NM450 vs HARDOX450 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

NM450 e HARDOX450 são dois aços resistentes à abrasão (AR) frequentemente comparados, usados em aplicações de desgaste de alta resistência, como mineração, movimentação de terras e manuseio de agregados. Engenheiros e profissionais de compras que decidem entre eles equilibram prioridades concorrentes: custo e disponibilidade local versus qualidade garantida do fornecedor, soldabilidade e facilidade de fabricação versus vida útil em serviço, e dureza versus tenacidade ao impacto.

A principal distinção entre essas classes reside em sua abordagem de liga e processamento metalúrgico: uma origina-se de uma família de aços de desgaste produzidos para atender a padrões regionais e metas econômicas, enquanto a outra é um produto de marca, rigidamente controlado, com química e processamento específicos para fornecer propriedades reprodutíveis. Essa diferença se manifesta no controle de composição, estratégia de microligação e desempenho declarado em fichas técnicas, razão pela qual esses aços são comumente comparados para decisões de projeto e aquisição.

1. Normas e Designações

• HARDOX450: Registrado pela SSAB; comumente referenciado a fichas técnicas de fornecedores em vez de um único padrão internacional. O material é classificado como aço estrutural resistente à abrasão, temperado e revenido (com comportamento semelhante ao HSLA através de processamento controlado).
• NM450: Tipicamente uma designação nacional/regional para chapa de desgaste classe 450 HB; pode ser produzido de acordo com padrões locais, como GB/T (China) ou outras especificações nacionais. Não é um único produto registrado globalmente.

Classificação: - Ambos são aços não inoxidáveis, de baixa a média liga, resistentes ao desgaste e de alta dureza. Não são aços para ferramentas ou aços inoxidáveis; estão na categoria de aços de desgaste de alta resistência e baixa liga (HSLA) / temperados e revenidos.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Tabela: presença qualitativa de elementos de liga comuns (descritores qualitativos em vez de números precisos; valores exatos dependem do fornecedor/especificação).

Elemento	NM450 (presença típica)	HARDOX450 (presença típica)	Notas
C	Média (controlada)	Baixa–Média (rigorosamente controlada)	O carbono fornece a base de endurecimento e resistência; o nível é controlado para equilibrar dureza e soldabilidade.
Mn	Média	Média	Mn auxilia no endurecimento e resistência; comum em ambos.
Si	Baixa–Média	Baixa–Média	Contribuição para desoxidação e resistência.
P	Muito baixa (controlada)	Muito baixa (controlada)	Impureza—mantida baixa para evitar fragilização.
S	Muito baixa (controlada)	Muito baixa (controlada)	Impureza—mantida baixa para tenacidade e soldabilidade.
Cr	Traço–Baixo	Baixo (microligação intencional)	Cr contribui para o endurecimento e resistência ao desgaste.
Ni	Traço	Traço	Melhora a tenacidade quando presente em maiores quantidades.
Mo	Traço	Traço–Baixo	Mo aumenta o endurecimento e a resistência a altas temperaturas.
V	Traço–Baixo (possível microligação)	Traço–Baixo (controlada)	A microligação (V, Nb, Ti) ajuda a refinar o tamanho do grão e melhorar a tenacidade.
Nb (Nb/Ti)	Traço (possível)	Traço (usado para controle de grão)	Microligação usada seletivamente pelos fabricantes.
Ti	Traço	Traço	Frequentemente usado como estabilizador e refinador de grão.
B	Traço (ocasionalmente)	Traço (ocasionalmente)	Pequenas adições de boro podem aumentar o endurecimento se usadas e controladas.
N	Residual/controlada	Residual/controlada	Controle de nitrogênio importante para tenacidade e desempenho em fadiga.

Como a liga afeta o desempenho: - O carbono e o manganês definem principalmente o endurecimento e a resistência ao estado como laminado/temperado. - Elementos de microligação (V, Nb, Ti) refinam o tamanho do grão de austenita e melhoram a tenacidade e soldabilidade em uma dureza dada. - O cromo e o molibdênio aumentam o endurecimento e a resistência ao desgaste, permitindo menores teores de carbono para alvos de dureza semelhantes, o que melhora a soldabilidade.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestruturas típicas: - Ambas as classes são fornecidas como chapas temperadas e revenidas com uma microestrutura martensítica/bainítica temperada projetada para fornecer alta dureza enquanto retém alguma tenacidade. - HARDOX450 (de marca) é produzido sob ciclos de tratamento térmico e cronogramas de laminação rigorosamente controlados para obter uma estrutura martensítica temperada homogênea com tamanho de grão de austenita refinado. - NM450 (classe regional 450 HB) pode ser produzido usando processamento de resfriamento e revenido ou controle termo-mecânico semelhante, mas o controle do fornecedor e as janelas de processo podem variar mais entre os moinhos.

