MS1200 vs MS1500 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente enfrentam um compromisso entre a resistência do material e a fabricabilidade ao especificar aços de alta resistência. As classes MS1200 e MS1500 são frequentemente comparadas em aplicações onde a capacidade de suportar carga, resistência ao desgaste e otimização de tamanho/peso são importantes — por exemplo, em fixadores de alta resistência, eixos, ferramentas e componentes de segurança. Os contextos típicos de decisão incluem equilibrar soldabilidade e tenacidade em relação à obtenção da menor seção transversal para uma carga dada, ou escolher entre menor custo de compra e maior vida útil em serviço.

O contraste técnico dominante entre essas duas classes é sua resistência mecânica alvo e a correspondente microestrutura martensítica e endurecibilidade necessárias para alcançá-la. O MS1500 é projetado para maior resistência final e maior endurecibilidade do que o MS1200, o que afeta a química, o tratamento térmico, a tenacidade e o comportamento de fabricação. Este artigo compara as duas classes em relação a normas, química, microestrutura e resposta ao tratamento térmico, propriedades mecânicas, soldabilidade, proteção contra corrosão, comportamento de fabricação, aplicações, custo e um quadro de recomendação final.

1. Normas e Designações

MS1200 e MS1500 são nomes de classe funcionais/descritivos usados para denotar aços martensíticos ou temperados de alta resistência cujas resistências à tração são aproximadamente 1200 MPa e 1500 MPa, respectivamente. Eles não são designações padrão universais como os números ASTM AISI; o material fornecido sob esses nomes é frequentemente proprietário ou mapeado para normas nacionais. Normas comuns e sistemas de classificação que compradores e engenheiros devem consultar ao especificar equivalentes incluem:

• Família ASTM/ASME (por exemplo, ligas temperadas dentro da ASTM A564/A572/A514 dependendo da composição e tratamento)
• EN (por exemplo, família EN 10083 para aços de liga temperados, EN 10269 para aços de alta resistência)
• JIS (vários aços temperados de alta resistência)
• GB (normas nacionais chinesas para aços temperados e aços estruturais de alta resistência)

Classificação: tanto o MS1200 quanto o MS1500 são aços martensíticos/temperados de alta resistência (um subconjunto de aços de liga / HSLA dependendo do microaleamento). Eles não são graus inoxidáveis, a menos que sejam explicitamente ligados com alto Cr/Ni e designados como inoxidáveis.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Abaixo está uma comparação prática e indicativa das faixas de composição típicas e da estratégia. Essas faixas são ilustrativas; sempre verifique os certificados de fábrica e a especificação da loja para valores exatos.

Estratégia de liga e efeitos: - Carbono: principal contribuinte para a endurecibilidade e resistência; maior teor de carbono no MS1500 aumenta a resistência à tração alcançável, mas reduz a soldabilidade e a ductilidade. - Mn, Cr, Mo, Ni: aumentam a endurecibilidade e a resistência ao revenido; promovem uma endurecibilidade mais profunda em seções mais espessas. O MS1500 geralmente tem maior liga para permitir uma matriz martensítica de alta resistência através de seções mais espessas. - Microaleamento (V, Nb, Ti, B): permite o refino de grãos, endurecimento por precipitação e tenacidade controlada; usado para equilibrar resistência e tenacidade enquanto minimiza o carbono. - Enxofre e fósforo são controlados para manter a tenacidade e a vida em fadiga.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestruturas típicas: - Ambas as classes são projetadas para produzir uma matriz martensítica após o resfriamento; martensita temperada com distribuições controladas de carbonetos/precipitados é o alvo para um equilíbrio de resistência e tenacidade. - O MS1200 comumente alcança seu conjunto de propriedades com um pacote de liga de menor endurecibilidade e ciclos convencionais de resfriamento e revenido. O resultado é martensita temperada fina com carbonetos de transição dispersos ou nano-precipitados quando microaleada. - O MS1500 requer maior endurecibilidade para produzir martensita através de seções transversais maiores; portanto, tende a ter uma fração maior de martensita não temperada antes do revenido e (se resfriado em excesso) pode ser mais suscetível a austenita retida ou martensita quebradiça se o revenido for insuficiente.

Resposta ao tratamento térmico: - Normalização: eficaz para refinar o tamanho do grão de austenita anterior em ambas as classes; usado como um passo preparatório, mas não suficiente sozinho para alcançar as resistências alvo. - Resfriamento & revenido (Q&T): rota padrão para ambos. O MS1500 comumente usa maior severidade de resfriamento e revenido mais longo/controlado para alcançar a tenacidade desejada em alta resistência. A seleção da temperatura de revenido é crítica: temperaturas mais altas de revenido reduzem a resistência, mas melhoram a tenacidade e a ductilidade. - Processamento controlado termo-mecanicamente (TMCP): usado principalmente na produção de chapas/fitas para alcançar microestruturas de grão fino e tenacidade melhorada sem excesso de carbono ou liga; mais comum para equivalentes MS1200 onde o equilíbrio é enfatizado.

4. Propriedades Mecânicas

Faixas típicas de propriedades em serviço (indicativas; verificar com certificados de fábrica/teste):