ZA150 vs ZA200 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

ZA150 e ZA200 são designações comumente encontradas ao selecionar produtos de aço revestido para aplicações estruturais, arquitetônicas e industriais. Engenheiros e equipes de compras frequentemente enfrentam um compromisso entre resistência à corrosão, conformabilidade, soldabilidade e custo ao escolher entre essas duas opções. Os contextos típicos de decisão incluem revestimento externo vs. móveis internos, laminados de estampagem profunda vs. membros estruturais, e montagens soldadas vs. partes aparafusadas ou mecanicamente fixadas.

Diferentemente dos identificadores de grau de aço padrão (por exemplo, S355 ou A36), ZA150 e ZA200 descrevem mais frequentemente produtos de aço revestido com liga de zinco-alumínio, distinguidos principalmente pela massa do revestimento e pelo teor de liga do revestimento. A principal diferença técnica, portanto, reside no sistema de revestimento — sua proporção de liga e massa por unidade de área — que influencia diretamente a proteção contra corrosão, adesão e alguns comportamentos de fabricação.

1. Normas e Designações

• ZA150 / ZA200: Usualmente utilizados como designações comerciais de aço revestido, onde "ZA" indica um revestimento de liga do tipo zinco-alumínio e o sufixo numérico indica a massa nominal do revestimento (comumente expressa em g/m² total em ambos os lados ou por lado, dependendo do fornecedor). Estas não são nomes universais de grau de aço metalúrgico na nomenclatura ASTM/EN/JIS, mas são comumente usados por revestidores de bobinas e centros de serviços de aço.
• Normas e especificações internacionais relevantes que regem os aços revestidos (substrato e revestimentos) incluem:
• Família ASTM A653 / A792 (aço galvanizado por imersão a quente e revestimentos Zn–Al–Mg/Al–Zn) — aborda aços carbono revestidos.
• EN 10346 (aço revestido metalicamente por imersão a quente de forma contínua) — cobre definições de produtos e marcação para aços revestidos.
• Normas JIS e GB (especificações nacionais) que regem substratos laminados a frio e processos de revestimento.
• Identificação por classe de material:
• O material do substrato sob os revestimentos ZA é tipicamente aço carbono (mole) (aço laminado a frio de baixo carbono ou livre de intersticiais) — não inoxidável, ferramenta ou HSLA na maioria das linhas de produtos típicas ZA150/ZA200.
• O revestimento é uma liga (baseada em Zn–Al), portanto, o produto acabado é um produto de aço carbono revestido, em vez de uma classe de aço diferente.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A diferença de desempenho funcional entre ZA150 e ZA200 é controlada predominantemente pela química do revestimento (proporções relativas de Zn, Al, Mg e adições menores) e pela massa do revestimento. A química do substrato de aço é geralmente um aço de baixo carbono convencional otimizado para conformação ou pintura.

Tabela: Áreas de foco de composição típica (substrato vs. revestimento). Nota: composições específicas do fornecedor variam; a tabela fornece a relevância típica dos elementos em vez de valores prescritivos.

Elemento	Substrato típico de aço de baixo carbono (relevância)	Revestimento ZA (tipo Zn–Al) — relevância
C	Baixo (controla resistência e soldabilidade)	Não aplicável
Mn	Presente (controle de resistência/deformação)	Não aplicável
Si	Pequenas quantidades (desoxidação; afeta a umedecimento do revestimento)	Possível traço
P	Baixo (risco de fragilização se alto)	Possível traço
S	Baixo (inclusões afetam a conformabilidade)	Possível traço
Cr	Geralmente ausente (a menos que substrato especial)	Raro em revestimentos ZA (traço, se houver)
Ni	Não relevante para substrato, a menos que ligado	Raro no revestimento
Mo	Não relevante	Raro
V, Nb, Ti	Possível microligação no substrato para resistência	Não relevante
B	Traço no substrato às vezes	Não relevante
N	Controlado no substrato para alguns aços	Não relevante
Zn	Não presente no substrato	Elemento principal do revestimento (maioria)
Al	Não no substrato	Adição de liga ao Zn — melhora o desempenho de barreira e sacrifício
Mg	Não no substrato	Frequentemente adicionado em pequenas quantidades para aumentar a resistência à corrosão e adesão
Outros (Si, Sn, Bi)	Tipicamente traço no substrato	Adições menores usadas por alguns revestidores para ajustar propriedades

