Desde 2000, a fundição de aço tem se tornado uma parte cada vez mais importante dos negócios da Dawang. Nossa fábrica de fundição de aço em Dandong, China, tem excelente design, bom gerenciamento de projetos e garantia de qualidade. Em comparação com outros concorrentes, as vantagens de baixo custo, alta qualidade e maior capacidade de produção nos destacaram na indústria de fundição de aço e conquistaram muitos projetos famosos de fundição de aço.
Os fatores que afetam as classes de fundição de aço
A divisão das classes de fundição de aço é afetada pela composição química, pelo manuseio e pelas propriedades mecânicas da fundição de aço. Além da porcentagem real de carbono e de outras ligas no material, a microestrutura também tem um impacto significativo nas propriedades mecânicas da fundição de aço, afetando, assim, a classificação dos tipos de fundição de aço.
É fundamental entender a microestrutura da fundição de aço, o uso da conformação a quente e a frio e como lidar com a fundição de aço após a fabricação. Além disso, a manipulação da composição e da microestrutura da fundição de aço resultará em mudanças entre diferentes propriedades. Por exemplo, a fundição de aço mais complexa pode, eventualmente, reduzir os graus de resistência.
A microestrutura influencia os tipos de fundição de aço
A microestrutura da fundição de aço refere-se à forma como as forças entre as moléculas se conectam. Os processos de aquecimento e resfriamento são usados para alterar a microestrutura de uma forma para outra, afetando, assim, os graus de fundição do aço.
A microestrutura da fundição de aço não pode ser observada a olho nu, mas pode ser estudada em um microscópio. A fundição de aço pode usar várias microestruturas diferentes: ferrita, perlita, martensita, cementita e austenita.
Ferrite
Em geral, a fundição de aço com baixo teor de carbono adota esse tipo de microestrutura. A forma característica da ferrita é uma estrutura cristalina cúbica centrada no corpo (BCC). Visualmente, é um cubo com uma molécula em cada canto e uma molécula no centro do cubo. Em comparação com a microestrutura de outros tipos de aço fundido, as moléculas no BCC são mais frouxas. No entanto, a quantidade de carbono adicionada à fundição de aço sem alterar a microestrutura da ferrita é escassa, apenas 0,006% à temperatura ambiente.
Austenita
A austenita é uma microestrutura formada quando as ligas de aço fundido à base de ferro são aquecidas acima de 1500°F e abaixo de 1800°F. Se a liga adequada estiver presente na fundição de aço, como o níquel, o material de fundição de aço manterá essa microestrutura mesmo quando for resfriado. A forma característica da austenita é a estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC). Visualmente semelhante a um cubo, cada canto tem uma molécula, e cada lado do cubo tem uma molécula no centro. As moléculas na estrutura da austenita são mais densas do que as moléculas de fundição do aço na estrutura da ferrita. A austenita pode conter até 2% de carbono e é uma microestrutura comum dos tipos de aço fundido.
Cementita
Quando a fundição de aço é aquecida até a faixa de austenita, ela precisa ser resfriada na ausência de qualquer liga para manter a forma de austenita. Ou seja, a microestrutura da fundição de aço é restaurada para a forma de ferrita. Entretanto, se o teor de carbono na fundição de aço for superior a 0,006%, os átomos de carbono em excesso se combinarão com o ferro para formar um composto chamado Fe3C ou cementita. Em circunstâncias normais, a cementita não aparece sozinha porque alguns tipos de aço fundido manterão a ferrita.
Pearlita
A perlita é uma estrutura em camadas formada por camadas alternadas de ferrita e cementita de tipos de fundição de aço. Quando os tipos de aço fundido são resfriados lentamente, forma-se uma mistura eutética. A mistura eutética é uma mistura produzida pela cristalização simultânea de dois materiais fundidos. Nessas condições, os tipos de ferrita e cementita do aço fundido são formados simultaneamente, formando, assim, camadas alternadas na microestrutura.
Martensita
A martensita tem uma estrutura cristalina tetragonal centrada no corpo. Essa forma microcristalina é obtida pelo resfriamento rápido do aço fundido, o que faz com que os átomos de carbono fiquem presos na estrutura do ferro. No final, é possível obter graus de fundição de aço com estruturas muito duras em forma de agulha. A fundição de aço com uma estrutura microcristalina de martensita é geralmente uma
aço com baixo teor de carbono liga contendo cerca de 12% de cromo.
Os fabricantes e consumidores de fundição de aço precisam entender a microestrutura da fundição de aço e os tipos de fundição de aço. O teor de carbono, a concentração de liga e os métodos de acabamento afetarão os tipos de fundição de aço para controlar o desempenho do produto acabado. Dependendo do método de acabamento e do tratamento térmico utilizado, duas peças fundidas de aço com o mesmo teor de liga podem ter microestruturas diferentes.
