Aço Carbono AISI 1020: Propriedades e Aplicações

At Aobo Steel, we understand the importance of selecting the right material. AISI 1020 (SAE 1020) carbon steel is a versatile plain carbon steel we frequently supply for various manufacturing needs. With over 20 years of forging experience, we have deep knowledge of its characteristics and applications.

1. Understanding 1020 Carbon Steel Classification and Composition

1.1 Classificação (Sistema SAE/AISI)

Nota: AISI C1020 / SAE 1020
Tipo: Aço carbono simples (indicado pelos dois primeiros dígitos, '10' na designação SAE/AISI)
Conteúdo nominal de carbono: 20% (indicado pelos dois últimos dígitos, '20'). Na prática, o teor de carbono varia tipicamente de 0,18% a 0,23%.

1.2 Composição Química

A composição química típica do aço 1020 inclui:

Carbono (C): 0.18% – 0.23%
Manganês (Mn): 0.30% – 0.60%
Fósforo (P): 0,040% máximo
Enxofre (S): 0,050% máximo
Outros elementos: Pode conter quantidades incidentais de silício (Si), cobre (Cu), níquel (Ni), cromo (Cr) ou molibdênio (Mo) dentro dos limites padrão.

2. Aço Carbono 1020 Propriedades

O aço SAE 1020 é muito respeitado por diversas propriedades importantes:

Usinabilidade: Apresenta boas características de usinagem, o que o torna fácil de trabalhar. É frequentemente considerado o aço para moldes mais facilmente usinado e frequentemente usado como referência.
Conformabilidade: Possui boa conformabilidade e é adequado para aplicações que exigem modelagem.
Soldabilidade: Geralmente considerado soldável, embora alterações microestruturais na zona afetada pelo calor (ZTA) devam ser consideradas. Quando resfriado lentamente após a soldagem, sua microestrutura consiste tipicamente em perlita (aprox. 25%) e ferrita (aprox. 75%).
Endurecimento: Por ser um aço de baixo carbono, sua temperabilidade é limitada. Isso significa que é normalmente utilizado em seções transversais menores ou em aplicações onde a têmpera completa não é o principal requisito. Aços para ferramentas alternativos podem ser mais adequados para aplicações que exigem distorção mínima durante o tratamento térmico.

3. Aço Carbono 1020 Aplicativos

Graças ao seu equilíbrio de propriedades, o aço 1020 encontra aplicação em diversas áreas:

Eixo: Comumente usado em eixos industriais.
Fixadores: Adequado para fixadores roscados de baixo carbono, especialmente em diâmetros menores devido aos limites de temperabilidade.
Fabricação Geral: Usado em carrocerias automotivas, paredes corta-fogo e equipamentos de processos químicos onde alta resistência não é crítica, mas boa conformabilidade ou resistência à corrosão são necessárias.
Moldes de plástico: Embora não seja facilmente centralizado, ele é usado em moldes, geralmente cementado para aumentar a dureza da superfície e a resistência ao desgaste em produções moderadas.

4. Aço Carbono 1020 Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço 1020 dependem significativamente de sua condição (por exemplo, laminado a quente vs. trefilado a frio):

4.1 Laminados a Quente:

Limite de escoamento: ~205 MPa (30 ksi)
Resistência à tração: ~380 MPa (55 ksi)
Alongamento: ~25%

4.2 Trefilação a frio:

Limite de escoamento: ~372 MPa (54 ksi)
Resistência à tração: ~441 MPa (64 ksi)
Alongamento: ~15%

Observação: esses são valores típicos e podem variar.

Assim como outros aços de baixo carbono, o 1020 apresenta uma transição dúctil-frágil, influenciada por fatores como tamanho do grão e elementos de liga (Mn, Ni).

5. Condições de Fornecimento

Aproveitando nossa ampla experiência e rede robusta de mais de 40 fornecedores estáveis, a Aobo Steel pode fornecer aço 1020 em várias formas e condições para atender às suas necessidades específicas de fabricação:

Formulários: Barras (acabadas a quente, acabadas a frio), forjados, tubos, chapas, tiras.
Condições: Laminado a quente, normalizado, recozido, trefilado a frio.

