A36 vs A992 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

ASTM A36 e ASTM A992 são dois dos aços estruturais mais frequentemente especificados em construção e fabricação pesada. Engenheiros e equipes de compras comumente ponderam as compensações entre custo, resistência de escoamento e resistência à tração, soldabilidade e tenacidade ao escolher entre eles. Os contextos típicos de decisão incluem a especificação de colunas e membros de flange largo para edifícios (onde maior resistência de escoamento e comportamento previsível são priorizados) versus placas, ângulos e elementos estruturais gerais onde o custo e a ampla disponibilidade são mais importantes.

A principal diferença prática é que A992 é um grau de aço estrutural moderno, de resistência controlada e baixo teor de liga, otimizado para formas de flange largo e aplicações de alta resistência; A36 é um aço estrutural de carbono mais antigo e de uso geral com menor resistência mínima e uma química mais simples. Por causa disso, A992 é frequentemente preferido para formas estruturais de edifícios, enquanto A36 continua amplamente utilizado para placas, barras e aplicações estruturais gerais.

1. Normas e Designações

• ASTM/ASME:
• A36 — "Especificação Padrão para Aço Estrutural de Carbono" (amplamente utilizado para placas, formas, barras e seções).
• A992 — "Especificação Padrão para Formas de Aço Estrutural" (especificamente direcionado a formas estruturais como vigas e colunas de flange largo).
• EN (Europeu): aços amplamente equivalentes incluem as famílias S275/S355 (mas o mapeamento direto um-para-um não é exato).
• JIS / GB: outras normas nacionais classificam aços comparáveis em famílias de aço estrutural de baixo carbono ou baixo teor de liga; a equivalência direta deve ser verificada por requisitos de química e propriedades mecânicas.

Classificação: - A36 — aço estrutural de carbono. - A992 — aço estrutural estilo HSLA (baixo teor de liga, aço estrutural de química controlada).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Tabela: Composição química típica (wt%). Os valores mostrados são limites representativos ou faixas típicas referenciadas na prática; sempre confirme com o certificado do moinho ou a norma controladora para um calor/produto específico.

Elemento	A36 (típico por prática comum)	A992 (típico por ASTM A992)
C (Carbono)	≤ ~0.25–0.29 (máx)	≤ ~0.23 (máx)
Mn (Manganês)	~0.8–1.2	até ~1.35 (controlado)
Si (Silício)	≤ ~0.40	≤ 0.40
P (Fósforo)	≤ 0.04	≤ 0.035
S (Enxofre)	≤ 0.05	≤ 0.040
Cr (Cromo)	não adicionado intencionalmente (traço)	não adicionado intencionalmente (traço)
Ni (Níquel)	apenas traço	apenas traço
Mo (Molibdênio)	apenas traço	apenas traço
V (Vanádio)	traço / não especificado	microalotamento limitado permitido (quantidades controladas)
Nb (Nióbio)	traço / não especificado	pode estar presente em pequenas quantidades controladas
Ti (Titânio)	traço / não especificado	pode estar presente em pequenas quantidades controladas
B (Boro)	apenas traço	apenas traço
N (Nitrogênio)	apenas traço	controlado (afeta a eficácia do microalotamento)

Como o loteamento afeta o comportamento: - O carbono e o manganês determinam principalmente a resistência e a temperabilidade: maior teor de carbono aumenta a resistência, mas reduz a soldabilidade e a ductilidade. - O silício é um desoxidante e influencia ligeiramente a resistência; excesso de Si pode afetar a soldabilidade e a qualidade da superfície. - O fósforo e o enxofre são mantidos baixos para preservar a tenacidade e melhorar a soldabilidade. - A992 utiliza química controlada e pequenas adições de microalotamento (V, Nb, Ti em quantidades controladas) para aumentar a resistência de escoamento e melhorar a tenacidade sem alto teor de carbono, permitindo maior resistência com soldabilidade e tenacidade aceitáveis — esta é a estratégia HSLA.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Processamento típico do moinho: - A36: produzido como laminado a quente, normalização não é exigida pela norma; a microestrutura é geralmente ferrita + perlita com grãos de ferrita grossos dependendo da laminação e resfriamento. Nenhum fortalecimento microalotado intencional. - A992: produzido por laminação controlada e gerenciamento térmico com possível microalotamento; a microestrutura é ferrita refinada com precipitados finamente dispersos de elementos de microalotamento que aumentam a resistência de escoamento e a tenacidade.