A conformação a quente e a conformação a frio afetam os graus de fundição do aço
A fundição de aço é formada depois que o aço derretido é fundido. Em seguida, a fundição de aço recebe um acabamento para evitar a corrosão. A fundição de aço geralmente é lançada em modelos existentes: blocos, tarugos e placas. Em seguida, um molde é formado por laminação. De acordo com os graus de fundição do aço, o material e a aplicação desejada, ele pode ser laminado a quente, a quente ou a frio. No processo de laminação, a deformação por compressão é concluída com o uso de dois rolos de trabalho. Os rolos giram rapidamente enquanto puxam e comprimem o aço entre as peças fundidas de aço.
A influência da conformação a frio nos graus de fundição do aço
A microestrutura da fundição de aço pode ser alterada pelo controle do aquecimento e do resfriamento. Isso levou ao desenvolvimento de vários tipos de fundição de aço. A alteração da microestrutura pode alterar os tipos de fundição de aço.
A conformação a frio é um processo de laminação abaixo da temperatura de recristalização da fundição de aço. A pressão exercida pelos rolos na fundição de aço causará deslocamentos na microestrutura do material, afetando, assim, os graus de fundição do aço. Com o acúmulo desses deslocamentos, a fundição de aço se torna cada vez mais difícil de ser deformada. A laminação a frio também altera os graus de fragilidade da fundição de aço, que podem ser superados pelo tratamento térmico.
A influência da conformação a quente nos tipos de fundição de aço
O tratamento térmico inclui uma série de processos, inclusive recozimento, têmpera e revenimento. Nos graus de fundição de aço, a flexibilidade e a resistência são inversamente proporcionais. O tratamento térmico pode aumentar a flexibilidade em detrimento dos graus de resistência da fundição de aço e vice-versa.
A microestrutura da fundição de aço passa por uma mudança de fase em uma temperatura específica. O tratamento térmico baseia-se na compreensão e na operação de pontos de transição específicos:
Temperatura de normalização: A austenita é a fase que forma outras estruturas. A maioria dos tratamentos térmicos primeiro aquece a fundição de aço até uma fase de austenita uniforme de 1500-1800°F.
Temperatura crítica superior: A temperatura crítica superior é o ponto de temperatura no qual a cementita ou ferrita começa. Isso acontece quando a fundição de aço esfria a partir da temperatura de normalização. Dependendo do teor de carbono, esse ponto está entre 1333-1670°F.
Temperatura crítica mais baixa: A temperatura crítica inferior é o ponto de transformação da austenita em perlita. A austenita não pode existir abaixo da temperatura crítica inferior de 1333°F.
Taxa de resfriamento: FA temperatura de normalização da rom para a temperatura crítica superior e inferior determinará a microestrutura dos tipos de fundição de aço obtidos à temperatura ambiente.
Tipo de tratamento térmico
Esferoidização
A esferoidização ocorre quando o aço fundido é aquecido a aproximadamente 1290°F por 30 horas. A camada de cementita na microestrutura de perlita se transforma em um esferoide, formando assim a fundição de aço mais macia e dúctil.
Totalmente recozido
A peça fundida de aço é recozida, primeiro aquecendo-a até um pouco acima da temperatura crítica e, em seguida, resfriando-a a uma taxa de aproximadamente 36°F por hora. Esse processo produz uma estrutura de perlita grossa com flexibilidade e sem estresse interno.
Processo de recozimento
O processo de recozimento pode reduzir a tensão dos tipos de fundição de aço para trabalho a frio. A fundição de aço é aquecida a 1025-1292°F. Os deslocamentos na microestrutura são reparados por meio do resfriamento da reforma pré-cristalina da fundição de aço.
Recozimento isotérmico
A fundição de aço é primeiramente aquecida até a temperatura crítica superior. Em seguida, é resfriado a uma temperatura crítica inferior e mantido. Em seguida, resfria-se gradualmente até a temperatura ambiente. Esse processo garante que o material de fundição de aço atinja uma temperatura e uma microestrutura uniformes antes da próxima etapa de resfriamento.
Normalizado
Aqueça a peça fundida de aço à temperatura de normalização por uma hora. Nesse momento, a fundição de aço entra na fase de austenita. Em seguida, a fundição de aço é resfriada a ar. A normalização produz uma microestrutura de perlita fina com alta resistência e dureza.
Resfriamento
A fundição de aço é aquecida até a temperatura de normalização e, em seguida, resfriada (por meio de resfriamento rápido por imersão em água, água salgada ou óleo) até a temperatura crítica superior. O processo de resfriamento produzirá uma estrutura martensítica. Nesse momento, os tipos de aço fundido são desafiadores, mas muito frágeis.
Aço temperado e endurecido
O revenimento do aço endurecido é o tratamento térmico mais comum porque seus graus de fundição de aço podem ser previstos com precisão. O aço temperado é reaquecido a uma temperatura abaixo do ponto crítico inferior e, em seguida, resfriado. O clima varia de acordo com o resultado esperado - a faixa de 298-401°F é a mais comum. Esse processo restaura parte da tenacidade dos tipos de aço fundido frágeis, permitindo a formação de alguns esferoides.
