Comparação de aços em engenharia mecânica com outras normas como JIS e AISI

Existem diferentes sistemas de designação para as propriedades do aço. As normas subjacentes constituem a base para a classificação e designação de graus de aço utilizando números de material. Neste artigo comparamos os graus de aço classificados de acordo com DIN/EN/ISO com as suas respetivas contrapartes em JIS (Japanese Industrial Standard).

O que é o aço?

De acordo com a norma DIN EN 10020 Parte 1, o aço é definido como um material que consiste predominantemente em ferro e tem um teor máximo de carbono de 2%. Compostos de ferro e carbono com teor de carbono superior a 2% são ferros fundidos. A fração de massa de ferro é maior do que a de qualquer outro elemento. Devido ao minério de ferro utilizado na sua produção, o aço contém sempre uma quantidade correspondente de silicone e manganês.

O aço pode ser dividido em três classes principais de acordo com a sua composição química:

• Aços não ligados: consistem em ferro e carbono, bem como em pequenas quantidades de outros elementos abaixo dos limites definidos.
• Aços inoxidáveis (também chamados de aços antiferrugem): fração de massa de pelo menos 10,5% de crómio e um máximo de 1,2% de carbono
• Aço ligado: Contém pelo menos um elemento de liga para além de ferro e carbono. Os elementos de ligação alteram as propriedades do aço. Os aços ligados não são aços inoxidáveis.

A classificação dos tipos de aço é ainda dividida de acordo com as classes de qualidade.

Existem tabelas para as diferentes classes de qualidade do aço.

Diferentes tipos de aço e propriedades do aço

A composição do aço determina as suas propriedades. O carbono como componente principal influencia, por exemplo, a dureza e a força. Um maior teor de carbono geralmente leva a um aumento da dureza, mas também a uma redução da ductilidade (dureza). Outros elementos de liga para ligas de aço podem ser:

• Cromado (Cr): O cromado aumenta a resistência à corrosão do aço e é frequentemente encontrado em aços inoxidáveis. Também ajuda a aumentar a força a temperaturas mais elevadas.
• Manganês (Mn): O manganês é utilizado para melhorar a resistência e a dureza do aço, bem como para dessulfurização e desoxidação durante a produção de aço.
• Níquel (Ni): O níquel aumenta a robustez, a resistência ao impacto e a estabilidade a baixas temperaturas. É um elemento de liga frequentemente utilizado em aços inoxidáveis e ligas de aço.
• Molibdénio (Mo): O molibdénio melhora a força e resistência às fissuras de corrosão por tensão e às propriedades de alta temperatura do aço. Encontra-se em muitos aços ligados.
• Vanádio (V): O vanádio aumenta a resistência, a dureza e a resistência ao desgaste do aço. É frequentemente utilizado em aços de ferramentas e aços de alta resistência.
• Cobre (Cu): O cobre pode aumentar a resistência à corrosão e a condutividade elétrica do aço.
• Silício (Si): O silício contribui para a desoxidação e aumenta a resistência do aço. É comum em aços estruturais.
• Titânio (Ti): O titânio aumenta a resistência do aço.
• Alumínio (Al): O alumínio pode aumentar a resistência e a resistência à corrosão.

A tabela seguinte mostra uma visão geral dos graus de aço comuns nas várias notações padronizadas. O caractere □ é um marcador de posição na designação.

Explicação para a designação de aço

A designação dos aços não é uniforme. No entanto, em geral, podemos assumir que as normas DIN, como a DIN EN 10027-1 (de acordo com o número de material que consiste em letras e números de código) e a DIN EN 10027-2 (de acordo com a composição química), derivam princípios gerais.

Nome abreviado do material

O DIN lista os requisitos para os nomes abreviados do material e divide-os em dois grupos. Para o Grupo 1, a designação depende da utilização e das propriedades mecânicas do aço. Para o Grupo 2, a designação depende da composição química do aço. Esta designação faz sentido quando os elementos de liga individuais fornecem informações sobre determinadas propriedades, tais como resistência à corrosão ou quando devem ser submetidos a tratamento térmico. O nome abreviado no Grupo 1 consiste em pelo menos um símbolo principal e a força de rendimento mínima em megapascais, por exemplo S235, onde S significa aços na construção de aço. Podem ser adicionados símbolos adicionais dependendo da propriedade e utilização, por exemplo, S235J2.

Um exemplo de um nome de acordo com a composição química no Grupo 2 seria 42CrMo4. É indicado o teor percentual do elemento na composição de aço. Por exemplo, C45 para um aço com um teor de carbono de cerca de 0,45%.

A designação de aço de acordo com as normas JIS é composta de forma semelhante. A designação consiste normalmente numa letra que indica o grupo ou tipo de aço, seguido de um número que contém informações específicas sobre o grau de aço (propriedades químicas ou mecânicas). SS400, por exemplo, significa um aço estrutural não ligado (SS = Aço Estruturado).

Número de material do aço

Os números de material são atribuídos pelo Steel Institute VDEh. A designação consiste nos seguintes parâmetros: X.YYZZ(AA). Aplica-se o seguinte:

• X = grupo principal
• Y = número do grau (grupo de aço)
• Z = número de contagem
• A = número de contagem alargada

De acordo com as normas europeias, o número de material para aço começa sempre com 1, por exemplo, 1.7033 para aço temperado e temperado com liga de crómio.

Seleção do número do grupo do aço

Este número de material serve para identificar exclusivamente materiais e documentar propriedades específicas do material. O número de material para aço pode ser encontrado nas tabelas.

Comparação da padronização

Os tipos de aço estão sujeitos a diferentes normas. As normas servem para garantir a qualidade, propriedades e utilização do aço em várias indústrias e aplicações. A lista seguinte contém as normas de vários institutos e comissões:

• JIS: Norma Japonesa da Indústria do Comité Japonês de Normas Industriais.
• ISO: Norma Internacional da Organização Internacional para a Normalização.
• AISI: Norma Americana do American Iron and Steel Institute (AISI).
• DIN: Norma Industrial Alemã do Instituto Alemão de Normalização (Deutsches Institut für Normung, DIN).
• EN: Normas europeias de um dos Comités Europeus de Normalização (CEN, CENELEC, ETSI)
• BS: British Standard do British Standards Institute (BSI).