Guia completo para aço 1.0402
O aço 1.0402, também conhecido como C22 ou AISI 1020, é um aço de baixo carbono com excelente usinabilidade e soldabilidade. Este guia explora suas propriedades, tratamento térmico e aplicações, fornecendo uma visão geral abrangente para engenheiros e fabricantes.
1. Introdução ao Aço 1.0402
- Definição:
1.0402 é um aço de baixo carbono, de uso geral, que oferece uma combinação de resistência, ductilidade e usinabilidade. Seu baixo teor de carbono o torna fácil de trabalhar, especialmente para aplicações que exigem soldagem e conformação. - Padrões:
- DIN: 1.0402
- EN: C22
- AISI / SAE: 1020
2. Composição química
A composição química do aço 1.0402 contribui para suas propriedades mecânicas e facilidade de processamento:
| Elemento | Porcentagem (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,17 – 0,24 |
| Manganês (Mn) | 0,40 – 0,70 |
| Silício (Si) | ≤ 0,40 |
| Fósforo (P) | ≤ 0,035 |
| Enxofre (S) | ≤ 0,035 |
| Cromo (Cr) | ≤ 0,40 |
| Molibdênio (Mo) | ≤ 0,10 |
Esta composição garante boa usinabilidade, mantendo resistência moderada.
3. Propriedades físicas
O aço 1.0402 apresenta as seguintes características físicas:
- Densidade:Aproximadamente 7,8 g/cm³
- Módulo de Elasticidade: ~210 GPa
- Condutividade térmica: ~51,9 W/m·K
Essas propriedades o tornam adequado para aplicações que exigem resistência moderada e estabilidade térmica.
4. Propriedades mecânicas
As propriedades mecânicas do 1.0402 em seu estado típico são as seguintes:
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Resistência à tração (máxima) | ~460 MPa |
| Força de rendimento | ~240 MPa |
| Alongamento na ruptura | ~24% |
| Dureza Brinell | ~130 HB |
| Razão de Poisson | ~0,29 |
Essas propriedades equilibram resistência e ductilidade, tornando-o uma escolha versátil para aplicações estruturais e mecânicas.
5. Tratamento térmico
O aço 1.0402 pode passar por vários tratamentos térmicos para ajustar suas propriedades para aplicações específicas:
- anelamento:
Aquecer para 870°C – 910°C, segure por tempo suficiente e resfrie lentamente no forno. Este processo melhora a ductilidade e a usinabilidade. - Normalizando:
Aquecer para 890°C – 940°C, segurar e resfriar ao ar. A normalização refina a estrutura do grão e melhora a tenacidade. - Endurecimento:
Aquecer para 860°C – 900°C, seguido de têmpera em óleo ou água. O endurecimento aumenta a resistência ao desgaste da superfície. - Temperamento:
Realizado após o endurecimento para reduzir a fragilidade e atingir a tenacidade desejada.
6. Aplicações
O aço 1.0402 é amplamente utilizado em vários setores devido à sua versatilidade:
- Componentes Estruturais: Vigas, colunas e outras estruturas de suporte de carga.
- Partes automotivas: Eixos, engrenagens e parafusos que exigem resistência e durabilidade.
- Produtos de cabeça fria: Fixadores e componentes formados por meio de cabeçote a frio.
- Aplicações com proteção contra casos difíceis: Adequado para peças cementadas que requerem uma superfície dura e núcleo dúctil.
7. Soldabilidade e Usinabilidade
- Soldabilidade:
O aço 1.0402 tem excelente soldabilidade e pode ser soldado usando métodos padrão como MIG, TIG e soldagem a arco. O pré-aquecimento geralmente não é necessário para seções finas. - Maquinabilidade:
Boa usinabilidade, especialmente no estado recozido ou normalizado, tornando-o adequado para processos de usinagem como torneamento, furação e fresamento.
8. Resistência à corrosão
1.0402 aço tem resistência moderada à corrosão devido ao seu baixo teor de liga. Para melhorar seu desempenho em ambientes severos, revestimentos como galvanização ou pintura são recomendados.
9. Conclusão
O aço 1.0402, com seu baixo teor de carbono, excelente usinabilidade e boa soldabilidade, é um material confiável para uma ampla gama de aplicações. Sua versatilidade permite que seja usado em componentes estruturais e mecânicos, enquanto suas opções de tratamento térmico oferecem flexibilidade para atender a requisitos específicos de desempenho.
Este guia serve como um recurso para entender as propriedades e o potencial do aço 1.0402, facilitando sua seleção e processamento para necessidades industriais.