Como a liga afeta o desempenho: - Aumentar o teor de Al em um revestimento Zn–Al geralmente melhora a proteção de barreira e a pintabilidade, reduz a ferrugem branca e pode modificar o comportamento de sacrifício. - Pequenas adições de Mg frequentemente melhoram a resistência à corrosão atmosférica e reduzem o desbaste em arranhões. - Maior massa de revestimento (por exemplo, ZA200 vs ZA150) aumenta o zinco sacrificial disponível e estende a vida útil da proteção, tudo o mais sendo igual.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

ZA150 e ZA200 diferem principalmente na microestrutura do revestimento, não na microestrutura do aço em massa (exceto quando substratos especiais são especificados).

• Microestrutura do substrato:
• O aço base para esses produtos revestidos é comumente aço de baixo carbono laminado a frio com uma microestrutura de ferrita–pearlita (ou totalmente ferrítica para aços livres de intersticiais). O tratamento térmico do substrato é tipicamente limitado a ciclos de recozimento usados durante o processamento de laminação a frio; o substrato não é destinado a tratamento adicional de têmpera/recozimento após o revestimento.
• Microestrutura do revestimento:
• Os revestimentos Zn–Al solidificam para formar uma estrutura duplex: uma camada externa de liga Zn–Al e uma camada de reação intermetálica na interface aço-revestimento. O Al reduz a taxa de crescimento e modifica a formação de fases em comparação com o Zn puro, resultando em uma camada intermetálica mais fina e um comportamento de adesão diferente.
• ZA200 (maior massa de revestimento) terá uma camada de liga mais espessa e uma zona intermetálica mais espessa em comparação com ZA150 quando processados de forma idêntica.
• Resposta ao tratamento térmico/processamento:
• Processos de normalização ou têmpera e revenimento não são geralmente aplicados a peças acabadas revestidas porque danificariam o revestimento; a exposição térmica durante o processamento (por exemplo, na conformação ou soldagem) pode levar ao crescimento intermetálico local ou mudanças de espessura.
• Ciclos térmicos durante linhas de galvanização/revestimento contínuas (recozimentos curtos) controlam a umedecimento do revestimento, formação intermetálica e proporções finais de liga.

4. Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas do produto acabado são dominadas pelo aço do substrato; o revestimento contribui marginalmente para a resistência mecânica em massa, mas é crítico para a proteção da superfície.

Tabela: Expectativas comparativas de propriedades mecânicas (faixas típicas para produtos de aço de baixo carbono revestido).

Propriedade	ZA150 (aço de baixo carbono revestido típico)	ZA200 (aço de baixo carbono revestido típico)
Resistência à tração (MPa)	Faixa típica do substrato (por exemplo, 220–420) — revestimento negligenciável	Mesma faixa controlada pelo substrato
Resistência de escoamento (MPa)	Controlada pelo substrato (por exemplo, 140–350)	Mesma
Alongamento (%)	Controlada pelo substrato (por exemplo, 15–40%)	Mesma
Dureza ao impacto	Dependente do substrato; o revestimento tem pouco efeito em temperaturas ambientes	Mesma
Dureza da superfície	Revestimento ligeiramente mais duro que o Zn puro, dependendo do teor de Al	Dureza de superfície ligeiramente maior com revestimento mais espesso/mais ligado

Qual é mais forte, mais resistente, mais dúctil e por quê: - A resistência/resiliência/ductilidade derivam da metalurgia do substrato. Quando ZA150 e ZA200 usam substratos idênticos, as diferenças nas propriedades mecânicas são negligenciáveis. - O revestimento influencia a dureza da superfície e o comportamento de desgaste/corte local; um revestimento ZA200 mais espesso pode mostrar resistência marginalmente maior à abrasão da camada superficial. - A ductilidade/conformabilidade pode ser afetada pela massa do revestimento e pela liga: revestimentos mais pesados e camadas intermetálicas mais frágeis podem reduzir o desempenho de conformação por estiramento e promover a fissuração do revestimento durante deformações severas.

