 (prática típica)
C (carbono)	Controlado como o principal influenciador de endurecimento/resistência; mantido relativamente baixo para ductilidade	Controlado; pode ser ligeiramente mais alto ou equilibrado por outros métodos de liga/endurecimento para alcançar maior rendimento
Mn (manganês)	Elemento principal de resistência e desoxidação; presente em níveis controlados	Presente em níveis controlados ou ligeiramente elevados para aumentar a resistência e a capacidade de endurecimento
Si (silício)	Desoxidante menor; geralmente baixo	Desoxidante menor; semelhante ao HRB335
P (fósforo)	Impureza limitada; mantido baixo para tenacidade	Impureza limitada; mantido baixo para tenacidade
S (enxofre)	Impureza limitada; mantido baixo para melhorar a ductilidade e a soldabilidade	Impureza limitada; mantido baixo
Cr, Ni, Mo	Normalmente não adicionados intencionalmente em quantidades significativas para rebar padrão	Normalmente não adicionados intencionalmente para rebar padrão (podem aparecer em quantidades traço)
V, Nb, Ti	Podem estar presentes em rebars microligadas para refino de grão e resistência	Mais comumente usados em HRB400 tratados termomecanicamente ou microligados para aumentar o rendimento sem muito aumento de carbono
B	Não geralmente usado em rebars	Não geralmente usado
N (nitrogênio)	Controlado como impureza/intersticial	Controlado como impureza/intersticial

Notas: - As usinas de rebar alcançam maior rendimento nominal em HRB400, seja por aumentos modestos em liga/endurecimento ou, mais comumente, por laminação controlada termomecanicamente e resfriamento acelerado, além de microligação (Nb, V, Ti) para refinar o tamanho do grão e aumentar o rendimento, mantendo o carbono baixo para preservar a soldabilidade. - Limites químicos exatos são definidos nas normas relevantes e pelos fabricantes; a composição varia de acordo com a prática da usina e se o produto é “ordinário” HRB ou microligado/processado termomecanicamente.

Como a estratégia de liga afeta o comportamento: - O carbono e o manganês controlam principalmente a resistência base e a capacidade de endurecimento. - A microligação com Nb, V, Ti promove o endurecimento por precipitação e o refino de grão, permitindo maior rendimento sem aumentar significativamente o carbono. - Níveis baixos de liga são intencionalmente mantidos para preservar a ductilidade e a soldabilidade típicas dos aços de reforço.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestruturas típicas laminadas a quente para rebars são ferrita mais perlita (ferrita–perlita). Diferenças surgem do processamento:

• HRB335 (laminação a quente convencional): geralmente apresenta uma microestrutura de ferrita–perlita relativamente grossa com boa ductilidade. Se fabricado por laminação a quente básica com resfriamento ao ar, a microestrutura permanece em grande parte ferrítica com ilhas perlíticas.
• HRB400 (maior resistência): frequentemente produzido por laminação controlada e resfriamento controlado (processamento termomecânico). Isso resulta em um tamanho de grão de ferrita mais fino, perlita mais uniformemente dispersa e, em alguns processos, uma microestrutura parcialmente bainítica onde o resfriamento acelerado é utilizado. Precipitados de microliga (NbC, V(C,N), TiC) refinam ainda mais os grãos e aumentam o rendimento.

Resposta ao tratamento térmico: - Normalização ou têmpera e revenimento não são típicos para rebars de grau padrão devido ao custo e à impraticabilidade para seções longas; no entanto, o calor localizado (soldagem) pode afetar a microestrutura na zona afetada pelo calor (HAZ). - O processamento controlado termomecanicamente (TMCP) pode produzir propriedades equivalentes a HRB400 sem tratamento térmico pós-laminação, manipulando a temperatura de laminação e a taxa de resfriamento. - Têmpera e revenimento são um caminho para graus de maior resistência, mas são mais comuns para aços de barras usados em componentes de engenharia do que para reforços padrão.

