1137 Aço: Propriedades e Principais Aplicações

O aço 1137 é classificado como um aço de liga de médio carbono, conhecido principalmente por sua excelente combinação de resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. Os principais elementos de liga no aço 1137 incluem carbono (C), manganês (Mn) e silício (Si), que influenciam significativamente suas propriedades mecânicas e desempenho em várias aplicações.

Visão Geral Abrangente

O aço 1137 contém tipicamente um teor de carbono de aproximadamente 0,30% a 0,40%, o que contribui para sua resistência e dureza. O manganês, geralmente presente na faixa de 0,60% a 0,90%, melhora a habilidade de endurecimento e a resistência à tração. O silício, frequentemente em torno de 0,15% a 0,40%, serve para melhorar a desoxidação do aço durante o processo de fusão e contribui para sua resistência geral.

As características mais significativas do aço 1137 incluem sua boa usinabilidade, alta relação resistência-peso e excelente resistência ao desgaste. Essas propriedades o tornam adequado para várias aplicações de engenharia, particularmente nos setores automotivo e de manufatura.

Vantagens do Aço 1137:
- Alta Resistência: Oferece boa resistência à tração e ao escoamento, tornando-o adequado para aplicações que suportam carga.
- Resistência ao Desgaste: Excelente resistência ao desgaste, tornando-o ideal para componentes sujeitos ao atrito.
- Usinabilidade: Geralmente fácil de usinar, permitindo processos de manufatura eficientes.

Limitações do Aço 1137:
- Resistência à Corrosão: Resistência moderada à corrosão, o que pode exigir revestimentos protetores em certos ambientes.
- Soldabilidade: Embora soldável, pode exigir pré-aquecimento e tratamento térmico pós-solda para evitar fraturas.

Historicamente, o aço 1137 tem sido utilizado em várias aplicações, incluindo engrenagens, eixos e outros componentes que exigem alta resistência e durabilidade. Sua posição no mercado é sólida, com uma demanda consistente em indústrias que priorizam desempenho e confiabilidade.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Classe	País/Região de Origem	Notas/Comentários
UNS	G11370	EUA	Mais próximo equivalente ao AISI 1137
AISI/SAE	1137	EUA	Aço de liga de médio carbono
ASTM	A108	EUA	Especificação padrão para barras de aço carbono acabadas a frio
EN	1.1181	Europa	Classe equivalente com pequenas diferenças de composição
JIS	S45C	Japão	Propriedades semelhantes, mas com limites diferentes de teor de carbono

A tabela acima destaca várias normas e equivalentes para o aço 1137. Notavelmente, enquanto classes como S45C e 1.1181 podem parecer equivalentes, elas podem diferir em elementos de liga específicos e propriedades mecânicas, o que pode afetar o desempenho em aplicações críticas.

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

O papel principal dos elementos de liga chave no aço 1137 é o seguinte:
- Carbono (C): Aumenta a dureza e a resistência através do endurecimento por solução sólida e da formação de carbonetos.
- Manganês (Mn): Melhora a habilidade de endurecimento e a resistência à tração, além de aumentar a resistência ao desgaste do aço.
- Silício (Si): Atua como desoxidante durante a produção do aço e contribui para a resistência geral do aço.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor Típico/Faixa (Métrico)	Valor Típico/Faixa (Imperial)	Norma de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (0,2% de offset)	Recozido	350 - 500 MPa	51 - 73 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recozido	15 - 20%	15 - 20%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Recozido	20 - 30 HRC	20 - 30 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	-40°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o aço 1137 particularmente adequado para aplicações envolvendo carregamento dinâmico e requisitos de integridade estrutural, como em componentes automotivos e peças de maquinaria.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Ponto de Fusão/Faixa	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Condução Térmica	20°C	45 W/m·K	31 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Calorífica Específica	20°C	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	20°C	0,0006 Ω·m	0,00002 Ω·in

Propriedades físicas chave como densidade e condução térmica são significativas para aplicações onde peso e dissipação de calor são críticos. A densidade do aço 1137 permite designs robustos sem peso excessivo, enquanto sua condução térmica garante transferência eficiente de calor em aplicações como componentes de motores.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C)	Classificação de Resistência	Notas
Cloretos	3-10	20-60	Regular	Risco de pitting
Ácido Sulfúrico	10-30	20-40	Pobre	Não recomendado
Hidróxido de Sódio	5-20	20-60	Regular	Susceptível a SCC