Efeito do processamento: - Normalização: refina o tamanho do grão e pode homogeneizar a microestrutura, mas sozinha não alcançará os níveis de dureza alvo para chapa AR. - Resfriamento e revenido: rota principal para obter a alta dureza (≈450 HB) formando martensita e, em seguida, revenindo para equilibrar dureza e tenacidade. - Processamento controlado termo-mecânico (TMCP): usado por produtores de marca para desenvolver resistência e tenacidade com laminação e resfriamento precisos—isso pode reduzir a necessidade de microligação extrema e manter o carbono mais baixo.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela: comparação qualitativa (ambos são projetados para dureza de ~450 HB; valores numéricos exatos dependem do fornecedor).

Propriedade	NM450	HARDOX450	Notas
Resistência à Tração	Alta	Alta (consistente)	Ambos oferecem alta resistência à tração consistente com sua classe de dureza. Produtos de marca frequentemente declaram intervalos mais rigorosos.
Resistência ao Escoamento	Alta	Alta (consistente)	A resistência ao escoamento pode variar com o tratamento térmico do fornecedor; HARDOX geralmente possui dados de escoamento bem caracterizados.
Alongamento	Moderado–Baixo	Moderado–Baixo	Alta dureza reduz a ductilidade; microestruturas temperadas otimizam a ductilidade residual.
Tenacidade ao Impacto	Variável (depende do moinho e da espessura)	Geralmente alta para a classe (consistente em toda a espessura)	As fichas técnicas da HARDOX fornecem tenacidade versus espessura; a tenacidade do NM450 é mais dependente da prática do fabricante.
Dureza	≈450 HB classe (alvo)	≈450 HB classe (alvo)	A dureza é a classe definidora; ambos visam ~450 HB, mas a distribuição e as tolerâncias diferem por fornecedor.

Qual é mais forte, mais resistente, mais dúctil: - Ambos são projetados para a mesma faixa de dureza, portanto, os níveis de resistência nominais são comparáveis. O HARDOX450 de marca geralmente fornece tenacidade mais reprodutível e curvas de propriedades mecânicas declaradas em toda a espessura devido ao controle rigoroso do processo e testes documentados. O NM450 pode fornecer desempenho equivalente, mas a variabilidade entre os produtores pode ser maior.

5. Soldabilidade

A soldabilidade depende do teor de carbono, da dureza geral e da microligação.

Índices úteis: - Equivalente de carbono (IIW):
$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (para prever a sensibilidade a trincas a frio):
$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação: - Valores mais baixos de $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$ indicam soldabilidade mais fácil e menor risco de trincas a frio assistidas por hidrogênio. O HARDOX450 de marca frequentemente visa equivalentes de carbono mais baixos através de química controlada e TMCP para melhorar a soldabilidade na dureza alvo. - Ambas as classes requerem procedimentos de soldagem adaptados para aço AR: controle de temperatura de pré-aquecimento e interpassagem, consumíveis de baixo hidrogênio e considerações de tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) quando necessário. - A preparação de bordas, picos de dureza local e entrada de calor devem ser gerenciados para evitar martensita frágil na zona afetada pelo calor (HAZ). Para fabricações críticas, siga as diretrizes de soldagem do fornecedor.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Tanto o NM450 quanto o HARDOX450 são aços carbono/ligados não inoxidáveis e não oferecem resistência à corrosão inerente além dos aços comuns.
• Estratégias de proteção de superfície: pintura, revestimento em pó, galvanização sacrificial ou metalúrgica (quando viável) e aplicação de sobreposições ou revestimentos resistentes ao desgaste.
• Quando a resistência à corrosão é um parâmetro de projeto (por exemplo, ambientes úmidos e contendo cloretos), ligas inoxidáveis ou resistentes à corrosão são necessárias; o PREN não se aplica a esses aços AR. Para referência, a fórmula PREN para ligas inoxidáveis é:
  $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Na prática, escolha revestimentos ou especifique soluções duplex (revestimento ou sobreposição resistente à corrosão) quando tanto o desgaste quanto a corrosão forem preocupações.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Formabilidade

