Q235B vs Q235C – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Q235 é uma família de aço carbono estrutural chinês amplamente utilizado. Os sufixos B e C designam variantes do mesmo grau base que são comumente comparadas quando engenheiros e especialistas em compras selecionam material para chapas, barras e seções estruturais. Os contextos típicos de decisão incluem equilibrar custo versus tenacidade a baixa temperatura, priorizando soldabilidade e facilidade de fabricação em relação à necessidade de desempenho de impacto verificado em temperaturas reduzidas.

A principal distinção entre Q235B e Q235C é a tenacidade de impacto verificada a uma temperatura de teste mais baixa para Q235C. Ambos os graus compartilham essencialmente a mesma especificação química e comportamento mecânico geral, mas os critérios de aceitação para testes de impacto diferem — o que afeta as escolhas de aplicação em ambientes mais frios ou onde o controle da tenacidade à fratura é crítico.

1. Normas e Designações

• GB/T 700 — norma nacional chinesa para aços estruturais de carbono (família Q235).
• Designações internacionais comparáveis (para referência geral):
• EN: série S235 (aproximadamente comparável em uso, não idêntica em química ou teste).
• ASTM/ASME: A36 (cumpre funções estruturais semelhantes; não é uma correspondência direta).
• JIS: designações equivalentes variam (sem correspondência exata única).

Classificação: - Q235B e Q235C são aços estruturais de baixo carbono simples (aços carbono), não são ligas, ferramentas, inoxidáveis ou graus HSLA. Eles são destinados ao uso estrutural geral com rotas de produção diretas e alta conformabilidade.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Ambos Q235B e Q235C têm a mesma especificação química nominal sob GB/T 700; a diferença entre os sufixos está na temperatura de teste de impacto e aceitação, não na química. Diferenças menores entre os moinhos podem existir, mas as adições de liga intencionais são mínimas — o grau é projetado como um aço estrutural de baixo carbono e baixa liga.

Tabela: Limites de composição típica (wt%) por GB/T 700 para Q235 (B/C)

Elemento	Limite ou faixa típica (wt%)
C (Carbono)	≤ 0.22
Mn (Manganês)	≤ 1.40
Si (Silício)	≤ 0.35
P (Fósforo)	≤ 0.045
S (Enxofre)	≤ 0.045
Cr (Cromo)	Não adicionado intencionalmente; tipicamente ≤ 0.30 (impureza)
Ni (Níquel)	Não adicionado intencionalmente; tipicamente ≤ 0.30 (impureza)
Mo (Molibdênio)	Não adicionado intencionalmente; tipicamente ≤ 0.10–0.30 traço
V, Nb, Ti, B	Não adicionado intencionalmente (microligação não é uma característica definidora)
N (Nitrogênio)	Controlado como parte da fabricação do aço; não é uma adição de liga especificada

Como a estratégia de liga afeta as propriedades: - O baixo carbono (≤0.22%) mantém o aço prontamente soldável e dúctil. - O manganês fornece desoxidação e um efeito de endurecimento modesto, melhorando ligeiramente a temperabilidade. - O silício é um desoxidante e contribui para a resistência quando presente em níveis moderados. - O fósforo e o enxofre são controlados em níveis baixos porque tornam as fronteiras de grão quebradiças e reduzem a tenacidade. - A ausência de microligação intencional (V, Nb, Ti) significa um endurecimento limitado via precipitação e temperabilidade modesta; Q235 se comporta como um aço estrutural leve clássico.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura sob processamento típico: - O Q235 laminado a quente ou a frio (tanto B quanto C) é principalmente ferrita com ferrita poligonal e algumas ilhas de perlita. O tamanho do grão e a estratificação dependem do cronograma de laminação e da taxa de resfriamento. - Nenhuma fração de volume significativa de bainita ou martensita é pretendida sob processamento padrão.

