Aço SAE 1112: Propriedades e Principais Aplicações

O aço SAE 1112 é classificado como um aço liga de baixo carbono, conhecido principalmente por sua usinabilidade e versatilidade em várias aplicações de engenharia. Este grau de aço contém um teor de carbono relativamente baixo, tipicamente em torno de 0,10% a 0,15%, o que contribui para sua excelente ductilidade e conformabilidade. Os principais elementos de liga no SAE 1112 incluem manganês (Mn), que melhora a temperabilidade e a resistência, e enxofre (S), que melhora a usinabilidade.

Visão Geral Abrangente

O SAE 1112 é particularmente valorizado no setor de manufatura por seu equilíbrio de resistência, ductilidade e usinabilidade. É frequentemente utilizado em aplicações que requerem processos de usinagem complexos, como a produção de engrenagens, eixos e fixadores. O baixo teor de carbono do aço permite boa soldabilidade e conformabilidade, tornando-o adequado para várias técnicas de fabricação.

Vantagens do SAE 1112:
- Excelente Usinabilidade: A presença de enxofre melhora a usinabilidade do aço, tornando mais fácil cortá-lo e moldá-lo.
- Boa Ductilidade: Seu baixo teor de carbono proporciona boas propriedades de elongação, permitindo deformação sem fratura.
- Aplicações Versáteis: Adequado para uma ampla gama de aplicações nos setores automotivo e industrial.

Limitações do SAE 1112:
- Dureza Limitada: Comparado a aços de carbono mais alto, o SAE 1112 pode não alcançar os mesmos níveis de dureza, limitando seu uso em aplicações de alto desgaste.
- Resistência à Corrosão: Não possui resistência à corrosão significativa, tornando-o menos adequado para ambientes propensos à ferrugem e oxidação.

Historicamente, o SAE 1112 tem sido um elemento fundamental na produção de componentes de precisão devido às suas propriedades favoráveis e facilidade de processamento. Sua posição no mercado permanece forte, particularmente em indústrias onde alta produção em volume e precisão são críticas.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Grau	País/Região de Origem	Anotações/Observações
UNS	G11120	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 1112
AISI/SAE	1112	EUA	Comumente usado na indústria automotiva
ASTM	A108	EUA	Especificação padrão para barras de aço carbono acabado a frio
EN	1.0402	Europa	Diferenças composicionais menores a serem observadas
JIS	S10C	Japão	Propriedades semelhantes, mas aplicações diferentes
ISO	10120	Internacional	Equivalente geral para aço de baixo carbono

As diferenças entre esses graus podem afetar a seleção com base em requisitos de aplicação específicos. Por exemplo, enquanto AISI 1112 e UNS G11120 estão intimamente relacionados, este último pode ter um teor de enxofre ligeiramente diferente, impactando a usinabilidade.

Propriedades Principais

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Porcentagem (%)
C (Carbono)	0,10 - 0,15
Mn (Manganês)	0,30 - 0,60
S (Enxofre)	0,15 - 0,35
P (Fósforo)	≤ 0,04
Fe (Ferro)	Equilíbrio

O papel principal dos elementos de liga chave no SAE 1112 inclui:
- Carbono (C): Proporciona resistência e dureza; no entanto, seu baixo teor garante boa ductilidade.
- Manganês (Mn): Melhora a temperabilidade e a resistência à tração, contribuindo para as propriedades mecânicas gerais.
- Enxofre (S): Melhora a usinabilidade promovendo a formação de aparas durante os processos de corte.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Tratamento	Valor Típico/Faixa (Métrico)	Valor Típico/Faixa (Imperial)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	370 - 480 MPa	54 - 70 ksi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (0,2% de deslocamento)	Recozido	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Elongação	Recozido	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Dureza (Rockwell B)	Recozido	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	ASTM E18
Resistência ao Impacto (Charpy)	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o SAE 1112 adequado para aplicações que requerem boa resistência e ductilidade sob carga mecânica. Sua porcentagem de elongação relativamente alta indica que pode suportar deformação significativa antes da falha, tornando-o ideal para componentes sujeitos a cargas dinâmicas.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Ponto de Fusão/Intervalo	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Condutividade Térmica	20°C	50 W/m·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Térmica Específica	20°C	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	20°C	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in

A importância prática da densidade e do ponto de fusão do SAE 1112 é crucial para aplicações que envolvem processos de alta temperatura, como forjamento e fundição. Sua condutividade térmica indica que pode dissipar calor de forma eficiente, o que é benéfico em operações de usinagem para evitar superaquecimento.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Avaliação de Resistência	Anotações
Água	-	Ambiente	Regular	Susceptível à ferrugem
Ácidos (HCl)	10%	25°C/77°F	Pobre	Risco de picotamento
Álcali (NaOH)	5%	25°C/77°F	Regular	Resistência moderada
Cloretos (NaCl)	3%	25°C/77°F	Pobre	Risco de fratura por corrosão sob tensões