5. Soldabilidade

A soldabilidade é governada em grande parte pela química do substrato (carbono e outros elementos de endurecimento) e pela presença e composição do revestimento.

• Carbono e endurecimento:
• Maior teor de carbono e elementos de liga aumentam o risco de fissuração na zona de solda. Muitos produtos revestidos com ZA usam substratos de baixo carbono e baixa liga para manter boa soldabilidade.
• Efeitos do revestimento:
• Os revestimentos introduzem zinco na poça de solda durante a soldagem a arco, o que pode causar porosidade, aumento de respingos e defeitos relacionados à vaporização. Revestimentos mais espessos (ZA200) geram mais zinco na junta do que revestimentos mais finos (ZA150), aumentando o potencial para esses problemas.
• Fórmulas de avaliação (uso qualitativo):
• Índice de equivalente de carbono (IIW): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ Use isso para avaliar a soldabilidade do substrato: maior $CE_{IIW}$ → maiores requisitos de pré-aquecimento e tratamento pós-solda.
• Pcm para suscetibilidade a fissuração a frio: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$ Maior $P_{cm}$ aumenta o risco de fissuração a frio assistida por hidrogênio.
• Implicações práticas:
• Para soldagem a arco manual e robótica, a remoção limpa do revestimento na área de solda ou processos de soldagem apropriados (por exemplo, MIG com maior velocidade de deslocamento, soldagem a laser ou uso de fluxos/preenchimentos projetados para aço galvanizado) mitigam problemas.
• Pré-aquecimento, controle de entrada de calor e limpeza pós-solda são mitigações comuns. ZA200 pode exigir medidas mais agressivas do que ZA150 para o mesmo projeto de junta devido ao maior teor de zinco na solda.

6. Corrosão e Proteção da Superfície

Os revestimentos ZA têm a intenção de melhorar a proteção contra corrosão atmosférica em comparação com o aço não revestido. Eles operam por uma combinação de proteção de barreira e proteção galvânica (sacrificial).

• Para substratos não inoxidáveis:
• As estratégias de proteção incluem a escolha da liga de revestimento (formulações Zn–Al–Mg), massa do revestimento (ZA150 vs ZA200), pintura ou revestimentos de conversão sobre a camada ZA, e tratamento de bordas.
• Uma massa de revestimento mais espessa (ZA200) aumenta a vida útil sob o mesmo ambiente porque mais material sacrificial está disponível e a camada de barreira é mais robusta.
• Índice inoxidável (PREN) não aplicável:
• Para ligas inoxidáveis, o PREN avalia a resistência à corrosão por picotamento: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Produtos revestidos com ZA não são aços inoxidáveis; portanto, o PREN não é relevante para ZA150/ZA200.
• Orientação prática:
• Selecione ZA200 para ambientes externos ou costeiros mais severos se uma maior massa de revestimento e possivelmente ligações modificadas (por exemplo, adições de Mg) estiverem disponíveis.
• Para sistemas pintados, um revestimento ZA de maior qualidade proporciona melhor adesão a longo prazo e comportamento de barreira.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Corte (cisalhamento, laser, plasma):
• Revestimentos mais espessos (ZA200) podem produzir mais escória e afetar a qualidade da borda. Os parâmetros de corte a laser precisam de ajuste para levar em conta a composição e a espessura do revestimento.
• Conformação e dobra:
• ZA150 geralmente oferece melhor conformabilidade em peças altamente trabalhadas devido à menor espessura do revestimento e camadas intermetálicas mais finas; ZA200 pode ser mais propenso à fissuração e pulverização do revestimento em dobras apertadas.
• Use cupons de teste para operações de conformação críticas para confirmar o comportamento do revestimento sob a tensão pretendida.
• Maquinabilidade:
• Produtos revestidos são tipicamente cortados ou perfurados antes da usinagem pesada; usinar através do revestimento é possível, mas produz desgaste adicional da ferramenta e requer controle de aparas para ligas de zinco.
• Acabamento:
• Sistemas de pintura aderem efetivamente a revestimentos Zn–Al, mas a preparação da superfície e os tratamentos de passivação são importantes para uma qualidade de acabamento consistente.

