Aço A913: Propriedades e Principais Aplicações na Construção
Compartilhar
Table Of Content
Table Of Content
O aço A913, também conhecido como aço de alta resistência e baixo liga (HSLA), é uma classe de aço estrutural usado principalmente na fabricação de formas como vigas, colunas e placas. Classificado sob o padrão ASTM A913, esse aço é notável por sua alta relação resistência-peso, tornando-o uma excelente opção para aplicações que requerem robustez estrutural enquanto minimizam o peso. Os principais elementos de liga no aço A913 incluem manganês, silício e vanádio, que melhoram suas propriedades mecânicas e desempenho geral.
Visão Geral Abrangente
O aço A913 é caracterizado por sua alta resistência ao escoamento e boa soldabilidade, que são alcançadas através de uma combinação de elementos de liga e processos de tratamento térmico. O aço é tipicamente resfriado e temperado, resultando em uma microestrutura de grão fino que contribui para sua resistência e tenacidade.
As características mais significativas do aço A913 incluem:
- Alta Resistência: O A913 apresenta resistências ao escoamento variando de 50 a 70 ksi (345 a 483 MPa), dependendo da classe e espessura específicas.
- Boa Soldabilidade: O aço pode ser facilmente soldado usando técnicas padrão, tornando-o adequado para aplicações estruturais complexas.
- Ductilidade: O A913 mantém boas propriedades de alongamento, permitindo deformação sem fraturas.
Vantagens:
- Construção leve devido à alta resistência.
- Melhor resistência à corrosão atmosférica em comparação com aços carbono convencionais.
- Custo-efetivo para aplicações estruturais em larga escala.
Limitações:
- Não tão facilmente disponível quanto aços estruturais mais comuns.
- Pode exigir técnicas de soldagem específicas para evitar problemas como trincas.
Historicamente, o aço A913 ganhou espaço na indústria da construção, particularmente para edifícios altos e pontes, onde considerações de resistência e peso são críticas.
Nomes Alternativos, Padrões e Equivalentes
Organização Padrão | Designação/Classe | País Região de Origem | Anotações/Observações |
---|---|---|---|
UNS | S91300 | EUA | Mais próximo equivalente ao S355 |
ASTM | A913 | EUA | Resfriado e temperado |
EN | S355J2 | Europa | Diferenças composicionais menores |
JIS | SM490A | Japão | Força semelhante, mas diferentes elementos de liga |
ISO | 10025-2 | Internacional | Padrão geral de aço estrutural |
Embora o A913 seja frequentemente comparado a graus como S355 e SM490A, diferenças sutis nos elementos de liga e processos de tratamento térmico podem influenciar o desempenho, particularmente em termos de soldabilidade e tenacidade.
Propriedades Chave
Composição Química
Elemento (Símbolo e Nome) | Faixa de Percentagem (%) |
---|---|
C (Carbono) | 0.18 - 0.25 |
Mn (Manganês) | 1.00 - 1.50 |
Si (Silício) | 0.15 - 0.40 |
V (Vanádio) | 0.02 - 0.10 |
P (Fósforo) | ≤ 0.025 |
S (Enxofre) | ≤ 0.025 |
O papel principal dos elementos de liga chave no aço A913 inclui:
- Manganês: Aumenta a dureza e a resistência.
- Silício: Melhora a desoxidação e contribui para a resistência.
- Vanádio: Refina a estrutura do grão, aumentando a tenacidade e resistência.
Propriedades Mecânicas
Propriedade | Condição/Temperatura | Temperatura de Teste | Valor/Típico Faixa (Métrico) | Valor/Típico Faixa (Imperial) | Padrão de Referência para Método de Teste |
---|---|---|---|---|---|
Resistência à Tração | Resfriado & Temperado | Temperatura Ambiente | 345 - 483 MPa | 50 - 70 ksi | ASTM E8 |
Resistência ao Escoamento (0.2% offset) | Resfriado & Temperado | Temperatura Ambiente | 240 - 350 MPa | 35 - 51 ksi | ASTM E8 |
Alongamento | Resfriado & Temperado | Temperatura Ambiente | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
Dureza (Brinell) | Resfriado & Temperado | Temperatura Ambiente | 200 - 300 HB | 200 - 300 HB | ASTM E10 |
Resistência ao Impacto | Resfriado & Temperado | -20 °C | 27 J | 20 ft-lbf | ASTM E23 |
A combinação de alta resistência à tração e ao escoamento, juntamente com boas propriedades de alongamento, torna o aço A913 adequado para aplicações sujeitas a cargas dinâmicas e requisitos de integridade estrutural, como em zonas sísmicas.
Propriedades Físicas
Propriedade | Condição/Temperatura | Valor (Métrico) | Valor (Imperial) |
---|---|---|---|
Densidade | Temperatura Ambiente | 7850 kg/m³ | 490 lb/ft³ |
Ponto de Fusão | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
Condutividade Térmica | Temperatura Ambiente | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/h·ft²·°F |
Capacidade Calorífica Específica | Temperatura Ambiente | 460 J/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
Propriedades físicas chave, como densidade e condutividade térmica são significativas para aplicações onde peso e dissipação de calor são críticos, como em componentes estruturais expostos a altas temperaturas.
resistência à corrosão
Agente Corrosivo | Concentração (%) | Temperatura (°C/°F) | Avaliação de Resistência | Anotações |
---|---|---|---|---|
Cloretos | Varia | Ambiente | Justo | Risco de corrosão por picotamento |
Dióxido de Enxofre | Varia | Ambiente | Bom | Resistência moderada |
Ácidos | Varia | Ambiente | Poor | Não recomendado |
O aço A913 apresenta resistência moderada à corrosão atmosférica, mas é suscetível a picotamento em ambientes com cloretos. Em comparação com outros graus, como S355, A913 oferece melhor desempenho em condições úmidas, mas pode não resistir efetivamente a ambientes ácidos.