Resposta ao tratamento térmico: - Ambos os graus são normalmente fornecidos na condição como laminados para formas estruturais. A prática padrão não inclui resfriamento e têmpera para nenhum dos graus quando usados como formas estruturais padrão. - A normalização (aquecimento e resfriamento controlado) pode refinar o tamanho dos grãos e melhorar a tenacidade para ambos os aços, mas formas comerciais geralmente são entregues sem normalização pós-laminação. - Resfriamento e têmpera ou tratamentos termo-mecânicos mais severos não são típicos ou exigidos para A36 ou A992; tais tratamentos moveriam o material para uma classificação de grau diferente (por exemplo, aços de baixo teor de liga resfriados e temperados). - A laminação termo-mecânica mais microalotamento em A992 resulta em tamanho de grão mais fino e melhor tenacidade a uma determinada resistência em comparação com A36 produzido por laminação convencional.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela: Propriedades mecânicas típicas (os valores são mínimos representativos ou faixas típicas; consulte a norma ou o relatório de teste do moinho para valores específicos do contrato).

Propriedade	A36 (típico)	A992 (típico)
Resistência de Escoamento	36 ksi (≈ 250 MPa) (mínimo)	50 ksi (≈ 345 MPa) (mínimo para formas)
Resistência à Tração	58–80 ksi (≈ 400–550 MPa) faixa típica	~65–90 ksi (≈ 450–620 MPa) faixa típica
Alongamento (em 2 in / 50 mm)	~20% (varia com a espessura)	~18% (varia com a forma e a espessura)
Tenacidade ao Impacto	Não especificado uniformemente; tipicamente inferior ao A992 em baixa temperatura	Controlado para fornecer melhor tenacidade ao entalhe em temperaturas mais baixas para aplicações de construção
Dureza	Típico na faixa de aço macio (HB ~120–160)	Levemente superior devido ao microalotamento e processamento controlado

Interpretação: - A992 é mais forte por design (maior resistência mínima e maiores alvos de tração), permitindo membros estruturais mais leves e rígidos para as mesmas cargas. - A992 geralmente oferece uma melhor combinação de resistência–tenacidade do que A36 devido ao microalotamento e laminação controlada; A36 é mais dúctil em resistências baixas a moderadas. - Para a mesma área de seção transversal, seções A992 suportam cargas mais altas ou permitem economia de peso.

5. Soldabilidade

A soldabilidade depende do equivalente de carbono e do microalotamento. Dois índices úteis são mostrados abaixo.

$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - A36 geralmente tem um teor de carbono ligeiramente mais alto do que A992, o que tende a elevar seu equivalente de carbono e, portanto, pode aumentar o risco de trincas a frio em seções pesadas ou com certos procedimentos de soldagem. - O menor teor de carbono e o microalotamento controlado de A992 geralmente o tornam pelo menos tão soldável quanto A36 para processos de soldagem estrutural comuns, desde que o controle de pré-aquecimento e resfriamento pós-soldagem adequado seja utilizado para seções grossas. Elementos de microalotamento (V, Nb, Ti) podem aumentar a temperabilidade localmente, então para seções muito grossas ou soldas altamente restritas, a atenção ao pré-aquecimento e ao resfriamento controlado continua sendo importante. - Use o conceito de equivalente de carbono (como acima) para comparar calores e espessuras específicas e para selecionar pré-aquecimento/pós-aquecimento, metal de adição e especificação do procedimento de soldagem (WPS). - Para soldas críticas ou de seções grossas, siga WPS qualificado e considere controle de hidrogênio, pré-aquecimento e gerenciamento da temperatura entre passes.

6. Corrosão e Proteção da Superfície

• Nem A36 nem A992 são aços inoxidáveis; ambos dependem da proteção da superfície para resistência à corrosão.
• Proteções comuns: galvanização a quente (revestimento de Zn), revestimentos orgânicos (tintas, primers epóxi), metalização (spray de zinco ou alumínio) e sistemas sacrificial ou de barreira para ambientes atmosféricos ou marinhos.
• PREN (número equivalente de resistência à corrosão por pite) não é aplicável a esses aços não inoxidáveis. Para referência, a seleção de inox utiliza: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ mas este índice não se aplica a A36/A992.
• Orientação para seleção: escolha a proteção contra corrosão com base na classificação do ambiente, vida útil esperada e estratégia de manutenção. A galvanização é comum para membros estruturais expostos ao clima.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Formabilidade

