Aço 8620: Visão Geral das Propriedades e Principais Aplicações

O aço 8620 é um aço liga de carbono médio, amplamente utilizado em várias aplicações de engenharia devido às suas excelentes propriedades mecânicas e versatilidade. Classificado como um aço de baixa liga, ele contém principalmente cromo e molibdênio como seus elementos de liga, que aumentam significativamente sua resistência, tenacidade e endurecibilidade. A composição química típica do aço 8620 inclui aproximadamente 0,18-0,23% de carbono, 0,70-0,90% de manganês, 0,15-0,25% de cromo e 0,10-0,20% de molibdênio.

Visão Geral Abrangente

O aço 8620 é conhecido por seu bom equilíbrio entre resistência, ductilidade e tenacidade, tornando-o adequado para aplicações que exigem alta resistência ao desgaste e a capacidade de suportar cargas de impacto. Os elementos de liga, particularmente cromo e molibdênio, contribuem para sua endurecibilidade, permitindo que atinja altos níveis de dureza através de processos de tratamento térmico.

Vantagens:
- Alta Resistência e Tenacidade: O aço 8620 apresenta excelente resistência à tração e resistência ao impacto, tornando-o ideal para aplicações pesadas.
- Boa Maquinabilidade: Pode ser facilmente usinado em seu estado recozido, o que é benéfico para a fabricação de peças complexas.
- Tratamento Térmico Versátil: O aço pode ser tratado termicamente para atingir os níveis desejados de dureza e resistência, melhorando seu desempenho em várias aplicações.

Limitações:
- Resistência à Corrosão: Comparado aos aços inoxidáveis, o 8620 possui menor resistência à corrosão, o que pode limitar seu uso em ambientes altamente corrosivos.
- Problemas de Soldabilidade: Embora possa ser soldado, o pré-aquecimento e o tratamento térmico pós-solda são frequentemente necessários para evitar trincas.

Historicamente, o aço 8620 tem sido utilizado nas indústrias automobilística e aeroespacial para componentes como engrenagens, eixos e virabrequins, onde alta resistência e durabilidade são críticas. Sua posição no mercado continua forte devido ao seu equilíbrio entre desempenho e custo-efetividade.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Classificação	País/Região de Origem	Notas/Observações
UNS	G86200	EUA	Equivalente mais próximo do AISI 8620
AISI/SAE	8620	EUA	Designação comumente usada
ASTM	A829	EUA	Especificação padrão para aço liga
EN	1.6523	Europa	Propriedades semelhantes, pequenas diferenças de composição
JIS	SCr420	Japão	Equivalente com ligeiras variações nos elementos de liga

As diferenças entre essas classificações podem afetar seu desempenho em aplicações específicas. Por exemplo, enquanto o 1.6523 pode oferecer uma ligeira vantagem em endurecibilidade, o G86200 é frequentemente preferido por sua disponibilidade e custo.

Propriedades Chaves

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
C (Carbono)	0,18 - 0,23
Mn (Manganês)	0,70 - 0,90
Cr (Cromo)	0,15 - 0,25
Mo (Molibdênio)	0,10 - 0,20
Si (Silício)	0,15 - 0,40
P (Fósforo)	≤ 0,035
S (Enxofre)	≤ 0,040

Os principais elementos de liga no aço 8620 desempenham papéis cruciais:
- Carbono (C): Aumenta a dureza e a resistência por meio do tratamento térmico.
- Cromo (Cr): Melhora a endurecibilidade e a resistência à corrosão.
- Molibdênio (Mo): Aumenta a resistência a temperaturas elevadas e melhora a tenacidade.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor/Tamanho Típico (Métrico)	Valor/Tamanho Típico (Imperial)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	620 - 850 MPa	90 - 123 ksi	ASTM E8
Resistência ao Esforço (deslocamento de 0,2%)	Recozido	350 - 550 MPa	51 - 80 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recozido	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Endurecido e Temperado	28 - 34 HRC	28 - 34 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto (Charpy)	-40°C	27 J	20 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o aço 8620 adequado para aplicações que exigem alta resistência e tenacidade, como engrenagens e eixos que experiênciam cargas dinâmicas.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	Temperatura Ambiente	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Ponto de Fusão	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	45 W/m·K	31,2 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Coeficiente de Expansão Térmica	Temperatura Ambiente	11,5 x 10⁻⁶/K	6,4 x 10⁻⁶/°F

Propriedades físicas chave, como densidade e condutividade térmica, são significativas para aplicações envolvendo tratamento térmico e processamento térmico. O ponto de fusão relativamente alto permite um processamento eficaz em temperaturas elevadas.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C)	Avaliação de Resistência	Notas
Cloretos	Variável	Ambiente	Regular	Risco de picotamento
Ácido Sulfúrico	Baixo	Ambiente	Péssima	Não recomendado
Hidróxido de Sódio	Baixo	Ambiente	Regular	Susceptível a trincas por corrosão sob tensão

