NM400 vs HARDOX400 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de produção enfrentam regularmente a escolha entre aços resistentes ao desgaste disponíveis comercialmente ao projetar componentes sujeitos a abrasão, impacto e carregamento cíclico. O dilema da seleção muitas vezes gira em torno de trade-offs, como desempenho mecânico garantido versus preço e disponibilidade local, ou soldabilidade e facilidade de fabricação versus vida útil de desgaste a longo prazo.

NM400 e HARDOX400 aparecem lado a lado em muitas cotações de fornecedores porque visam o mesmo envelope de serviço: chapa resistente ao desgaste com uma classe de dureza nominal "400". A distinção prática central reside na proveniência e no modelo de fornecimento: HARDOX400 é um produto proprietário, rigidamente especificado de um fornecedor global com controle de processo definido e garantias mecânicas documentadas; NM400 é uma classe de aço resistente ao desgaste amplamente produzida (não proprietária) fornecida por vários moinhos com maior variabilidade em química e processamento. Essa distinção gera diferenças nas propriedades garantidas, procedimentos de fabricação recomendados e preços.

1. Normas e Designações

• HARDOX400: Chapa de desgaste proprietária da SSAB (comumente referenciada pelo nome do produtor e pela classe de dureza nominal). Classificada como uma chapa resistente ao desgaste tratada por têmpera (tipo HSLA, alta dureza).
• NM400: Classe genérica resistente ao desgaste (NM = designação de "desgaste" em algumas normas nacionais). Geralmente fornecida sob normas/especificações nacionais de moinhos regionais; frequentemente considerada uma chapa de desgaste de alta resistência (tipo HSLA).
• Outras normas relevantes onde materiais equivalentes ou similares aparecem: EN (Europeia), JIS (Japonesa), ASTM/ASME (EUA), GB (norma nacional chinesa) — note que a equivalência direta um a um não é automática devido a diferenças nas propriedades mecânicas garantidas, testes e práticas de tratamento térmico.
• Tipo de material: Ambos são aços resistentes ao desgaste não inoxidáveis, de baixa liga, tratados por têmpera (semelhantes a HSLA em aplicação).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Tabela: presença qualitativa de elementos de liga comuns

Elemento	HARDOX400 (estratégia típica)	NM400 (estratégia típica)
C	Baixo–moderado (controlado para tenacidade e soldabilidade)
Mn	Baixo–moderado (para endurecimento e resistência à tração)
Si	Baixo (desoxidação; influencia a resistência)
P	Traço/controlado (mantido baixo para tenacidade)
S	Traço/controlado (mantido baixo para usinabilidade/tenacidade)
Cr	Baixo (pode estar presente em pequenas quantidades para ajudar no endurecimento/desgaste)
Ni	Baixo/traço (ocasionalmente usado para aumentar a tenacidade)
Mo	Traço/baixo (para aumentar o endurecimento e a resistência ao revenido)
V	Traço (microligação para refinar o grão)
Nb	Traço (microligação para estabilizar o tamanho do grão de austenita)
Ti	Traço (desoxidação, controle de grão)
B	Muito baixo/traço (se usado, melhora o endurecimento em níveis de ppm)
N	Traço (controlado; influencia inclusões, tenacidade)

Notas: - A química exata varia de acordo com o fabricante e a especificação. Produtos proprietários geralmente mantêm limites mais rigorosos e consistência de moinho para moinho. - Filosofia de liga: ambas as classes usam baixo carbono com microligação e pequenas adições de Cr/Mo/Ni para alcançar uma matriz martensítica ou martensítica temperada após o processamento de têmpera e revenido, mantendo a soldabilidade e a tenacidade aceitáveis. As composições de NM400 são geralmente semelhantes em tipo, mas podem ter faixas mais amplas dependendo do fornecedor.

Como a liga afeta as propriedades: - O carbono e o Mn aumentam o endurecimento e a resistência, mas aumentam a suscetibilidade a trincas a frio e reduzem a soldabilidade se não forem controlados. - Elementos de microligação (V, Nb, Ti) refinam o tamanho do grão e melhoram a tenacidade sem grandes aumentos no equivalente de carbono. - Cr, Mo e Ni em baixos níveis aumentam o endurecimento e a resistência ao revenido, melhorando a vida útil ao desgaste em tensões elevadas.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

