1035 Aço: Visão Geral das Propriedades e Principais Aplicações
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O aço 1035 é classificado como um aço liga de carbono médio, composto principalmente de ferro com um teor de carbono de aproximadamente 0,30% a 0,40%. Esta classe de aço é conhecida por seu equilíbrio de resistência, ductilidade e dureza, tornando-a adequada para uma variedade de aplicações de engenharia. Os principais elementos de liga no aço 1035 incluem manganês, que melhora a capacidade de endurecimento e resistência, e silício, que melhora a desoxidação durante a produção do aço.
Visão Geral Abrangente
O aço 1035 exibe várias características significativas que definem sua utilidade em aplicações de engenharia. Possui boa usinabilidade, soldabilidade e pode ser tratado termicamente para alcançar níveis de dureza mais altos. As propriedades mecânicas do aço, como resistência à tração e resistência ao escoamento, podem ser aprimoradas através de processos como resfriamento e revenimento, tornando-o versátil para diversas aplicações estruturais.
Vantagens do Aço 1035:
- Resistência e Dureza: Oferece um bom equilíbrio entre resistência e dureza, tornando-o adequado para peças que requerem resistência ao desgaste.
- Soldabilidade: Pode ser soldado utilizando métodos comuns, o que é vantajoso para a fabricação.
- Tratabilidade Térmica: Pode ser tratado termicamente para melhorar as propriedades mecânicas, permitindo desempenho personalizado em aplicações específicas.
Limitações do Aço 1035:
- Resistência à Corrosão: Resistência moderada à corrosão, o que pode limitar seu uso em ambientes altamente corrosivos sem revestimentos protetores.
- Britelidade em Altos Níveis de Dureza: Quando tratado termicamente para altas durezas, pode se tornar quebradiço, exigindo consideração cuidadosa no design.
Historicamente, o aço 1035 tem sido utilizado em aplicações como componentes automotivos, peças de maquinaria e aplicações estruturais devido às suas propriedades mecânicas favoráveis e facilidade de fabricação.
Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes
Organização Padrão | Designação/Grau | País/Região de Origem | Notas/Observações |
---|---|---|---|
UNS | G10350 | USA | Equivalente mais próximo do AISI 1035 |
AISI/SAE | 1035 | USA | Aço de carbono médio com boa capacidade de endurecimento |
ASTM | A29/A29M | USA | Especificações gerais para aço carbono |
EN | C35E | Europa | Composição semelhante, pequenas diferenças nas propriedades mecânicas |
JIS | S35C | Japão | Grau comparável com pequenas variações no teor de carbono |
A tabela acima destaca várias designações para o aço 1035 em diferentes normas. Embora esses graus possam ser considerados equivalentes, pequenas diferenças na composição e nas propriedades mecânicas podem afetar o desempenho em aplicações específicas. Por exemplo, o JIS S35C pode ter características de capacidade de endurecimento ligeiramente diferentes em comparação com o AISI 1035, o que pode influenciar a seleção com base no uso pretendido.
Propriedades Chave
Composição Química
Elemento (Símbolo e Nome) | Faixa de Percentagem (%) |
---|---|
C (Carbono) | 0,30 - 0,40 |
Mn (Manganês) | 0,60 - 0,90 |
Si (Silício) | 0,15 - 0,40 |
P (Fósforo) | ≤ 0,04 |
S (Enxofre) | ≤ 0,05 |
Os principais elementos de liga no aço 1035 incluem:
- Carbono (C): Aumenta a dureza e a resistência através do tratamento térmico.
- Manganês (Mn): Melhora a capacidade de endurecimento e a resistência à tração, contribuindo para o desempenho geral do aço.
- Silício (Si): Funciona como desoxidante durante a produção de aço e aumenta a resistência.