4. Propriedades Mecânicas

Propriedade	HRB335	HRB400
Resistência ao Escoamento (nominal)	335 MPa (base da designação)	400 MPa (base da designação)
Resistência à Tração	Resistência à tração moderada típica adequada para reforço de concreto	Maior resistência à tração do que HRB335; adequado para design de seção reduzida
Elongação (ductilidade)	Geralmente maior elongação / maior ductilidade	Tipicamente menor elongação do que HRB335, mas ainda exigida para atender aos limites de ductilidade nos códigos
Tenacidade ao Impacto	Boa tenacidade em temperaturas ambiente quando fabricado de acordo com a prática padrão	Pode igualar a tenacidade se produzido com laminação controlada; pode ser mais sensível ao processamento
Dureza	Menor que HRB400 na prática de usina comparável	Maior dureza correspondente a maior rendimento; pode ser mais suscetível a fraturas frágeis se não processado adequadamente

Explicação: - O nível de rendimento é o principal parâmetro mecânico distintivo. HRB400 fornece um platô de rendimento mais alto, permitindo áreas de reforço menores para a mesma resistência de design. - Os requisitos de ductilidade e elongação são especificados nas normas; exceder a ductilidade mínima é crítico para detalhamento sísmico. Como HRB335 geralmente atinge a ductilidade exigida mais facilmente, pode ser preferido onde a capacidade de deformação plástica é priorizada. - A tenacidade ao impacto depende mais da rota de produção do que do nome do grau; o moderno HRB400 produzido por TMCP com microligação pode alcançar tenacidade aceitável.

5. Soldabilidade

A soldabilidade do reforço é governada pelo equivalente de carbono e pela capacidade de endurecimento; menor carbono e menor capacidade de endurecimento melhoram a soldabilidade.

Exemplos de índices úteis: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

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

Interpretação: - HRB335, com sua geralmente menor capacidade de endurecimento e equivalente de carbono mais baixo ou comparável, é tipicamente mais fácil de soldar usando procedimentos convencionais de SMAW, GMAW ou FCAW com pré-aquecimento padrão e práticas de baixo hidrogênio. - HRB400, especialmente se microligado ou processado termicamente, pode ter maior capacidade de endurecimento; cuidado com o pré-aquecimento, temperatura entre passes e tratamento térmico pós-soldagem (se exigido pelo projeto) pode ser necessário para evitar trincas na HAZ. No entanto, muitos produtos HRB400 são formulados para serem prontamente soldáveis para emendas em campo e fabricação. - Para conexões soldadas críticas, realize a qualificação da junta e os procedimentos de pré/pós-soldagem de acordo com os códigos de soldagem; use cálculos de CE ou Pcm para estimar a suscetibilidade a trincas a frio.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• HRB335 e HRB400 são aços carbono não inoxidáveis; eles dependem da cobertura de concreto para proteção contra corrosão em concreto armado e de revestimentos quando expostos.
• Proteções comuns: galvanização a quente (revestimento de zinco), revestimentos epóxi, tratamentos mecânicos de superfície e design adequado de cobertura de concreto combinado com inibidores de corrosão.
• PREN (Número Equivalente de Resistência à Fissuração) se aplica a ligas inoxidáveis para comparar resistência à corrosão localizada: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Este índice não é aplicável a rebars de carbono simples como HRB335/HRB400.
• Orientação de seleção: para ambientes agressivos (exposição a cloretos, marinhos), especifique rebars revestidos de epóxi ou galvanizados, ou considere graus inoxidáveis quando a longevidade supera o custo do material.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Corte: Ambos os graus são tipicamente cortados por serras abrasivas, corte a fogo ou cisalhamento mecânico. A maior resistência do HRB400 pode aumentar ligeiramente as forças de corte e o desgaste da ferramenta.
• Conformação e dobra: Maior rendimento requer maior força de dobra. Raios de dobra e procedimentos de dobra a frio são especificados nos códigos; HRB400 geralmente exigirá equipamentos de dobra maiores e pode ter limites mais apertados em re-dobras do que HRB335.
• Maquinabilidade: Barras de reforço não são otimizadas para usinagem; ambos os graus têm maquinabilidade semelhante e ruim em relação a aços de corte livre de baixo carbono. Use ferramentas e velocidades apropriadas.
• Acabamento: Rosqueamento ou acopladores mecânicos são amplamente utilizados. HRB400 pode ser usado com acopladores projetados para níveis de carga mais altos; assegure a compatibilidade com o tratamento térmico dos acopladores e do material da barra.