• Corte: Ambos são cortados por oxicombustível (chapas mais grossas), plasma, laser e jato d'água; o desgaste da ferramenta é maior devido à dureza—a seleção da ferramenta e os parâmetros de corte devem ser apropriados.
• Dobragem/formação: A formação a frio de chapas AR em ~450 HB é limitada; o pré-aquecimento ou a formação a quente (e o tratamento térmico pós-formação) podem ser necessários. Dobramentos de raio menor correm o risco de trincas ou perda de dureza na dobra.
• Maquinabilidade: Alta dureza aumenta o desgaste da ferramenta; a usinagem é tipicamente feita no estado cortado ou com ferramentas especiais. Chapas de marca com microestrutura mais uniforme podem ser usinadas de forma mais previsível.
• Desbaste/acabamento: Necessário para bordas de tolerância apertada; o desbaste abrasivo produz alto desgaste da ferramenta e calor—controle para evitar tempera ou mudanças microestruturais.

8. Aplicações Típicas

NM450 (usos típicos)	HARDOX450 (usos típicos)
Chapas de pedreira locais/regional, revestimentos de funil, pequenos transportadores (projetos sensíveis ao custo)	Corpos de caminhões de alto desgaste, caçambas de carregadeira, peças de desgaste de escavadora, revestimentos de mineração onde suporte do fornecedor e desempenho documentado são necessários
Decks de triagem, revestimentos fixos onde a frequência de substituição é moderada	Componentes de equipamentos móveis que necessitam de tenacidade confiável em toda a espessura, transportadores de serviço severo
Chapinhas de desgaste e revestimentos de retrofit por fabricantes locais	Aplicações que exigem rastreabilidade de material certificada e desempenho previsível em serviço

Racional de seleção: - Escolha a classe com base no mecanismo de desgaste esperado (deslizamento versus impacto), ciclo de vida necessário, tempo de inatividade aceitável e práticas de manutenção, e suporte do fornecedor. Para impacto alto mais abrasão, tenacidade comprovada em toda a espessura e QA do fornecedor são críticos.

9. Custo e Disponibilidade

• NM450: Frequentemente mais competitivo em custo em mercados com vários moinhos locais. A disponibilidade pode ser boa regionalmente, mas a documentação do material e o controle consistente das propriedades podem variar.
• HARDOX450: Tipicamente com preço mais alto devido à marca, propriedades garantidas, distribuição global e testes documentados e rastreabilidade. A disponibilidade é geralmente ampla onde o fornecedor possui redes de distribuição ou moinhos licenciados.

Formas de produto: - Ambos estão disponíveis como chapas; o HARDOX também pode estar disponível com serviços adicionais (por exemplo, corte sob medida, informações de soldagem pré-qualificadas, relatórios de teste certificados) que agregam valor, mas custam mais.

10. Resumo e Recomendação

Tabela resumindo comparações qualitativas:

Critério	NM450	HARDOX450
Soldabilidade	Boa a aceitável (varia por moinho)	Boa (consistente; orientação do fornecedor disponível)
Equilíbrio entre Força e Tenacidade	Alta resistência; tenacidade varia	Alta resistência com tenacidade bem caracterizada
Custo	Mais econômico (frequentemente)	Custo mais alto; prêmio pela consistência e suporte

Recomendações: - Escolha NM450 se precisar de uma chapa resistente à abrasão econômica para aplicações com requisitos mais baixos de rastreabilidade do fornecedor, ou onde moinhos locais fornecem material e você pode validar o desempenho através de inspeção de entrada e testes de qualificação. - Escolha HARDOX450 se precisar de propriedades mecânicas e tenacidade documentadas e reprodutíveis em toda a espessura, procedimentos de soldagem respaldados pelo fornecedor e suporte técnico, e risco minimizado em aplicações críticas de alto impacto ou alta consequência.

Nota final: Independentemente da seleção da classe, sempre obtenha fichas técnicas do fornecedor, solicite certificados de teste do moinho e qualifique os procedimentos de soldagem e fabricação para o produto e espessura selecionados. Sempre que possível, realize testes ou ensaios de desgaste específicos da aplicação para confirmar a vida útil esperada.