8. Aplicações Típicas

ZA150 (revestimento mais leve)	ZA200 (revestimento mais pesado)
Chassis de aparelhos internos, dutos de HVAC internos, painéis pintados com ambientes controlados	Telhados e fachadas externos em atmosferas moderadamente agressivas
Painéis internos automotivos onde a conformabilidade e a pintabilidade são críticas	Acabamentos de construção, calhas e revestimentos externos que requerem vida útil prolongada contra corrosão
Peças estampadas de leve carga, onde o custo é priorizado em relação à vida máxima	Placas de sinalização externas, instalações costeiras ou industriais que necessitam de proteção extra

Racional de seleção: - Escolha ZA150 quando alta conformabilidade, menor custo e proteção adequada para ambientes brandos forem requisitos primários. - Escolha ZA200 quando vida útil prolongada contra corrosão, maior reserva sacrificial e ação de barreira mais robusta forem prioridades, apesar do custo ligeiramente mais alto e possíveis reduções no desempenho de conformação severa.

9. Custo e Disponibilidade

• Fatores de custo:
• Massa do revestimento (ZA200 > ZA150) — mais liga consumida, maior custo de material.
• Complexidade da liga (adições adicionais de Al/Mg aumentam o custo).
• Processamento e certificação do fornecedor.
• Disponibilidade:
• Tanto ZA150 quanto ZA200 estão comumente disponíveis de grandes revestidores de bobinas e centros de serviços em formas padrão de chapa/bobina. Formulações de liga personalizadas ou revestimentos muito espessos podem ser fatores de tempo de entrega.
• Formas de produto:
• Comumente oferecido como bobina, chapa e bobina pré-pintada (PPCP). Revestimentos mais espessos podem ser menos comuns em espessuras mais finas ou em variantes de liga especial.

10. Resumo e Recomendação

Tabela: Comparação rápida

Característica	ZA150	ZA200
Soldabilidade (prática)	Mais fácil (menos zinco na solda)	Mais desafiador (mais vaporização de zinco)
Resistência–Dureza (substrato)	Controlada pelo substrato; similar	Controlada pelo substrato; similar
Proteção contra corrosão	Vida útil menor que ZA200	Maior reserva sacrificial e vida mais longa
Conformabilidade	Melhor para conformação severa	Reduzida para conformação severa (maior risco de fissuração do revestimento)
Custo	Menor	Maior

Recomendações: - Escolha ZA150 se: - Você precisa de conformabilidade superior e raios de dobra apertados em painéis ou peças estampadas. - O ambiente de serviço é brando a moderado e a otimização de custos é importante. - A frequência de soldagem e a gestão da qualidade da solda favorecem uma menor massa de revestimento. - Escolha ZA200 se: - Uma vida útil mais longa contra corrosão atmosférica é necessária (ambientes externos, costeiros ou industriais). - O projeto prioriza a longevidade do revestimento e a redução da manutenção em relação ao aumento marginal de custo. - Juntas soldadas são minimizadas ou procedimentos de soldagem são otimizados para lidar com maior teor de zinco.

Nota final: ZA150 e ZA200 são melhor avaliados como escolhas de sistema revestido, em vez de graus de aço base distintos. Para projetos críticos, solicite folhas de dados do fornecedor mostrando a massa nominal do revestimento (g/m²), composição detalhada da liga do revestimento, dados de teste de adesão e corrosão, e realize testes de conformação/soldagem com materiais destinados à produção antes da seleção final.