NM400 vs JFE-EH400 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

NM400 e JFE-EH400 são aços resistentes ao desgaste de alta dureza, tratados por têmpera e revenido, amplamente utilizados em aplicações onde a resistência à abrasão é primária. As equipes de compras e engenharia frequentemente decidem entre eles ao equilibrar custo, consistência das propriedades mecânicas, soldabilidade e requisitos da cadeia de entrega. Os contextos típicos de decisão incluem a seleção de um material de baixo custo, amplamente disponível para peças de desgaste em massa, em comparação com a especificação de um grau de produtor premium onde um controle mais rigoroso do moinho e tenacidade documentada são necessários.

A principal distinção prática é que o NM400 representa uma classe de aços resistentes ao desgaste comumente produzidos de acordo com especificações chinesas/asiáticas (uma família de aços resistentes à abrasão), enquanto o JFE-EH400 é um produto da série EH (Easy-Handled/Enhanced Hardness) da JFE Steel, com controles de processo documentados e proveniência do produto. Como ambos visam nominalmente o mesmo nível de dureza (≈400 HB), eles são frequentemente comparados por projetistas e compradores em termos de equivalência em química, resposta ao tratamento térmico, desempenho mecânico e comportamento de fabricação.

1. Normas e Designações

• NM400: Comumente fornecido de acordo com normas e especificações comerciais chinesas/asiáticas (por exemplo, GB/T e certificados específicos do vendedor). É um aço de baixa liga, tratado por têmpera e revenido, classificado como resistente ao desgaste (não inoxidável). Ele se enquadra na categoria de variantes HSLA projetadas para resistência à abrasão.
• JFE-EH400: Fornecido sob a designação proprietária da JFE “série EH” e pode ser referenciado na literatura de produtos JIS/JFE. É igualmente um aço resistente à abrasão de baixa liga, tratado por têmpera e revenido (tipo HSLA para serviço de desgaste).

Classificação: ambos são aços resistentes ao desgaste de baixa liga, tratados por têmpera e revenido (não são aços para ferramentas, não são inoxidáveis). Eles são tipicamente referenciados pela dureza de uso final (400 HB nominal).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A química exata desses aços varia de acordo com o moinho, a espessura da chapa e a opção de produto específica. A tabela abaixo lista as faixas composicionais típicas relatadas por moinhos e fichas de dados da indústria para aços da classe NM400 e para JFE-EH400. Estas são apresentadas como faixas representativas; sempre verifique contra o certificado de teste do moinho (MTC) do fornecedor para o pedido.

Elemento (wt%)	NM400 — Faixa típica	JFE‑EH400 — Faixa típica
C	0.12 – 0.22	0.10 – 0.20
Mn	0.8 – 1.6	0.7 – 1.4
Si	0.2 – 0.9	0.2 – 0.6
P	≤ 0.035	≤ 0.03
S	≤ 0.035	≤ 0.02
Cr	0.2 – 0.7	0.2 – 0.7
Ni	traço – 0.5	traço – 0.4
Mo	traço – 0.25	traço – 0.2
V	0 – 0.08	0 – 0.08
Nb	0 – 0.03	0 – 0.03
Ti	0 – 0.02	0 – 0.02
B	0 – 0.002	0 – 0.002
N	tipicamente ≤ 0.015	tipicamente ≤ 0.015

Explicação: - Carbono, manganês e silício fornecem resistência básica e endurecibilidade. Um Mn ligeiramente mais alto em algumas variantes do NM400 aumenta a endurecibilidade, mas pode reduzir a soldabilidade se não for controlado. - Elementos de microligação (V, Nb, Ti) refinam o grão e melhoram o equilíbrio entre resistência e tenacidade, especialmente após laminação controlada ou revenido. - Pequenas adições de Cr, Mo e às vezes Ni aumentam a endurecibilidade e a resistência ao revenido, ajudando a uniformizar a dureza em seções mais espessas. - O boro em traço pode ser usado para melhorar a endurecibilidade quando presente em níveis controlados baixos.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestruturas típicas para ambas as classes após processamento comercial de têmpera e revenido são martensita revenida com alguns constituintes bainíticos retidos; a microestrutura depende do teor de liga, taxa de resfriamento e espessura da chapa.

• NM400: Produzido por uma variedade de moinhos com controle termo-mecânico variável. A microestrutura típica após têmpera e revenido é martensita revenida com uma dispersão de carbonetos e finos precipitados, se elementos de microligação estiverem presentes. Variantes produzidas por processamento controlado termo-mecânico (TMCP) podem ter um tamanho de grão de austenita anterior mais fino, melhorando a tenacidade.
• JFE‑EH400: A JFE enfatiza a química controlada e o tratamento térmico para alcançar uma matriz martensítica revenida consistente, com segregação minimizada e precipitação controlada de carbonetos. A rota de produção EH geralmente resulta em uma microestrutura homogênea com desempenho de dureza e tenacidade previsíveis em todas as faixas de espessura fornecidas.

