Aço EH36: Propriedades e Principais Aplicações na Construção Naval

O aço EH36 é uma classe de aço estrutural de alta resistência, utilizado principalmente na construção naval e em aplicações marinhas. Classificado como um aço liga de baixo carbono, o EH36 faz parte das classes de maior resistência da norma ASTM A131, que é especificamente projetada para a construção naval. Os principais elementos de liga no EH36 incluem carbono, manganês e silício, que contribuem para suas propriedades mecânicas e desempenho geral em ambientes exigentes.

Visão Geral Abrangente

O aço EH36 é conhecido por sua excelente soldabilidade, alta resistência e tenacidade, tornando-o adequado para a construção de várias estruturas marinhas, incluindo navios, plataformas offshore e outros embarcações marinhas. O baixo teor de carbono do aço melhora sua ductilidade e tenacidade, enquanto a adição de manganês melhora a têmpera e a resistência.

As características mais significativas do aço EH36 incluem:

• Alta Resistência de Escoamento: O EH36 apresenta uma resistência de escoamento de aproximadamente 355 MPa (51,5 ksi), tornando-o ideal para aplicações estruturais onde alta resistência é crítica.
• Boa Tenacidade: O aço mantém sua tenacidade mesmo em baixas temperaturas, o que é essencial para aplicações marinhas expostas a condições adversas.
• Excelente Soldabilidade: O EH36 pode ser soldado usando métodos convencionais, permitindo a fabricação eficiente de estruturas complexas.

Vantagens e Limitações

Vantagens:
- Alta relação resistência-peso, permitindo estruturas mais leves sem comprometer a integridade.
- Excelente tenacidade e ductilidade, garantindo desempenho em condições extremas.
- Boa soldabilidade, facilitando a construção de formas e designs complexos.

Limitações:
- Resistência à corrosão limitada em comparação com aços inoxidáveis, necessitando de revestimentos protetores em ambientes marinhos.
- Potencial para fratura quebradiça em temperaturas muito baixas se não for processado adequadamente.

Historicamente, o EH36 teve um papel significativo na indústria de construção naval, particularmente durante o século 20, à medida que os navios e embarcações comerciais exigiam materiais que pudessem suportar os rigores do mar.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Normativa	Designação/Classe	País/Região de Origem	Notas/Comentários
ASTM	EH36	EUA	Norma para aço de construção naval
EN	S355G3	Europa	Equivalente mais próximo com diferenças composicionais menores
JIS	SM490A	Japão	Resistência similar, mas elementos de liga diferentes
DIN	StE 355	Alemanha	Classe comparável com pequenas variações nas propriedades
ISO	1461	Internacional	Norma geral para aços estruturais

As diferenças entre essas classes equivalentes podem afetar a seleção com base em requisitos específicos de aplicação, como soldabilidade, tenacidade e resistência à corrosão. Por exemplo, enquanto o S355G3 oferece resistência similar, sua composição química pode proporcionar um desempenho diferente em ambientes específicos.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa Percentual (%)
C (Carbono)	0.14 - 0.20
Mn (Manganês)	1.00 - 1.60
Si (Silício)	0.10 - 0.50
P (Fósforo)	≤ 0.025
S (Enxofre)	≤ 0.010
Al (Alumínio)	0.015 - 0.060

O papel principal dos elementos de liga-chave no EH36 inclui:
- Carbono: Aumenta a resistência e dureza, mas deve ser controlado para manter a ductilidade.
- Manganês: Melhora a têmpera e resistência à tração, crucial para a integridade estrutural.
- Silício: Atua como desoxidante durante a fabricação do aço e contribui para a resistência.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura de Teste	Valor Típico/Faixa (Métrico)	Valor Típico/Faixa (Imperial)	Norma de Referência para Método de Teste
Resistência de Escoamento (0.2% de desvio)	Normalizado	Temperatura Ambiente	355 MPa	51.5 ksi	ASTM E8
Resistência à Tração Última	Normalizado	Temperatura Ambiente	490 - 620 MPa	71 - 90 ksi	ASTM E8
Alongamento	Normalizado	Temperatura Ambiente	20%	20%	ASTM E8
Redução de Área	Normalizado	Temperatura Ambiente	40%	40%	ASTM E8
Dureza (Brinell)	Normalizado	Temperatura Ambiente	150 - 190 HB	150 - 190 HB	ASTM E10
Resistência ao Impacto (Charpy)	Normalizado	-20°C (-4°F)	27 J	20 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o aço EH36 adequado para aplicações que exigem alta resistência e tenacidade, particularmente em componentes estruturais submetidos a cargas dinâmicas e condições ambientais severas.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	Temperatura Ambiente	7850 kg/m³	0.284 lb/in³
Ponto de Fusão	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	50 W/m·K	34.5 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0.0000017 Ω·m	0.0000017 Ω·in
Coeficiente de Expansão Térmica	Temperatura Ambiente	11.0 x 10⁻⁶/K	6.1 x 10⁻⁶/°F

A importância prática das propriedades físicas do EH36 inclui:
- Densidade: Afeta os cálculos de peso para estruturas marinhas, influenciando design e estabilidade.
- Condutividade Térmica: Importante para a gestão de calor em aplicações de construção naval, especialmente em salas de máquinas.
- Capacidade Calorífica Específica: Relevante para considerações de tensão térmica durante os processos de soldagem e fabricação.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Classificação de Resistência	Notas
Água do mar	-	25°C (77°F)	Regular	Risco de corrosão por picadas
Cloretos	3 - 5	30°C (86°F)	Fraca	Susceptível a SCC
Ácido Sulfúrico	10 - 20	20°C (68°F)	Fraca	Não recomendado
Soluções Alcalinas	5 - 10	25°C (77°F)	Regular	Risco de corrosão localizada