O aço 8620 apresenta resistência moderada à corrosão, particularmente em condições atmosféricas. No entanto, é suscetível a picotamento em ambientes de cloretos e deve ser evitado em condições ácidas ou altamente alcalinas. Comparado a aços inoxidáveis como 304 ou 316, a resistência à corrosão do 8620 é significativamente menor, tornando-o menos adequado para aplicações marinhas ou de processamento químico.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temperatura Máxima de Serviço Contínuo	400 °C	752 °F	A acima disso, as propriedades se degradam
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	500 °C	932 °F	Exposição de curto prazo apenas
Temperatura de Escalonamento	600 °C	1112 °F	Risco de oxidação em altas temperaturas

Em temperaturas elevadas, o aço 8620 mantém sua resistência, mas pode sofrer oxidação e escalonamento. É crucial considerar esses fatores ao projetar componentes para aplicações em alta temperatura.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Reforço Recomendada (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
MIG	ER70S-6	Mistura de Argônio + CO2	Pré-aquecimento recomendado
TIG	ER80S-Ni	Argônio	Tratamento térmico pós-solda necessário

O aço 8620 pode ser soldado utilizando processos comuns como MIG e TIG. No entanto, o pré-aquecimento é frequentemente necessário para evitar trincas, especialmente em seções mais espessas. O tratamento térmico pós-solda também pode ajudar a aliviar tensões e melhorar a tenacidade.

Maquinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço 8620	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice de Maquinabilidade Relativa	60	100	Boa maquinabilidade no estado recozido
Velocidade de Corte Típica	30 m/min	50 m/min	Ajustar para desgaste das ferramentas

O aço 8620 oferece boa maquinabilidade, especialmente quando em condição recozida. É importante usar ferramentas de corte e velocidades apropriadas para otimizar o desempenho e a vida útil da ferramenta.

Formabilidade

O aço 8620 pode ser formado a frio e a quente, mas deve-se ter cuidado para evitar a endurecimento por trabalho. O raio mínimo de dobra deve ser considerado durante as operações de formação para evitar trincas.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Objetivo Primário / Resultado Esperado
Recozimento	700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F	1 - 2 horas	Ar	Amolecimento, melhorando a ductilidade
Endurecimento	820 - 860 °C / 1508 - 1580 °F	30 minutos	Óleo ou água	Endurecimento
Temperagem	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 hora	Ar	Reduzindo a fragilidade, melhorando a tenacidade

Os processos de tratamento térmico alteram significativamente a microestrutura do aço 8620, melhorando sua dureza e resistência. A transformação de austenita em martensita durante o endurecimento é crítica para alcançar as propriedades mecânicas desejadas.

A aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Propriedades Chave do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção
Automotivo	Engrenagens	Alta resistência, tenacidade	Durabilidade sob carga
Aeroespacial	Eixos	Boa maquinabilidade, resistência ao calor	Componentes de precisão
Petróleo & Gás	Brocas	Resistência ao desgaste, resistência ao impacto	Desempenho em ambientes agressivos

Outras aplicações incluem:
* - Cilindros hidráulicos
* - Virabrequins
* - Fixadores

O aço 8620 é escolhido para essas aplicações devido à sua excelente combinação de resistência, tenacidade e maquinabilidade, tornando-o adequado para componentes que experienciam cargas dinâmicas e requerem alta durabilidade.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	Aço 8620	AISI 4140	AISI 4340	Breve Nota de Prós/Contras ou Compensação
Principal Propriedade Mecânica	Alta resistência, boa tenacidade	Maior resistência	Maior tenacidade	8620 é mais econômico
Aspecto Chave da Corrosão	Regular	Pobre	Regular	8620 é melhor para ambientes moderados
Soldabilidade	Moderada	Boa	Moderada	8620 requer tratamento térmico pré/post
Maquinabilidade	Boa	Moderada	Pobre	8620 é mais fácil de usinar do que 4340
Formabilidade	Boa	Regular	Pobre	8620 pode ser formado mais facilmente
Custo Relativo Aproximado	Moderado	Maior	Maior	8620 é frequentemente mais econômico
Disponibilidade Típica	Alta	Moderada	Moderada	8620 está amplamente disponível

Ao selecionar o aço 8620, considerações incluem sua relação custo-benefício, disponibilidade e adequação para aplicações específicas. Embora possa não ter a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis, suas propriedades mecânicas fazem dele uma escolha confiável para muitas aplicações de engenharia. Além disso, seu desempenho em vários processos de tratamento térmico permite personalização para atender a requisitos específicos.

Em resumo, o aço 8620 é uma liga versátil e amplamente utilizada que oferece um equilíbrio entre resistência, tenacidade e maquinabilidade, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações exigentes em diversas indústrias.