Eixos acabados a frio (CF) geralmente têm um acabamento de superfície com brilho metálico fosco.

Entre em contato com a Aobo Steel hoje mesmo e informe as dimensões e especificações necessárias. Estamos prontos para fornecer um orçamento detalhado e discutir como o aço 1020 pode atender às necessidades do seu projeto.

Perguntas frequentes

1. O aço 1020 é o mesmo que o A36?

Embora ambos sejam aços carbono e possam apresentar sobreposições em algumas propriedades mecânicas, dependendo do processamento específico e da forma do produto do aço 1020, eles não são intercambiáveis em aplicações onde a especificação estrutural ASTM A36 é obrigatória. O aço A36 é certificado para atender a requisitos estruturais específicos, particularmente o limite mínimo de escoamento, crucial para garantir a segurança e a integridade dos projetos estruturais. O aço 1020, um aço de baixo carbono mais versátil, é escolhido para diferentes necessidades de fabricação, onde a conformabilidade e a usinabilidade são frequentemente priorizadas em detrimento de uma resistência ao escoamento estrutural específica garantida.
Portanto, ao escolher o aço para sua fábrica, considere os requisitos de projeto das suas aplicações. Se os componentes forem estruturais e exigirem o cumprimento das especificações de aço estrutural, o A36 é o material indicado. Se suas necessidades envolverem fabricação geral, usinagem ou conformação de peças que não exijam certificação estrutural específica, o aço 1020 pode ser uma opção adequada e potencialmente mais econômica, dependendo das propriedades mecânicas e dos requisitos de processamento necessários.

2. Quais são os benefícios do aço 1020?

Os benefícios do aço 1020 para sua fábrica residem em sua boa usinabilidade, boa conformabilidade, custo e disponibilidade relativamente baixos, versatilidade para endurecimento superficial por cementação, adequação para aplicações específicas como eixos e fixadores menores, uso em certos componentes estruturais automotivos, potencial para aumento de resistência por trefilação a frio e seu papel como material de referência na fabricação de moldes. As vantagens mais relevantes para suas operações dependerão dos componentes que você fabrica e dos requisitos de desempenho que eles devem atender.

3. Qual é a diferença entre o aço 1020 e o 1018?

A principal diferença entre o aço 1020 e o 1018 reside no seu teor nominal de carbono, com o 1020 apresentando uma porcentagem ligeiramente maior (cerca de 0,20%) do que o 1018 (cerca de 0,18%). Essa diferença aparentemente pequena pode levar a variações sutis em suas propriedades:

Usinabilidade: 1018 pode oferecer uma resposta de usinagem um pouco melhor.
Conformabilidade: 1018 pode apresentar características de conformação a frio ligeiramente melhoradas.
Resistência e Dureza: O aço 1020 geralmente possui resistência à tração e dureza ligeiramente maiores na condição laminada ou recozida. Também pode apresentar uma camada ligeiramente mais dura após a cementação.
Temperabilidade: Ambos têm baixa temperabilidade, dependendo principalmente do cement endurecimento para dureza da superfície.
Soldabilidade: Ambos são facilmente soldáveis, com o 1018 potencialmente apresentando um risco ligeiramente menor de rachaduras na solda em situações específicas.
Custo e disponibilidade: ambos estão amplamente disponíveis a custos comparáveis.

4. O aço 1020 pode ser temperado?

Embora o aço 1020 não possua o teor de carbono necessário para um endurecimento total eficaz na maioria das aplicações, ele pode ser significativamente endurecido na superfície por meio de tratamentos termoquímicos como cementação e carbonitretação. Esses processos aumentam o teor de carbono na camada superficial, permitindo a formação de martensita dura após a têmpera. Isso resulta em maior resistência ao desgaste e dureza superficial, mantendo um núcleo tenaz. A escolha do método de endurecimento dependerá dos requisitos específicos da aplicação, da profundidade de camada desejada e do nível aceitável de distorção.

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