• Microestrutura típica: Ambas as classes são fabricadas para produzir uma microestrutura predominantemente martensítica ou martensítica temperada no corpo da chapa. A microestrutura é alcançada por meio de resfriamento controlado a partir da temperatura de austenitização e subsequente revenido para equilibrar dureza e tenacidade.
• HARDOX400: Produzido usando ciclos de têmpera e revenido rigorosamente controlados e, em algumas famílias de produtos, laminação termo-mecânica seguida de têmpera. O resultado é uma martensita de grão fino e uniformemente temperada com propriedades de transição previsíveis através da espessura da chapa.
• NM400: Frequentemente produzido por moinhos locais com têmpera e revenido ou resfriamento acelerado; a microestrutura pode ser semelhante, mas pode mostrar maior variabilidade no tamanho do grão ou austenita retida dependendo do controle do processo.
• Resposta ao processamento térmico:
• A normalização refinará o tamanho do grão e pode melhorar a tenacidade, mas não produzirá tipicamente a mesma classe de dureza que uma sequência adequada de têmpera e revenido.
• Têmpera e revenido: Aumenta a dureza e a resistência; a temperatura de revenido controla o equilíbrio final de tenacidade/dureza — temperaturas de revenido mais altas reduzem a dureza e aumentam a tenacidade.
• Processamento controlado termo-mecânico (TMCP): Melhora a tenacidade em dada dureza ao produzir estruturas de grão e deslocamento favoráveis; comumente usado para chapas de desgaste proprietárias de alta qualidade.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela: descritores de propriedades mecânicas comparativas

Propriedade	HARDOX400	NM400
Resistência à tração	Alta e rigidamente garantida; consistente entre lotes de calor
Resistência ao escoamento	Alta; o produtor frequentemente especifica mínimos para a espessura da chapa
Alongamento	Moderado; ductilidade retida para resistir à fratura frágil
Tenacidade ao impacto	Geralmente melhor controlada, com valores documentados de Charpy em temperaturas especificadas
Dureza	Classe nominal "400" (meta de dureza especificada pelo produtor com tolerâncias rigorosas); boa uniformidade através da espessura

Interpretação: - HARDOX400 é projetado e fornecido com janelas de propriedades mecânicas mais rigorosas e certificadas. Isso geralmente se traduz em maior confiança de que os valores especificados de tração, escoamento e tenacidade serão atendidos em serviço. - NM400 visa níveis de dureza e resistência semelhantes, mas pode apresentar variabilidade mais ampla dependendo do controle de processo do moinho e do nível de certificação. - Na prática, os dois materiais podem ser próximos em dureza, mas HARDOX400 geralmente oferece tenacidade garantida superior e consistência através da espessura.

5. Soldabilidade

A soldabilidade depende do teor de carbono, equivalente de carbono e conteúdo de microligação. Use estas fórmulas de avaliação comuns (interprete qualitativamente):

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

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

Interpretação qualitativa: - Ambas as classes têm equivalentes de carbono comparativamente baixos por design, mas a microligação e pequenas adições de Cr/Mo aumentam o endurecimento. Isso pode tornar a zona afetada pelo calor (HAZ) suscetível à formação de martensita dura e a trincas a frio, a menos que pré-aquecimento apropriado, controle de temperatura entre passes e tratamento térmico pós-solda sejam aplicados. - Fornecedores de HARDOX400 publicam instruções detalhadas de soldagem (metais de enchimento recomendados, pré-aquecimento, temperaturas entre passes e PWHT) porque os lotes de produção são controlados e previsíveis. - NM400 pode exigir práticas de soldagem mais conservadoras (pré-aquecimento mais alto, menor entrada de calor, controle entre passes) se os dados do fornecedor forem limitados. Para estruturas soldadas críticas, peça ao moinho diretrizes de soldagem e registros de qualificação. - Conselho prático: use metais de enchimento correspondentes ou ligeiramente superiores com boa tenacidade, controle a entrada de calor e realize PWHT quando exigido pela especificação do procedimento de soldagem (WPS).

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Nenhum dos dois, HARDOX400 ou NM400, é aço inoxidável; ambos são aços de desgaste de liga de carbono e, portanto, dependem da proteção da superfície para ambientes sensíveis à corrosão.
• Estratégias típicas de proteção de superfície: galvanização a quente (viabilidade limitada em chapas grandes e grossas), sistemas de pintura, revestimentos epóxi, revestimentos sacrificial ou sobreposições de desgaste (hardfacing).
• PREN (Número Equivalente de Resistência à Perfuração) não é aplicável a essas classes não inoxidáveis, mas para completude:

$$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$

• Use PREN apenas ao avaliar a resistência à corrosão de ligas inoxidáveis; para NM400/HARDOX400, concentre-se na seleção de revestimentos e controle ambiental (umidade, sal, condições ácidas).