Efeitos do tratamento térmico: - Normalização seguida de revenido pode melhorar a tenacidade, mas pode reduzir a dureza se os parâmetros de revenido não forem ajustados. - Têmpera e revenido (Q&T) é a rota comercial para alcançar ~400 HB; os parâmetros de revenido controlam a troca entre tenacidade e dureza. - O processamento controlado termo-mecânico (TMCP) antes do Q&T resulta em melhor tenacidade em dureza equivalente devido ao refino do grão e controle de precipitação.

4. Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas variam com a espessura, a química exata e a prática de tratamento térmico do moinho. A tabela abaixo fornece faixas típicas de propriedades para chapas da classe 400 HB tratadas por têmpera e revenido.

Propriedade	NM400 — Típico	JFE‑EH400 — Típico
Dureza (HBW)	360 – 440 (nominal 400 HB)	360 – 440 (nominal 400 HB)
Resistência à tração (MPa)	~1000 – 1400	~1000 – 1400
Resistência ao escoamento (0.2% proof, MPa)	~800 – 1200	~800 – 1200
Alongamento (A5, %)	~8 – 16	~8 – 16
Charpy V-notch (temperatura ambiente ou especificada, J)	Altamente dependente do processamento; típico 20–80 J à temperatura ambiente; classificação em baixa temperatura varia	Tipicamente comparável ou superior em consistência devido ao processamento controlado

Interpretação: - A dureza é direcionada para ~400 HB para ambos; as faixas de tração e escoamento se sobrepõem significativamente porque a mesma meta de dureza está sendo atendida. - Diferenças surgem na consistência: o JFE‑EH400 é geralmente especificado e entregue com controle mais rigoroso sobre a tenacidade e dispersão das propriedades, especialmente para aplicações críticas. - Para a mesma dureza nominal, maior liga/endurecibilidade permite que seções mais espessas atinjam a dureza alvo; no entanto, maior endurecibilidade pode reduzir a soldabilidade se não for gerenciada.

5. Soldabilidade

A soldabilidade desses aços de alta dureza é governada pelo teor de carbono, ligações combinadas (endurecibilidade), espessura e tratamentos térmicos pré e pós-solda.

Índices empíricos relevantes: - Equivalente de Carbono (IIW): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (Internacional): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - Ambas as classes têm carbono e ligações moderadas; CE e Pcm podem ser modestos a moderados dependendo da química exata. Maior CE/Pcm indica maior risco de trincas a frio e necessidade de pré-aquecimento ou tratamento térmico pós-solda (PWHT). - O JFE‑EH400 frequentemente chega com recomendações documentadas para pré-aquecimento/PWHT e às vezes oferece versões otimizadas para melhor soldabilidade (controle de baixos níveis de S, P e faixas de C mais rigorosas). - Variantes do NM400 variam de acordo com o moinho—algumas são projetadas para soldabilidade (menor C, microligação) enquanto outras priorizam endurecibilidade e vida útil de desgaste. - Melhores práticas: use consumíveis de baixo hidrogênio, pré-aquecimento apropriado, temperaturas de interpassagem controladas e revenido PWHT quando exigido pela espessura ou limites de CE/Pcm. A qualificação do procedimento de soldagem (WPS/PQR) é essencial.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

Estes são aços de desgaste não inoxidáveis; a resistência à corrosão intrínseca é limitada em relação aos graus inoxidáveis.

• Métodos de proteção de superfície: pintura, revestimentos industriais, metalização, sobreposições sacrificiais ou galvanização para proteção atmosférica (a galvanização pode ser limitada pela espessura e aplicação). Sobreposições de hardfacing (sobreposições de solda) são frequentemente usadas para combinar a tenacidade do substrato com a resistência ao desgaste da superfície.
• PREN (número equivalente de resistência à corrosão por pite) não é aplicável a aços não inoxidáveis; para referência, a fórmula do PREN é: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Use sobreposições resistentes à corrosão ou componentes separados resistentes à corrosão quando o serviço combinar desgaste intenso e ambientes químicos ou de cloreto agressivos.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Formabilidade