As propriedades mecânicas afetam os tipos de fundição de aço
As propriedades mecânicas que afetam os tipos de fundição de aço incluem os seguintes aspectos, de acordo com as normas internacionais. As principais propriedades mecânicas da fundição de aço
Dureza
A dureza é a capacidade dos materiais de fundição de aço de resistir ao desgaste. O aumento da dureza pode ser obtido com o aumento do teor de carbono e a têmpera para formar martensita.
Potência
A resistência é a força necessária para deformar um material de fundição de aço. A normalização de uma peça de fundição de aço melhorará os graus de fundição de aço ao formar uma microestrutura consistente em todo o material.
Maleabilidade
Ductilidade são os graus de deformação da fundição de aço sob tensão de tração. Devido aos deslocamentos na microestrutura, o aço formado a frio tem baixa elasticidade. O recozimento do processo melhorará isso reformando o cristal do aço fundido e, assim, eliminando alguns deslocamentos.
Robustez
A tenacidade é a capacidade da fundição de aço de suportar pressão sem quebrar. O aço endurecido pode se tornar mais rígido por meio da têmpera devido à adição de esferóides à microestrutura do aço fundido.
Usinabilidade
A usinabilidade refere-se aos tipos de fundição de aço problemáticos e fáceis de serem formados por corte, retificação ou perfuração. A usinabilidade é afetada principalmente pela dureza dos tipos de fundição de aço. Quanto mais complexo for o material, mais difícil será seu processamento.
Soldabilidade
A soldabilidade é a capacidade de soldar peças fundidas de aço. Ela depende principalmente da composição química e do tratamento térmico. Os pontos de fusão, bem como a condutividade elétrica e térmica, afetarão a soldabilidade da fundição de aço.
Descrição da qualidade com base nos graus de fundição do aço
O descritor de qualidade é um símbolo usado na avaliação de uma ampla gama de produtos de fundição de aço usando o sistema de graus de fundição de aço. Por exemplo, descrever a qualidade comercial, industrial ou estrutural da fundição de aço. Esses sistemas de classes de fundição de aço dividem o aço em aplicações específicas e os processos de fabricação em determinadas áreas, facilitando a tomada de decisão do consumidor. De acordo com o sistema de classes de fundição de aço, a qualidade do aço é avaliada pela descrição dos seguintes fatores:
- Saúde interna
- Composição química e uniformidade
- Grau de defeito na superfície
- Escopo dos testes no processo de fabricação
- Número, tamanho e distribuição das inclusões
- Endurecimento
Sistema de classificação de fundição de aço
A ASTM, a AISI e a SAE publicaram seu sistema de classificação de graus de fundição de aço, que fornece aos engenheiros, fabricantes e consumidores um padrão de referência para julgar as características do aço. As classes de fundição de aço geralmente são específicas, descrevendo muitos aspectos, como composição química, propriedades físicas, tratamento térmico, processo de fabricação e forma do aço.
Sistema de classes de fundição de aço da ASTM
O sistema descritivo da ASTM para os graus de fundição de aço tem a forma de letras seguidas de números de série. Por exemplo, use "A" para metal ferroso e "53" para o número do aço carbono galvanizado. O significado de ASTM A53 inclui o seguinte:
Composição química:
Carbono: 0,25 (Grau A), 0,30 (Grau B)
Manganês: 0,95 (Grau A), 1,20 (Grau B)
Fósforo: 0,05
Enxofre: 0,045
Comportamento mecânico:
Resistência à tração: 330 MPa ou 48.000 psi (Grau A), 414 MPa ou 60.000 psi (Grau B)
Resistência ao escoamento: 207 MPa ou 30.000 psi (Grau A), 241 MPa ou 35.000 psi (Grau B)
Forma e processamento:
Tubo NPS 1/8 - NPS 26
Aço galvanizado
Preto e imersão a quente
Galvanizado
Soldagem sem costura
Sistema de classes de fundição de aço da SAE
O sistema de graus de fundição de aço da AISI/SAE usa quatro dígitos para classificar a fundição de aço. Os dois primeiros dígitos indicam a concentração do grau de aço e dos elementos de liga, e os dois últimos dígitos indicam a concentração de carbono contida na fundição de aço. Por exemplo, a SAE 5130 descreve uma fundição de aço com cromo 1% e carbono 0,30%. O prefixo da letra indica a qualidade do produto.
A Dawang é especializada na fundição de aços populares de diferentes graus de fundição de aço. Para a fundição de aço, nos referimos aos padrões de graus de fundição de aço da WCB e da WCC. A fundição de aço se tornou o campo profissional da Dawang, que pode atender a muitas aplicações. Convidamos os clientes a entrar em contato conosco a qualquer momento e nos informar suas necessidades para que possamos fazer sugestões.