7. Fabricação, Usinabilidade e Formabilidade

• Corte: Ambas as classes são melhor cortadas com plasma, oxi-combustível (seções mais grossas) ou laser para chapas mais finas; o corte abrasivo é comum para ajustes em campo. A dureza aumenta o desgaste das ferramentas — espere taxas de substituição de consumíveis mais altas.
• Usinabilidade: A dureza limita a usinagem convencional; ferramentas de metal duro, fixação rígida e alimentação/velocidades controladas são necessárias. Os dados do produto HARDOX frequentemente fornecem orientações para folgas de usinagem.
• Formabilidade: A dobra/formação à temperatura ambiente é limitada pela dureza/classe; métodos de formação, como formação a quente ou técnicas de pré-dobra/aquecimento assistido, podem ser necessários. Ambos os materiais devem ser manuseados de acordo com as recomendações do fornecedor para evitar trincas.
• Acabamento: Retificação, perfuração e roscagem requerem ferramentas especializadas e alimentação mais lenta para evitar endurecimento e falha da ferramenta.

8. Aplicações Típicas

Tabela: usos típicos

HARDOX400	NM400
Caçambas de escavadeira, corpos de caminhões basculantes, revestimentos de desgaste, mandíbulas de triturador, calhas onde a vida útil de desgaste garantida e o desempenho previsível são críticos	Partes de desgaste semelhantes: caçambas, revestimentos, funis, telas; usadas onde custo e disponibilidade local são os principais fatores
Componentes OEM de alto valor onde rastreabilidade do fornecedor, certificação e dados de serviço a longo prazo são exigidos	Fabricação local onde preços competitivos e fornecimento rápido são importantes
Aplicações que requerem tenacidade documentada através da espessura ou valores específicos de energia Charpy	Aplicações com necessidades de certificação menos críticas ou vida útil esperada mais curta

Racional de seleção: - Escolha o material com base no modo de desgaste (deslizamento vs impacto), tenacidade requerida, necessidades de soldabilidade, certificação do fornecedor e custo do ciclo de vida. Para desgaste por deslizamento abrasivo com carregamento previsível, qualquer uma das classes pode ser usada; para componentes carregados por impacto ou estruturas críticas de segurança, as garantias de propriedades mais rigorosas do HARDOX400 são frequentemente preferidas.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo: Produtos proprietários e de marca (HARDOX400) geralmente têm um preço premium devido às propriedades garantidas, rastreabilidade e suporte global. Classes genéricas (NM400) costumam ter custo mais baixo, mas podem exigir inspeção e qualificação adicionais.
• Disponibilidade: NM400 é amplamente produzido por moinhos regionais e pode estar mais prontamente disponível localmente em certos mercados com prazos de entrega mais curtos. HARDOX400 está disponível globalmente através da distribuição do produtor, mas pode envolver prazos de entrega mais longos ou custos logísticos mais altos em algumas regiões.
• Formas de produto: Ambos estão disponíveis como chapas em várias espessuras; as famílias de produtos HARDOX podem oferecer opções mais amplas em espessura de chapa, faixas de têmpera/revenido e componentes fabricados.

10. Resumo e Recomendação

Tabela: comparação de alto nível

Atributo	HARDOX400	NM400
Soldabilidade	Boa com procedimentos de soldagem publicados; orientação do fornecedor disponível	Acceptável, mas pode precisar de WPS mais conservador e verificação
Equilíbrio Resistência–Tenacidade	Rigorosamente controlado, consistente; melhor desempenho documentado em entalhes/impactos	Dureza comparável, mas potencialmente mais variabilidade na tenacidade
Custo	Mais alto (premium por marca, certificação e consistência)	Mais baixo (preços locais competitivos, qualidade variável)

Conclusão — escolha com base no perfil de risco da aplicação: - Escolha HARDOX400 se você precisar de desempenho de desgaste certificado e repetível com tenacidade documentada e consistência dimensional, se a aplicação for crítica para segurança ou vida, ou quando o custo total de propriedade a longo prazo (tempo de inatividade para substituição, custos de mão de obra) favorecer uma chapa de maior desempenho. - Escolha NM400 se o projeto enfatizar menor custo inicial do material, rápida disponibilidade local, ou se a aplicação for menos crítica e puder tolerar maior variabilidade, desde que você qualifique o fornecedor, solicite relatórios de teste de material e adote práticas de fabricação conservadoras.

Recomendações práticas finais: - Solicite certificados do moinho (químicos e mecânicos), resultados de impacto Charpy onde a tenacidade é importante e diretrizes de soldagem antes da compra. - Para montagens soldadas, qualifique o WPS com chapa representativa e geometria de junta; use pré-aquecimento e controle de entrada de calor para evitar trincas na HAZ. - Considere o custo do ciclo de vida: um custo inicial de material mais alto pode ser compensado por uma vida útil de desgaste mais longa e menor manutenção para chapas de desgaste de alta qualidade e proprietárias.