Propriedades Mecânicas
Propriedade | Condição/Temperatura | Temperatura de Teste | Valor/Tamanho Típico (Métrico) | Valor/Tamanho Típico (Imperial) | Norma de Referência para Método de Teste |
---|---|---|---|---|---|
Resistência à Tração | Revenido | Temperatura Ambiente | 580 - 700 MPa | 84 - 102 ksi | ASTM E8 |
Resistência ao Escoamento (offset de 0,2%) | Revenido | Temperatura Ambiente | 310 - 450 MPa | 45 - 65 ksi | ASTM E8 |
Alongamento | Revenido | Temperatura Ambiente | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
Dureza (Brinell) | Revenido | Temperatura Ambiente | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
Resistência ao Impacto (Charpy) | Revenido | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
As propriedades mecânicas do aço 1035 o tornam adequado para aplicações que requerem resistência moderada e boa ductilidade. Suas resistências à tração e ao escoamento permitem que ele suporte cargas significativas, enquanto seu alongamento indica boa moldabilidade. Os valores de dureza sugerem que ele pode ser usado em aplicações onde a resistência ao desgaste é essencial.
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 BTU·in/h·ft²·°F |
Capacidade Térmica 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 ponto de fusão, são críticas para aplicações envolvendo altas temperaturas. A condutividade térmica indica que o aço 1035 pode dissipar calor de forma eficaz, o que é benéfico em aplicações onde o gerenciamento térmico é essencial.
Resistência à Corrosão
Agente Corrosivo | Concentração (%) | Temperatura (°C) | Classificação de Resistência | Notas |
---|---|---|---|---|
Atmosférico | - | - | Regular | Susceptível a ferrugem |
Cloretos | - | 25°C (77°F) | Pobre | Risco de corrosão em pites |
Ácidos | - | 20°C (68°F) | Pobre | Não recomendado |
Alcalinos | - | 20°C (68°F) | Regular | Resistência moderada |
O aço 1035 apresenta resistência moderada à corrosão, particularmente em condições atmosféricas. No entanto, é suscetível à corrosão em pites em ambientes de cloreto e não deve ser utilizado em condições ácidas sem revestimentos protetores. Comparado a aços inoxidáveis, como 304 ou 316, a resistência à corrosão do aço 1035 é significativamente inferior, tornando-o menos adequado para aplicações em ambientes marinhos ou altamente corrosivos.
Resistência ao Calor
Propriedade/Limite | Temperatura (°C) | Temperatura (°F) | Observações |
---|---|---|---|
Temp. Máx. de Serviço Contínuo | 400°C | 752°F | Adequado para aplicações de temperatura moderada |
Temp. Máx. de Serviço Intermitente | 450°C | 842°F | Exposição a curto prazo apenas |
Temperatura de Escalonamento | 600°C | 1112°F | Risco de oxidação acima desse limite |
Em altas temperaturas, o aço 1035 pode manter suas propriedades mecânicas até cerca de 400°C (752°F). Além dessa temperatura, o risco de oxidação e escalonamento aumenta, o que pode comprometer a integridade do material. Portanto, é essencial considerar o ambiente operacional ao selecionar este aço para aplicações em altas temperaturas.
Propriedades de Fabricação
Soldabilidade
Processo de Soldagem | Metal de Adição Recomendada (Classificação AWS) | Gás/Fluxo de Proteção Típico | Notas |
---|---|---|---|
MIG | ER70S-6 | Mistura de Argônio + CO2 | Bom para seções finas |
TIG | ER70S-2 | Argônio | Excelente para trabalho de precisão |
Stick | E7018 | - | Necessita de pré-aquecimento |
O aço 1035 é geralmente considerado soldável utilizando processos comuns de soldagem como MIG, TIG e soldagem a eletrodo revestido. O pré-aquecimento pode ser necessário para evitar trincas, especialmente em seções mais grossas. O tratamento térmico pós-soldagem também pode ajudar a aliviar tensões e melhorar o desempenho geral da solda.