O aço EH36 exibe resistência moderada à corrosão, particularmente em ambientes marinhos. É suscetível a corrosão por picadas e trincas de corrosão sob tensão (SCC) quando exposto a cloretos, tornando revestimentos protetores essenciais para durabilidade a longo prazo. Em comparação com aços inoxidáveis, como AISI 316, a resistência à corrosão do EH36 é significativamente menor, necessitando de considerações cuidadosas em aplicações onde a exposição a agentes corrosivos é esperada.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Comentários
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	400°C	752°F	Adequado para aplicações estruturais
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	450°C	842°F	Exposição a curto prazo apenas
Temperatura de Escala	600°C	1112°F	Risco de oxidação além dessa temperatura
Considerações de Resistência à Fluência	400°C	752°F	Começa a degradar em temperaturas elevadas

Em temperaturas elevadas, o aço EH36 mantém sua integridade estrutural até aproximadamente 400°C (752°F). No entanto, além dessa temperatura, o risco de oxidação e perda de propriedades mecânicas aumenta. Portanto, é crucial considerar esses limites ao projetar componentes que possam experimentar altas cargas térmicas.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás de Proteção/Fluxo Típico	Notas
SMAW	E7018	Argônio/CO2	Adequado para seções espessas
GMAW	ER70S-6	Argônio/CO2	Bom para seções finas
FCAW	E71T-1	CO2	Altas taxas de deposição

O aço EH36 é altamente soldável, tornando-o adequado para vários processos de soldagem, incluindo Soldagem de Arco Metálico Protegido (SMAW), Soldagem de Arco Metálico (GMAW) e Soldagem a Arco com Fluxo (FCAW). O pré-aquecimento pode ser necessário para evitar trincas, especialmente em seções mais espessas. O tratamento térmico pós-soldagem pode melhorar a tenacidade e aliviar tensões residuais.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço EH36	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice Relativo de Usinabilidade	70	100	Usinabilidade moderada
Velocidade de Corte Típica	30 m/min	50 m/min	Ajustar com base nas ferramentas

O aço EH36 tem usinabilidade moderada, que pode ser melhorada com as ferramentas e condições de corte adequadas. Ferramentas de aço rápido (HSS) são comumente usadas, e refrigerante é recomendado para gerenciar o calor durante a usinagem.

Formabilidade

O aço EH36 apresenta boa formabilidade, permitindo processos de conformação a frio e a quente. A conformação a frio pode induzir endurecimento por trabalho, o que pode exigir tratamento térmico subsequente para restaurar a ductilidade. O raio mínimo de dobra deve ser considerado durante a fabricação para evitar trincas.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Principal Objetivo / Resultado Esperado
Normalização	900 - 950 / 1652 - 1742	1 - 2 horas	Ar	Refinar a estrutura do grão
Endurecimento	850 - 900 / 1562 - 1652	30 minutos	Água/Óleo	Aumentar a dureza
Tempera	500 - 650 / 932 - 1202	1 hora	Ar	Reduzir a fragilidade

Os processos de tratamento térmico, como normalização, endurecimento e tempera, são essenciais para otimizar as propriedades mecânicas do aço EH36. A normalização refina a estrutura do grão, enquanto o endurecimento aumenta a dureza. A tempera é crucial para reduzir a fragilidade e melhorar a tenacidade, particularmente para componentes submetidos a cargas dinâmicas.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão da Escolha
Construção Naval	Navios de Carga	Alta resistência de escoamento, tenacidade	Integridade estrutural sob cargas dinâmicas
Offshore	Plataformas de Petróleo	Resistência à corrosão, soldabilidade	Durabilidade em ambientes marinhos adversos
Engenharia Marinha	Submersíveis	Tenacidade a baixas temperaturas, resistência	Desempenho em condições extremas

Outras aplicações incluem:
- Construção de Pontes
- Máquinas Pesadas
- Componentes estruturais em edifícios

O aço EH36 é escolhido para essas aplicações devido à sua alta resistência, tenacidade e soldabilidade, que são críticas para garantir segurança e confiabilidade em ambientes exigentes.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	Aço EH36	S355J2	A572 Grau 50	Nota Breve de Prós/Contras ou Troca
Propriedade Mecânica Chave	Alta resistência de escoamento	Resistência de escoamento moderada	Alta resistência de escoamento	EH36 oferece tenacidade superior em comparação com S355J2
Aspecto de Corrosão Chave	Regular	Bom	Regular	S355J2 tem melhor resistência à corrosão
Soldabilidade	Excelente	Bom	Bom	Todas as classes são soldáveis, mas o EH36 é preferido para seções mais espessas
Usinabilidade	Moderada	Boa	Boa	S355J2 tem melhor usinabilidade
Formabilidade	Boa	Boa	Boa	Todas as classes são adequadas para conformação
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Moderado	Moderado	Custo varia de acordo com as condições de mercado
Disponibilidade Típica	Comum	Comum	Comum	Todas as classes estão amplamente disponíveis

Ao selecionar o aço EH36, considerações incluem relação custo-benefício, disponibilidade e requisitos específicos de aplicação. Embora o EH36 ofereça excelentes propriedades mecânicas, sua resistência à corrosão pode necessitar de medidas protetoras em certos ambientes. Além disso, sua soldabilidade o torna uma escolha preferida para estruturas complexas, mas classes alternativas podem ser mais adequadas dependendo das necessidades específicas do projeto.

Em resumo, o aço EH36 é um material versátil e robusto, ideal para aplicações marinhas e estruturais, com um equilíbrio de resistência, tenacidade e soldabilidade que atende às demandas da indústria de construção naval.