8. Aplicações Típicas

HRB335 (Usos Típicos)	HRB400 (Usos Típicos)
Concreto armado geral em edifícios e infraestrutura onde ductilidade e economia são prioridades	Estruturas que requerem maior capacidade de carga por barra, vãos mais longos ou área de reforço reduzida
Detalhamento sísmico onde alta ductilidade e maior capacidade de rotação plástica são críticas (sujeito a limites de código)	Pontes, fundações pesadas e elementos onde maior rendimento permite seções mais finas ou menos barras
Fabricação não crítica e concreto em massa onde a sensibilidade ao custo é uma prioridade	Zonas de ancoragem pré-esforçadas, membros com carga pesada e retrofits onde se deseja aumentar a resistência sem aumentar a seção transversal
Trabalho de reparo usando tamanhos de barra padrão e acopladores convencionais	Situações que permitem controle de qualidade mais preciso e onde reforços de maior resistência são especificados

Racional de seleção: - Escolha HRB335 quando ductilidade, facilidade de manuseio e custo forem priorizados—especialmente em regiões sísmicas onde a capacidade de deformação plástica é importante. - Escolha HRB400 quando o design exigir maior rendimento para reduzir quantidades de reforço, alcançar perfis mais finos ou atender a demandas específicas de carga estrutural.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: HRB335 é geralmente menos caro por tonelada do que HRB400 devido a menores requisitos de processamento e menor intensidade de liga/processamento. HRB400 pode ter um preço premium dependendo da rota de produção (TMCP, microligação) e da oferta de mercado.
• Disponibilidade: Ambos os graus são amplamente produzidos e disponíveis em formas de produtos padrão (bobinas, comprimentos retos, cortados a comprimento) de grandes usinas. A disponibilidade por diâmetro e forma pode variar por região; a compra deve confirmar relatórios de teste da usina e prazos de entrega.
• Formas de produto: barras lisas, barras deformadas, malhas soldadas, bobinas—especifique grau e rota de produção nos documentos de compra para evitar interpretações errôneas.

10. Resumo e Recomendação

Critério	HRB335	HRB400
Soldabilidade	Muito boa (CE mais baixo)	Boa a moderada; pode exigir controles dependendo do processamento
Equilíbrio Resistência–Tenacidade	Boa ductilidade; menor rendimento	Maior rendimento; pode ter menor ductilidade a menos que TMCP/microligado cuidadosamente
Custo	Mais baixo	Mais alto (premium por maior rendimento/processo)

Escolha HRB335 se: - Você requer maior ductilidade e capacidade de deformação plástica para detalhamento sísmico ou elementos dissipadores de energia. - A sensibilidade ao custo do projeto e a facilidade de fabricação/soldagem são priorizadas. - Layouts de reforço padrão e áreas de barra maiores são aceitáveis para atender à capacidade.

Escolha HRB400 se: - Você precisa de maior resistência ao escoamento para reduzir a área de reforço, afinar seções ou atender a demandas de carga aumentadas sem alterar a geometria do membro. - A rota de produção (TMCP ou microligação) garante tenacidade e soldabilidade adequadas para a aplicação pretendida. - As restrições do projeto favorecem a substituição de material para economizar espaço, peso ou atender a metas específicas de desempenho estrutural.

Nota final: As designações numéricas (335 e 400) indicam níveis de rendimento nominal, mas o desempenho em serviço depende da prática da usina, histórico de processamento e controle de qualidade. Sempre especifique norma do material, propriedades mecânicas requeridas, condição de entrega e testes/rastreabilidade ao adquirir rebars; solicite certificados de teste da usina e, para aplicações críticas, qualificação de juntas para soldagem e dobra.