• Corte: ambos os graus são usináveis de forma semelhante por corte a fogo, plasma, oxi-combustível e serra abrasiva; A992 pode apresentar desgaste de ferramenta ligeiramente maior relacionado à resistência.
• Dobra/formação: a menor resistência de A36 torna um pouco mais fácil dobrar sem retorno; a maior resistência de A992 produz mais retorno e pode exigir maior força de formação ou raios de dobra maiores.
• Maquinabilidade: ambos são usináveis com ferramentas comuns; a maior resistência de A992 e os precipitados de microalotamento podem reduzir marginalmente a vida útil da ferramenta em comparação com A36.
• Acabamento: ambos aceitam pintura e revestimentos de forma semelhante; a escala de superfície da laminação a quente deve ser considerada na preparação do revestimento.

8. Aplicações Típicas

A36 — Usos Típicos	A992 — Usos Típicos
Placa estrutural geral, canais, ângulos, barras, construção leve onde a resistência mínima é suficiente e o custo é uma prioridade	Vigas e colunas de flange largo em estruturas de edifícios, onde maior resistência mínima e propriedades de seção previsíveis são necessárias
Fabricação de quadros de máquinas, membros não críticos e componentes estruturais secundários	Formas de aço estrutural em edifícios de vários andares, projetos sensíveis a terremotos e vento, colunas e vigas de carga pesada
Componentes estruturais diversos, placas de base, escoramentos, escadas e plataformas	Membros primários de suporte de carga onde o código ou o projeto exige 50 ksi de resistência mínima e tenacidade aprimorada

Racional de seleção: - Escolha A992 quando os códigos estruturais ou cálculos de projeto exigirem aço de 50 ksi de resistência ou quando a economia de peso através de seções menores for benéfica. - Escolha A36 para placas, ângulos e seções de uso geral de menor custo onde 36 ksi de resistência é adequado.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo: A992 é geralmente precificado um pouco mais alto por tonelada do que A36 devido ao controle mais rigoroso da química e à intenção para formas; no entanto, o uso de A992 pode reduzir o custo total do projeto ao permitir seções menores e menos tonelagem de aço.
• Disponibilidade: A36 é onipresente em placas, barras e formas diversas; A992 está amplamente disponível para formas de flange largo laminadas e é o grau comumente especificado para formas de construção na América do Norte.
• Formas de produto: A36 é comumente fornecido em placas, barras, chapas e formas diversas; A992 é especificamente destinado e amplamente disponível para formas estruturais laminadas (flange largo).

10. Resumo e Recomendação

Tabela: Comparação rápida

Métrica	A36	A992
Soldabilidade	Boa para fabricações comuns; observe CE em seções grossas	Boa, muitas vezes melhor que A36 devido ao menor C; microalotamento requer controles de soldagem padrão
Resistência–Tenacidade	Resistência menor (36 ksi), tenacidade adequada	Resistência maior (50 ksi), melhor equilíbrio de resistência–tenacidade devido ao processamento controlado
Custo	Menor por tonelada; muito amplamente disponível	Pequeno prêmio por tonelada, mas pode reduzir o tamanho da seção e o peso total

Recomendações: - Escolha A36 se: - O projeto permitir 36 ksi (250 MPa) de resistência mínima e você priorizar o menor custo inicial do material ou precisar de placas/barras/ângulos em fabricação geral. - As peças forem membros primários não críticos, ou ao usar formas de placa e barra onde A36 é a prática padrão.

• Escolha A992 se:
• Você estiver especificando formas de flange largo laminadas ou membros primários de construção que se beneficiem de uma resistência mínima de 50 ksi (345 MPa) e tenacidade aprimorada.
• Você quiser propriedades de material previsíveis e controladas para aplicações estruturais sísmicas ou de alta demanda, e valorizar tamanhos de seção reduzidos ou economia de peso.

Nota final: Sempre verifique o texto da norma controladora e o certificado de teste do moinho para o calor específico, espessura e forma do produto que está sendo adquirido. Para procedimentos de soldagem, juntas pesadas ou restritas, ou serviço a baixa temperatura, calcule os valores relevantes de equivalente de carbono e qualifique os parâmetros de soldagem de acordo.