O SAE 1112 apresenta resistência à corrosão limitada, particularmente em ambientes ácidos e de cloretos. É suscetível à ferrugem em condições úmidas e pode sofrer picotamento na presença de cloretos. Comparado a aços inoxidáveis como o AISI 304, que oferece excelente resistência à corrosão, o SAE 1112 é menos adequado para aplicações em ambientes corrosivos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	300°C	572°F	A partir disso, as propriedades podem se degradar
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	400°C	752°F	Exposição de curto prazo pode ser tolerada
Temperatura de Escamação	600°C	1112°F	Risco de oxidação em temperaturas elevadas
A considerações sobre resistência ao fluência começam em	400°C	752°F	A fluência pode se tornar significativa

Em temperaturas elevadas, o SAE 1112 mantém propriedades mecânicas razoáveis, mas pode sofrer oxidação e escamação, particularmente acima de 400°C. Isso pode levar a uma redução na resistência e ductilidade, tornando-o menos adequado para aplicações de alta temperatura em comparação com aços de liga mais altos.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Enchimento Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Anotações
MIG	ER70S-6	mistura de argônio + CO2	Bom para seções finas
TIG	ER70S-2	Argônio puro	Requer pré-aquecimento
Stick (SMAW)	E7018	-	Adequado para uso geral

O SAE 1112 é geralmente considerado como tendo boa soldabilidade, particularmente com processos MIG e TIG. O pré-aquecimento pode ser necessário para evitar trincas, especialmente em seções mais espessas. O tratamento térmico pós-soldagem pode ajudar a aliviar tensões e melhorar o desempenho geral da solda.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	SAE 1112	Aço de Referência (AISI 1212)	Anotações/Dicas
Índice de Usinabilidade Relativa	100	130	O SAE 1112 é menos usinável do que o AISI 1212
Velocidade de Corte Típica	30 m/min	40 m/min	Ajustar para desgaste da ferramenta

O SAE 1112 oferece boa usinabilidade, embora seja ligeiramente menos favorável do que o AISI 1212. Velocidades de corte e ferramentas ideais devem ser selecionadas para minimizar o desgaste e maximizar a eficiência durante as operações de usinagem.

Conformabilidade

O SAE 1112 apresenta boa conformabilidade, tornando-o adequado para processos de conformação a frio e a quente. Pode ser facilmente dobrado e moldado sem risco significativo de trinca. A taxa de endurecimento por trabalho é moderada, permitindo alguma deformação antes de atingir o ponto de escoamento.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Propósito Primário / Resultado Esperado
Recozimento	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 horas	Ar	Melhorar ductilidade e reduzir dureza
Normalização	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1 - 2 horas	Ar	Refinar a estrutura do grão
Tempera	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1 hora	Óleo ou Água	Aumentar a dureza

Durante o tratamento térmico, o SAE 1112 passa por transformações metalúrgicas que melhoram suas propriedades. O recozimento amolece o aço, melhorando a ductilidade, enquanto a normalização refina a estrutura do grão, levando a uma melhora na tenacidade. A têmpera pode aumentar a dureza, mas pode exigir um revenimento para aliviar tensões.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Automotivo	Engrenagens	Alta usinabilidade, boa ductilidade	Componentes de precisão
Manufatura	Fixadores	Excelente conformabilidade, soldabilidade	Produção em alto volume
Aeroespacial	Componentes estruturais	Boa relação resistência/peso	Aplicações leves
Máquinas	Eixos	Alta resistência à tração, boa resistência ao impacto	Durabilidade sob carga

Outras aplicações incluem:
- Construção: Utilizado em componentes estruturais devido à sua resistência e facilidade de fabricação.
- Eletrônica: Componentes que requerem usinagem precisa e produção de baixo custo.

O SAE 1112 é escolhido para essas aplicações devido ao seu equilíbrio favorável de propriedades, tornando-o ideal para produção em alto volume onde precisão e custo-efetividade são críticos.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	SAE 1112	AISI 1018	AISI 1212	Nota Breve sobre Prós/Contras ou Troca
Propriedade Mecânica Chave	Resistência Moderada	Resistência Inferior	Resistência Superior	1212 oferece melhor usinabilidade
Aspecto Chave da Corrosão	Regular	Regular	Pobre	Todos os graus têm resistência à corrosão limitada
Soldabilidade	Boa	Boa	Regular	1212 pode exigir cuidados especiais
Usinabilidade	Boa	Moderada	Excelente	1212 é superior para usinagem
Conformabilidade	Boa	Boa	Regular	1212 é menos conformável
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Baixo	Alto	Custo varia com a demanda do mercado
Disponibilidade Típica	Comum	Muito Comum	Menos Comum	1018 está amplamente disponível

Ao selecionar o SAE 1112, considerações incluem custo-efetividade, disponibilidade e requisitos de desempenho específicos. Seu custo moderado e boa disponibilidade tornam-no uma escolha prática para muitas aplicações. No entanto, para ambientes que requerem maior resistência à corrosão ou resistência ao desgaste, graus alternativos podem ser mais adequados.

Em resumo, o aço SAE 1112 é um aço liga de baixo carbono versátil que se destaca em usinabilidade e conformabilidade, tornando-se uma escolha popular em várias indústrias. Compreender suas propriedades e limitações é crucial para a seleção do material certo para aplicações específicas.