Usinabilidade
Parâmetro de Usinagem | Aço 1035 | AISI 1212 | Notas/Dicas |
---|---|---|---|
Índice Relativo de Usinabilidade | 60 | 100 | 1212 é mais fácil de usinar |
Velocidade de Corte Típica | 30 m/min | 50 m/min | Ajustar com base nas ferramentas |
O aço 1035 possui uma classificação moderada de usinabilidade, tornando-o adequado para várias operações de usinagem. No entanto, em comparação com graus mais usináveis, como AISI 1212, pode exigir ferramentas mais robustas e velocidades de corte mais lentas para alcançar acabamentos de superfície desejados.
Formabilidade
O aço 1035 pode ser conformado a frio e a quente, com boa ductilidade permitindo curvatura e modelagem. No entanto, devem ser tomados cuidados para evitar o endurecimento por trabalho durante a conformação a frio, o que pode levar a uma maior fragilidade. O raio mínimo de curvatura deve ser considerado durante a fabricação para evitar trincas.
Tratamento Térmico
Processo de Tratamento | Faixa de Temperatura (°C) | Tempo de Imersão Típico | Método de Resfriamento | Propósito Principal / Resultado Esperado |
---|---|---|---|---|
Recozimento | 700 - 800 | 1 - 2 horas | Ar | Amolecimento, melhoria da ductilidade |
Resfriamento Rápido | 800 - 850 | 30 minutos | Óleo ou Água | Endurecimento, aumento da resistência |
Revenimento | 400 - 600 | 1 hora | Ar | Redução da fragilidade, melhoria da tenacidade |
Processos de tratamento térmico, como recozimento, resfriamento rápido e revenimento, afetam significativamente a microestrutura e as propriedades do aço 1035. O recozimento amolece o aço, tornando-o mais fácil de trabalhar, enquanto o resfriamento rápido aumenta a dureza. O revenimento é crucial para reduzir a fragilidade após o endurecimento, garantindo que o aço mantenha tenacidade adequada para aplicações práticas.
Aplicações e Usos Típicos
Indústria/Setor | Exemplo de Aplicação Específica | Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação | Razão para Seleção |
---|---|---|---|
Automotiva | Virabrequins | Alta resistência, boa usinabilidade | Necessária para durabilidade e desempenho |
Maquinário | Engrenagens | Resistência ao desgaste, tratabilidade térmica | Essencial para aplicações de suporte de carga |
Construção | Componentes estruturais | Força, ductilidade | Adequado para várias cargas estruturais |
- Componentes Automotivos: Utilizado na fabricação de virabrequins e bielas devido à sua resistência e capacidade de suportar cargas dinâmicas.
- Partes de Maquinário: Comum em engrenagens e eixos onde a resistência ao desgaste é crítica.
- Aplicações de Construção: Utilizado em componentes estruturais onde um equilíbrio de força e ductilidade é necessário.
Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Insights Adicionais
Característica/Propriedade | Aço 1035 | AISI 1045 | AISI 1020 | Nota Breve de Prós/Contras ou Trade-off |
---|---|---|---|---|
Propriedade Mecânica Chave | Moderada | Superior | Inferior | 1045 oferece maior resistência |
Aspecto de Corrosão Chave | Regular | Regular | Bom | 1020 tem melhor resistência à corrosão |
Soldabilidade | Boa | Regular | Excelente | 1020 é mais fácil de soldar |
Usinabilidade | Moderada | Moderada | Alta | 1020 é mais usinável |
Formabilidade | Boa | Regular | Excelente | 1020 oferece formabilidade superior |
Custo Aproximado Relativo | Moderado | Moderado | Baixo | 1020 é geralmente mais barato |
Disponibilidade Típica | Comum | Comum | Muito Comum | 1020 é amplamente disponível |
Ao selecionar o aço 1035 para uma aplicação específica, considerações como propriedades mecânicas, resistência à corrosão e características de fabricação são cruciais. Embora ofereça um bom equilíbrio de propriedades, alternativas como AISI 1045 podem fornecer maior resistência, e AISI 1020 pode ser mais econômico e mais fácil de trabalhar. Compreender os requisitos específicos da aplicação guiará o processo de seleção, garantindo desempenho e custo-efetividade otimizados.