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NBR 7007 (EB583) de 09/2016: o aço-carbono e aço microligado para barras e perfis laminados a quente para uso estrutural

Qual a composição química do aço, em análise efetuada na corrida? Qual a variação admissível na análise de produto? Quais as propriedades mecânicas do aço? Quais os ajustes no requisito de alongamento? Essas questões estão sendo apresentadas no texto sobre os aços-carbono e aços microligados.

28/09/2016 - Equipe Target

Especificando os aços-carbono e aços microligados

A NBR 7007 (EB583) de 09/2016 - Aço-carbono e aço microligado para barras e perfis laminados a quente para uso estrutural — Requisitos estabelece os requisitos para as barras e os perfis estruturais laminados a quente, de aço-carbono ou de aço microligado, empregados em estruturas de aço.

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Qual a composição química do aço, em análise efetuada na corrida?

Qual a variação admissível na análise de produto?

Quais as propriedades mecânicas do aço?

Quais os ajustes no requisito de alongamento?

Pode-se definir a análise de produto como a efetuada, caso necessário, no produto, em seu estado de entrega, com o objetivo de determinar se a composição química se encontra dentro dos limites estabelecidos nesta norma. Já corrida é a quantidade de aço que é obtida em cada operação de vazamento do forno na aciaria. Designa-se também com esse mesmo nome a quantidade de aço que provém de cada uma das panelas que recebe o aço do forno, quando este é vazado em duas ou mais panelas.

Os aços considerados nesta norma se classificam, segundo as suas propriedades mecânicas, em: BR 190, MR 250, AR 350, AR 415 e AR 350 COR, onde BR significa baixa resistência, MR significa média resistência, AR significa alta resistência e COR significa maior resistência frente à corrosão atmosférica.

As propriedades mecânicas do aço no estado de entrega, determinadas conforme a NBR ISO 6892-1, devem atender ao indicado na Tabela 3 (disponível na norma). No caso de perfis, exceto cantoneiras (cujo corpo de prova será sempre retirado de uma das abas), o corpo de prova deve ser retirado da alma do produto quando a largura da mesa for menor que 150 mm.

Em perfis cuja largura da mesa seja igual ou maior que 150 mm, o corpo de prova deve ser retirado da própria mesa, em concordância com a Figura A.1 (disponível na norma). No caso de barras, o corpo de prova deve ser retirado da metade do raio, exceto para aquelas bitolas cujas dimensões sejam menores do que 40 mm. Nestes casos, o corpo de prova deve coincidir com o centro da seção.

A amostragem para realização do ensaio de tração deve ser de no mínimo uma amostra por corrida por bitola do produto. Requisitos adicionais, como ensaio de impacto, limite máximo de resistência à ruptura, ensaio de dobramento, exame por ultrassom, medida de tamanho de grão e outros, podem ser aceitos, desde que previamente acordados entre o fabricante e o comprador.

Caso os resultados dos ensaios de tração e análise química não atendam ao estabelecido nesta norma, deve-se realizar um novo ensaio, em dois outros corpos de prova para cada um daqueles que não atenderam aos resultados estabelecidos. Se aceita o lote ou corrida, se todos os resultados dos novos ensaios atenderem ao estabelecido nesta norma.

Importante observar que os aços microligados vêm ganhando importância crescente no mercado frente aos aços-carbono. Uma das características importantes dos aços microligados é o seu teor relativamente baixo de carbono, que resulta em uma melhor soldabilidade e tenacidade das chapas, características fundamentais para aplicações na indústria naval e na construção civil.

O efeito negativo da diminuição do teor de carbono na resistência mecânica é compensado por pequenas adições de elementos de liga (microligantes) e pelo processo termomecânico adotado na laminação. Como consequência, o processo de produção de chapas grossas de aços microligados é mais complexo do que o de aços-carbono, desde as etapas de refino e lingotamento até a fase de laminação, o que pode acarretar em dificuldades no controle dos parâmetros de processamento e nas características finais do produto.

Alguns estudos concluíram que os valores médios dos dados de limite de resistência e energia absorvida no ensaio de impacto foram similares nos dois aços, os valores médios de limite de escoamento e alongamento foram significativamente diferente nos dois aços, tendo o aço microligado apresentado um maior LE e um menor alongamento, os coeficientes de variação das propriedades mecânicas foram similares nos dois aços, mostrando que a produção de chapas grossas do aço microligado, embora mais complexo, resultou em produtos com constâncias de propriedades mecânicas similares aos da produção do aço-carbono, o teor de carbono e a combinação dos elementos de liga apresentaram efeitos positivos no limite de escoamento e o limite de resistência, os valores de limite de escoamento e limite de resistência variaram inversamente com a espessura final da chapa, sendo que a espessura apresentou maior efeito no limite de escoamento, causando redução da razão elástica com o aumento da espessura da chapa

Nesses estudos também foram determinadas as equações empíricas para a previsão dos limites de escoamento e de resistência em função dos teores de elementos de liga e da espessura final da chapa. O aumento do tempo de enfornamento para a laminação de quatro para seis horas causou aumento nas propriedades mecânicas (limite de escoamento e limite de resistência) dos aços microligados, enquanto o aumento da temperatura de acabamento de 14 ºC apresentou efeito inverso.

Enfim, os aços-carbonos são ligas de ferro-carbono contendo geralmente de 0,008% até 2,11% de carbono, além de certos elementos residuais resultantes dos processos de fabricação. Já os aços ligados são os aços carbono que contém outros elementos de liga, ou apresenta os elementos residuais em teores acima dos que são considerados normais.

Os primeiros podem ser subdivididos em: aços de baixo teor de carbono, com [C] < 0,3%, são aços que possuem grande ductilidade, bons para o trabalho mecânico e soldagem (construção de pontes, edifícios, navios, caldeiras e peças de grandes dimensões em geral). Estes aços não são temperáveis.

Os aços de médio carbono, com 0,3 < [C] < 0,7%, são aços utilizados em engrenagens, bielas, etc. São aços que, temperados e revenidos, atingem boa tenacidade e resistência. Os aços de alto teor de carbono, com [C] > 0,7% são aços de elevada dureza e resistência após a tempera, e são comumente utilizados em molas, engrenagens, componentes agrícolas sujeitos ao desgaste, pequenas ferramentas, etc.

Os aços ligados, por sua vez, podem ser subdivididos em dois grupos: os aços de baixo teor de ligas, contendo menos de 8% de elementos de liga e os aços de alto teor de ligas, com elementos de liga acima de 8%. Os aços produzidos que atendem o mercado da construção civil são o ASTM A-36 (um aço carbono), o ASTM A-572 Grau 50 (um aço-carbono micro ligado de alta resistência mecânica) e o ASTM A-588 Grau K (um aço-carbono micro ligado de alta resistência mecânica com elevada resistência à corrosão atmosférica).

Os aços microligados são especificados pela sua resistência mecânica, e não pela sua composição química. São desenvolvidos a partir dos aços de baixo carbono (como o ASTM A-36), com pequenas adições de Mn (até 2%) e outros elementos em níveis muito pequenos. Estes aços apresentam maior resistência mecânica que os aços de baixo carbono idênticos, mantendo a ductilidade e a soldabilidade, e são destinados às estruturas onde a soldagem é um requisito importante (carbono baixo), assim como a resistência.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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