Resistência ao Calor
Propriedade/Limite | Temperatura (°C) | Temperatura (°F) | Observações |
---|---|---|---|
Temp. de Serviço Contínuo Máxima | 400 °C | 752 °F | Adequado para uso estrutural |
Temp. de Serviço Intermitente Máxima | 500 °C | 932 °F | Exposição a curto prazo |
Temperatura de Escala | 600 °C | 1112 °F | Risco de oxidação |
Em temperaturas elevadas, o aço A913 mantém suas propriedades mecânicas, mas pode sofrer oxidação. É essencial considerar esses limites em aplicações que envolvem ambientes de alta temperatura.
Propriedades de Fabricação
Soldabilidade
Processo de Soldagem | Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS) | Gás/Fluxo de Proteção Típico | Anotações |
---|---|---|---|
SMAW | E70XX | Argônio + CO2 | Pré-aqueça recomendado |
GMAW | ER70S-6 | Argônio + CO2 | Bom para seções finas |
FCAW | E71T-1 | Fluxo tubular | Adequado para trabalho ao ar livre |
O aço A913 é bem adequado para processos de soldagem comuns, embora o pré-aquecimento possa ser necessário para evitar trincas. O tratamento térmico pós-solda pode aumentar a tenacidade das soldas.
Usinabilidade
Parâmetro de Usinagem | [Aço A913] | [AISI 1212] | Anotações/Dicas |
---|---|---|---|
Índice Relativo de Usinabilidade | 60 | 100 | Usinabilidade moderada |
Velocidade de Corte Típica (Torneamento) | 30 m/min | 50 m/min | Use ferramentas de metal duro |
Usinar o aço A913 requer consideração cuidadosa das velocidades de corte e ferramentas para alcançar resultados ótimos sem desgaste excessivo.
Formabilidade
O aço A913 exibe boa formabilidade, permitindo tanto processos de conformação a frio quanto a quente. No entanto, as características de endurecimento do trabalho podem exigir ajustes nos raios de curvatura e técnicas de conformação.
Tratamento Térmico
Processo de Tratamento | Faixa de Temperatura (°C/°F) | Tempo Típico de Imersão | Método de Resfriamento | Propósito Principal / Resultado Esperado |
---|---|---|---|---|
Resfriamento | 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F | 30 - 60 minutos | Ar ou Óleo | Aumentar dureza e resistência |
Tempero | 500 - 650 °C / 932 - 1202 °F | 1 - 2 horas | Ar | Reduzir fragilidade, aumentar tenacidade |
Os processos de tratamento térmico influenciam significativamente a microestrutura do aço A913, melhorando suas propriedades mecânicas e tornando-o adequado para aplicações exigentes.
Aplicações e Usos Típicos
Indústria/Sector | Exemplo de Aplicação Específica | Propriedades Chave do Aço Utilizadas nesta Aplicação | Motivo da Seleção (Resumo) |
---|---|---|---|
Construção | Edifícios altos | Alta resistência, leveza | Reduz custos de material |
Infraestrutura | Pontes | Resistência à corrosão, integridade estrutural | Desempenho duradouro |
Manufatura | Estruturas de maquinário pesado | Ductilidade, soldabilidade | Facilidade de fabricação |
Outras aplicações incluem:
- Estruturas offshore
- Equipamentos industriais
- Componentes automotivos
O aço A913 é frequentemente escolhido por sua combinação de força e peso, tornando-o ideal para aplicações onde a eficiência estrutural é primordial.
Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Insights
Característica/Propriedade | Aço A913 | Aço S355 | Aço SM490A | Nota Breve de Prós/Contras ou Compensação |
---|---|---|---|---|
Propriedade Mecânica Chave | Alta resistência ao escoamento | Resistência ao escoamento moderada | Resistência ao escoamento moderada | A913 oferece resistência superior |
Aspecto Chave de Corrosão | Resistência moderada | Resistência moderada | Resistência moderada | Desempenho semelhante em condições úmidas |
Soldabilidade | Boa | Boa | Boa | Todos os graus requerem atenção ao pré-aquecimento |
Usinabilidade | Moderada | Boa | Boa | A913 pode exigir velocidades mais lentas |
Formabilidade | Boa | Boa | Boa | Todos os graus são adequados para conformação |
Custo Aproximado Relativo | Moderado | Baixo | Baixo | A913 pode ser mais caro devido à liga |
Disponibilidade Típica | Moderada | Alta | Alta | A913 pode ser menos comum em algumas regiões |
Ao selecionar o aço A913, considerações como custo-efetividade, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação são cruciais. Suas propriedades únicas fazem dele adequado para aplicações especializadas, particularmente em engenharia estrutural onde desempenho e segurança são críticos.