Resposta ao tratamento térmico: - O Q235 não é um grau tratável termicamente no sentido de alcançar alta resistência via têmpera, pois seu baixo carbono e a falta de liga limitam a temperabilidade. A normalização pode refinar o tamanho do grão e aumentar ligeiramente a resistência e a tenacidade. - Rotas de produção típicas: - Laminado a quente + resfriamento controlado → microestrutura típica com boa ductilidade. - Normalização (se aplicada) → ferrita–perlita ligeiramente mais fina, melhoria modesta da tenacidade. - Têmpera e revenimento não são geralmente usados porque o endurecimento profundo requer maior teor de carbono e liga; tentativas resultam apenas em benefícios modestos e risco de distorção. - O processamento controlado termomecanicamente (TMCP) usado por moinhos modernos pode melhorar o equilíbrio resistência–tenacidade por meio do refino do grão e transformação controlada, mas o grau continua sendo um aço estrutural de baixo carbono.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela: Propriedades mecânicas típicas (faixas representativas)

Propriedade	Q235B (típico)	Q235C (típico)
Limite de escoamento (Rp0.2)	≈ 235 MPa (valor de projeto nominal)	≈ 235 MPa (valor de projeto nominal)
Resistência à tração (Rm)	≈ 370–500 MPa (depende da espessura/processamento)	≈ 370–500 MPa (semelhante)
Alongamento (A)	≥ 20–26% (dependendo da espessura)	≥ 20–26% (semelhante)
Tenacidade ao impacto (Charpy V-notch)	≥ 27 J a +20°C (aceitação típica para "B")	≥ 27 J a 0°C (aceitação típica para "C")
Dureza (HB)	~120–170 HB (dependente do processamento)	~120–170 HB (semelhante)

Interpretação: - Resistência: Ambos os graus são especificados para ter o mesmo comportamento de escoamento nominal (o designador “235”). Os valores reais de tração e escoamento variam com o tamanho da seção e o processo do moinho, mas não há vantagem intrínseca de resistência entre B e C. - Tenacidade: A diferença definidora é o desempenho de impacto verificado a uma temperatura mais baixa para Q235C. Isso significa que Q235C deve demonstrar absorção de energia aceitável a temperaturas reduzidas, reduzindo o risco de fratura quebradiça em serviços mais frios. - Ductilidade: Ambos os graus mantêm alta ductilidade consistente com aços de baixo carbono.

5. Soldabilidade

A soldabilidade de Q235B e Q235C é geralmente boa devido ao baixo teor de carbono e à falta de elementos de liga de endurecimento forte. Várias medidas e fórmulas ajudam os engenheiros a avaliar a soldabilidade qualitativamente.

Índices comuns de equivalente de carbono: - Equivalente de carbono IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (IIW derivado mais conservador): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - Ambos os graus geralmente têm baixos valores de $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$ em comparação com aços de maior resistência e maior liga, o que implica em prática de soldagem direta com pouco pré-aquecimento para espessuras comuns. - A principal consideração prática de soldagem é que Q235C tem tenacidade validada a uma temperatura mais baixa; soldadores e engenheiros devem garantir que a zona de solda e a zona afetada pelo calor atendam a quaisquer requisitos de teste de impacto para o componente como um todo, especialmente em climas frios. - Para seções mais espessas ou montagens soldadas complexas, implemente controles padrão: pré-aquecimento, temperatura entre passes, tratamento térmico pós-solda (se necessário para a geometria) e procedimentos de soldagem qualificados.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Q235B e Q235C são aços carbono simples não inoxidáveis; a resistência à corrosão é limitada àquela inerente ao aço leve.
• Estratégias de proteção típicas:
• Galvanização a quente para proteção contra corrosão atmosférica.
• Primers ricos em zinco, pintura, revestimento em pó para camadas estéticas e protetoras.
• Reservas de corrosão no projeto ou uso de revestimentos sacrificial.
• PREN (número equivalente de resistência à corrosão por pite) não é aplicável a esses aços não inoxidáveis: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• O uso de PREN é relevante apenas para aços inoxidáveis; para variantes Q235, a seleção de sistemas e revestimentos protetores é a abordagem correta para controle de corrosão.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Conformabilidade: Excelente conformabilidade para ambos os graus devido ao baixo teor de carbono e microestrutura ferrítica dúctil. Adequado para dobra, estampagem e conformação a frio moderada. A tenacidade verificada do Q235C a temperaturas mais baixas não altera materialmente o comportamento de conformação em temperaturas ambiente.
• Maquinabilidade: Típica de aços carbono leves. A maquinabilidade pode ser ainda mais otimizada com ferramentas, alimentações e refrigerantes apropriados; o baixo teor de liga simplifica o corte; variantes de fácil usinagem são diferentes e não fazem parte do Q235 B/C.
• Corte e perfuração: Nenhum requisito especial além das práticas padrão para aços leves. Corte térmico, plasma e corte a oxigênio são comumente usados para chapas.
• Acabamento: Remoção de respingos de solda, moagem e tratamentos de superfície seguem procedimentos normais. Se a soldagem for necessária para atender aos requisitos de impacto, o controle da ZAC e a inspeção pós-solda podem ser necessários.