O aço 1137 apresenta resistência moderada à corrosão, particularmente em ambientes com cloretos e substâncias alcalinas. É suscetível à corrosão por pitting e trincas por corrosão sob tensão (SCC) em certas condições. Comparado a classes como AISI 4140, que possui melhor resistência à corrosão devido ao seu maior teor de cromo, o aço 1137 pode exigir revestimentos ou tratamentos protetores em ambientes corrosivos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	400	752	Adequado para calor moderado
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	500	932	Apenas para exposição de curto prazo
Temperatura de Escama	600	1112	Risco de oxidação além desta temperatura

Em temperaturas elevadas, o aço 1137 mantém sua resistência, mas pode começar a perder dureza e tenacidade. A oxidação pode se tornar uma preocupação, particularmente acima de 600 °C, exigindo considerações cuidadosas em aplicações de alta temperatura.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Reposição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
MIG	ER70S-6	Argônio + CO2	Pré-aquecimento recomendado
TIG	ER70S-2	Argônio	Tratamento térmico pós-solda necessário

O aço 1137 é soldável, mas requer pré-aquecimento para minimizar o risco de fraturas. O tratamento térmico pós-solda também é recomendado para aliviar tensões residuais e melhorar a tenacidade.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	[Aço 1137]	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice Relativo de Usinabilidade	70	100	Boa usinabilidade, mas mais difícil do que 1212
Velocidade de Corte Típica (Torniquete)	30 m/min	50 m/min	Usar ferramentas de aço rápido

Condições ótimas de usinagem incluem o uso de ferramentas afiadas e velocidades de corte apropriadas para alcançar o melhor acabamento de superfície e vida útil da ferramenta.

Formabilidade

O aço 1137 apresenta boa formabilidade, adequada para processos de conformação a frio e a quente. No entanto, deve-se ter cuidado com os raios de curvatura para evitar fraturas, especialmente em aplicações de conformação a frio.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Objetivo Principal / Resultado Esperado
Recozimento	600 - 700	1 - 2 horas	Ar	Amolecimento, melhoria da ductilidade
Endurecimento + Revenimento	850 - 900	30 minutos	Óleo	Aumento da dureza e resistência

Durante o tratamento térmico, o aço 1137 passa por transformações metalúrgicas que melhoram suas propriedades mecânicas. O resfriamento seguido de revenimento pode aumentar significativamente a dureza enquanto mantém a tenacidade.

Aplicações Típicas e Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Motivo da Seleção
Automotivo	Engrenagens	Alta resistência, resistência ao desgaste	Essencial para durabilidade
Manufatura	Eixos	Tenacidade, usinabilidade	Crítico para desempenho
Aeroespacial	Componentes estruturais	Relação resistência-peso	Importante para eficiência

Outras aplicações incluem:
- Componentes de máquina
- Fixadores
- Ferramentas

O aço 1137 é frequentemente escolhido por seu equilíbrio entre resistência e usinabilidade, tornando-o ideal para componentes que requerem tanto durabilidade quanto facilidade de fabricação.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	[Aço 1137]	[AISI 4140]	[AISI 1045]	Nota Breve sobre Prós/Contras ou Compensação
Propriedade Mecânica Chave	Alta resistência	Maior tenacidade	Força moderada	4140 oferece melhor tenacidade, mas é mais difícil de usinar
Aspecto Chave da Corrosão	Moderado	Bom	Regular	4140 tem melhor resistência à corrosão devido ao cromo
Soldabilidade	Moderada	Boa	Regular	4140 pode exigir mais pré-aquecimento
Usinabilidade	Boa	Regular	Excelente	1045 é mais fácil de usinar
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Mais alto	Mais baixo	Considerações de custo variam de acordo com a aplicação
Disponibilidade Típica	Comum	Menos comum	Muito comum	1045 está amplamente disponível

Ao selecionar o aço 1137, as considerações incluem suas propriedades mecânicas, custo-benefício e disponibilidade. Embora ofereça um bom equilíbrio entre resistência e usinabilidade, alternativas como AISI 4140 podem ser preferíveis em aplicações que requerem maior tenacidade ou resistência à corrosão. Além disso, a soldabilidade e usinabilidade moderadas do aço 1137 o tornam adequado para vários processos de fabricação, embora cuidados devem ser tomados para evitar problemas durante a fabricação.