• Corte: Ambas as classes são mais duras para consumíveis e ferramentas; corte a plasma/oxigênio-combustível/láser são comuns; o acabamento pode exigir moagem pós-solda.
• Maquinabilidade: Baixa — estes são aços endurecíveis; a usinagem deve ser feita na condição de recozimento macio, se possível. A usinagem de chapas tratadas por têmpera e revenido requer ferramentas de carboneto e taxas de avanço reduzidas.
• Dobra/formação: A formação a frio de chapas tratadas por têmpera e revenido entregues é limitada; a formabilidade é baixa a dureza ~400 HB. A formação deve ser feita em condições mais macias, pré-tratadas ou os componentes devem ser fabricados a partir de chapas mais macias e, em seguida, revestidos ou tratados termicamente para a dureza final.
• Acabamento: Moagem e acabamento requerem abrasivos apropriados e EPI devido à geração de partículas; corte a chama ou plasma requer consideração do HAZ e propriedades residuais.

8. Aplicações Típicas

NM400 — Usos Típicos	JFE‑EH400 — Usos Típicos
Caçambas de escavadoras, revestimentos, calhas, funis, caçambas de caminhões basculantes, equipamentos de britagem em aplicações onde resistência à abrasão custo-efetiva é necessária	Placas e revestimentos de desgaste para máquinas de mineração, britadores, revestimentos de moinhos e componentes de alto desgaste onde desempenho consistente e rastreabilidade do fornecedor são priorizados
Equipamentos agrícolas, equipamentos de movimentação de terra, manuseio de minério onde a substituição local frequente é aceitável	Peças de desgaste de equipamentos rotativos críticos, OEMs especificando tenacidade certificada pelo moinho e propriedades homogêneas para instalações críticas de segurança
Substrato de hardfacing (aço base para sobreposições de solda)	Aplicações que requerem tenacidade validada a temperatura e dispersão controlada de propriedades (por exemplo, grandes componentes estruturais de desgaste)

Racional de seleção: - Escolha materiais com base no modo de desgaste (deslizamento vs. impacto-abrasão), tenacidade requerida e se a reparação localizada via solda é esperada. Se o impacto-abrasão dominar, considere graus com tenacidade comprovada ou use sobreposições mais espessas.

9. Custo e Disponibilidade

• Aços da classe NM400 são amplamente produzidos por muitos moinhos, particularmente na China e na Ásia, e geralmente são mais competitivos em custo na forma de chapas em massa e mercados locais. A disponibilidade em espessuras comuns e formas cortadas sob medida é ampla.
• O JFE‑EH400 é um produto de marca de um grande moinho japonês e pode ter um preço premium devido ao rigoroso controle de qualidade, consistência documentada e logística de exportação. A disponibilidade é global, mas os prazos de entrega e o custo refletem o premium.
• Forma do produto: Ambos estão disponíveis como chapas, mas as famílias de produtos JFE podem fornecer documentação adicional (registros de tratamento térmico, análise química, testes de tenacidade) que agregam valor e custo.

10. Resumo e Recomendação

Aspecto	NM400	JFE‑EH400
Soldabilidade	Variável; depende da química do moinho e CE/Pcm	Tipicamente bem documentada com orientações; geralmente comparável ou melhor controlabilidade
Equilíbrio entre Resistência e Tenacidade	Bom, variável com o produtor e processo	Bom com controle e consistência tipicamente mais rigorosos
Custo	Geralmente mais baixo / mais competitivo	Tipicamente mais alto (premium)
Disponibilidade	Ampla, especialmente na Ásia	Boa, com cadeia de suprimentos e documentação específicas da marca

Conclusão / Recomendações: - Escolha NM400 se: custo e ampla disponibilidade forem os principais fatores, a aplicação for dominada por desgaste abrasivo em vez de resistência ao impacto crítica, e o projeto tolerar maior variabilidade ou você puder qualificar o fornecedor específico. O NM400 é uma escolha prática para peças de desgaste em massa onde substituições e reparos frequentes são antecipados. - Escolha JFE‑EH400 se: você exigir controle mais rigoroso das propriedades, rastreabilidade documentada do moinho e tenacidade consistente em todas as espessuras; a aplicação for crítica para segurança ou desempenho (por exemplo, OEMs de mineração pesada, grandes estruturas) ou você preferir um fornecimento de marca com suporte técnico estabelecido. O JFE‑EH400 é preferível onde a qualificação do procedimento de soldagem e o comportamento previsível em baixa temperatura são importantes.

Nota final: Ambas as classes são destinadas à resistência ao desgaste em vez de resistência à corrosão ou formação a frio extensa. Para qualquer decisão de compra, obtenha e revise os certificados de teste do moinho do fornecedor, especifique as temperaturas de impacto necessárias, as necessidades de WPS/PQR e realize soldagens de teste e validações em campo onde as condições de serviço forem severas.