8. Aplicações Típicas

Q235B (usos comuns)	Q235C (usos comuns)
Seções estruturais gerais (vigas I, canais), estruturas de edifícios, estruturas de aço soldadas em ambientes temperados	Componentes estruturais e chapas para equipamentos externos em climas mais frios ou onde o desempenho de impacto a baixa temperatura é necessário
Peças fabricadas onde a soldabilidade e o custo são os principais fatores (suportes, suportes, fabricação geral)	Suportes de vasos de pressão, estruturas offshore ou elevadas onde a resiliência ao impacto a temperaturas reduzidas é um requisito especificado
Peças de máquinas, chapas e barras de uso geral	Estruturas de equipamentos de armazenamento a frio, equipamentos de transporte expostos a temperaturas baixas sazonais

Racional de seleção: - Escolha a variante que forneça tenacidade verificada suficiente à temperatura de serviço mais baixa esperada, equilibrando o custo. O Q235B é apropriado onde as temperaturas ambiente e as condições de serviço não se aproximam do limite inferior; o Q235C é selecionado quando o projeto ou a regulamentação exige resistência ao impacto validada a temperaturas reduzidas.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo: Q235B e Q235C são fabricados a partir da mesma química base e processos semelhantes; a diferença de custo geralmente é pequena. O Q235C pode ter um pequeno prêmio devido a testes e inspeções adicionais necessários para verificar o desempenho de impacto a temperaturas mais baixas.
• Disponibilidade: Ambos os graus estão amplamente disponíveis na China e em cadeias de suprimento globais que obtêm aço estrutural chinês. A disponibilidade em formas de produto específicas (chapas, bobinas, barras, seções soldadas) depende da produção e do estoque local do moinho. Para tamanhos especializados, os prazos de entrega podem aumentar.

10. Resumo e Recomendação

Tabela: Comparação rápida

Atributo	Q235B	Q235C
Soldabilidade	Excelente	Excelente
Equilíbrio Resistência–Tenacidade	Equilíbrio estrutural padrão em temperaturas ambiente	Tenacidade a baixa temperatura verificada melhorada
Custo	Levemente mais baixo (menos testes a baixa temperatura)	Levemente mais alto (testes/certificação adicionais)

Recomendações finais: - Escolha Q235B se: o componente operar em ambientes temperados normais, a soldabilidade e o menor custo do material forem prioridades, e não houver requisito regulatório ou de projeto para tenacidade ao impacto verificada em temperaturas subambientais. - Escolha Q235C se: a peça for exposta a temperaturas de serviço mais baixas (frio sazonal, ambientes refrigerados ou climas frios), as especificações do projeto exigirem testes de impacto a uma temperatura mais baixa, ou uma margem maior contra fratura quebradiça for necessária.

Ambos os graus servem como aços estruturais práticos e econômicos. A decisão entre Q235B e Q235C é governada principalmente pela tenacidade a baixa temperatura verificada necessária, em vez de diferenças na química ou resistência mecânica básica. Na prática, alinhe a seleção de material com a temperatura de serviço, códigos/especificações aplicáveis e requisitos de qualificação para montagens soldadas.