Propriedades e aplicações do aço carbono AISI 1025

O aço carbono AISI 1025 é um aço carbono comum frequentemente especificado, utilizado em diversos setores industriais. É classificado como aço de baixo carbono, embora, dependendo do contexto específico, às vezes seja referenciado em listas de médio carbono. Suas características o tornam um material versátil para inúmeras aplicações.

1. Composição química do aço carbono 1025 (normas ASTM)

A composição química do aço 1025 é regida por padrões industriais estabelecidos, garantindo consistência. As principais especificações incluem:

• Padrões:ASTM A29/A29M, ASTM A108, ASTM A576-90b (2000)
• Carbono (C): 0.22% – 0.28%
• Manganês (Mn): 0.30% – 0.60%
• Fósforo (P): 0,040% máximo
• Enxofre (S): 0,050% máximo
• Designação UNS: G10250

Essas faixas de composição definem as propriedades fundamentais da classe.

2. 1025 Carbono Propriedades Mecânicas do Aço

As propriedades mecânicas do aço 1025, como resistência à tração e resistência ao escoamento, são influenciadas por sua condição (por exemplo, laminado a quente, acabado a frio) e qualquer tratamento térmico subsequente.

• Laminados a quente: Valores típicos para barras laminadas a quente (por exemplo, 16 mm de diâmetro) apresentam níveis de resistência moderados, adequados para diversas aplicações de uso geral. Os valores de resistência específicos podem variar. [A fonte original do documento 11 fornece valores como 125-175 ksi TS / 80 ksi YS, enquanto outras fontes sugerem valores mais baixos, típicos para aço de baixo carbono. É recomendável consultar as certificações específicas da usina para obter os valores mínimos garantidos].
• Características gerais: Comparado aos aços de alto carbono ou de liga, o 1025 oferece menor resistência à tração, mas geralmente boa ductilidade e tenacidade.

O aço 1025 possui boa usinabilidade, uma vantagem fundamental, principalmente quando fornecido na condição de acabamento a frio (CF). Seu menor teor de carbono contribui para uma usinagem mais fácil em comparação com aços mais duros.

3. 1025 Carbono Aplicações de Aço

• Eixo: Boa usinabilidade o torna uma escolha popular para eixos industriais.
• Componentes estruturais: Eles são usados em aplicações estruturais e geralmente são fornecidos como produtos laminados a quente, em conformidade com padrões como EN 10025, ou como folhas/tiras, conforme ASTM A1011/A1011M, onde a conformabilidade pode ser importante.

4. Guia de Tratamento Térmico para Aço 1025

O aço 1025 é um aço versátil de baixo carbono. Suas propriedades mecânicas podem ser significativamente alteradas por meio de diversos processos de tratamento térmico. Compreender esses tratamentos é fundamental para otimizar o aço 1025 para aplicações industriais específicas. Este guia descreve os tratamentos térmicos comuns aplicáveis ao aço 1025 e seus efeitos.

4.1 Recozimento

Propósito: O recozimento é usado principalmente para amolecer o aço 1025, tornando-o mais dúctil e fácil de conformar. Também alivia tensões internas e refina a estrutura dos grãos.

Processo:

1. Aqueça o aço uniformemente a uma temperatura dentro da faixa de recozimento, normalmente 880-930 °C para graus de baixo carbono, como 1025.
2. Mantenha essa temperatura por tempo suficiente para a austenitização completa (transformando a estrutura do aço em austenita).
3. Resfrie o aço lentamente, geralmente dentro do forno.

Resultado: O resfriamento lento promove a formação de uma microestrutura macia, composta principalmente de ferrita e perlita. Isso aumenta a ductilidade e a conformabilidade, preparando o aço para as etapas subsequentes de fabricação.

4.2 Normalizando

Propósito: A normalização refina o tamanho do grão e melhora a uniformidade microestrutural. Resulta em resistência e dureza ligeiramente maiores do que o aço 1025 recozido, mantendo boa ductilidade.

Processo:

1. Aqueça o aço até a faixa de temperatura de austenitização (semelhante ao recozimento, em torno de 880-930°C).
2. Mantenha a temperatura para aquecimento uniforme.
3. Resfrie o aço em ar parado fora do forno.

Resultado: A taxa de resfriamento mais rápida (em comparação com o recozimento) produz uma estrutura de grãos mais fina e uniforme. A normalização é frequentemente aplicada ao aço laminado ou forjado para prepará-lo para usinagem ou tratamento térmico adicional.

4.3 Têmpera (têmpera)

Propósito: Para aumentar a dureza e a resistência do aço. Observe que, devido ao seu baixo teor de carbono, o aço 1025 tem temperabilidade limitada em comparação aos aços de médio ou alto carbono.

Processo:

1. Aqueça o aço até sua temperatura de austenitização específica (cerca de 770-800°C para aço de baixo carbono).
2. Resfrie rapidamente (tempere) o aço em um meio adequado, como água, salmoura ou óleo.

Resultado: O resfriamento rápido transforma a fase austenítica em martensita, uma microestrutura dura. No entanto, a martensita formada no aço 1025 tem dureza relativamente baixa. A têmpera introduz tensões internas significativas e apresenta risco de distorção. Obter uma estrutura totalmente martensítica pode ser desafiador devido à baixa temperabilidade; outras microestruturas, como ferrita ou perlita, podem se formar mesmo com têmpera agressiva.

4.4 Têmpera

Propósito: A têmpera é realizada depois endurecimento (têmpera) para reduzir a fragilidade inerente à martensita e aumentar a tenacidade.

Processo:

1. Reaqueça o aço previamente temperado a uma temperatura específica abaixo do ponto crítico inferior (Ac1, aproximadamente 727°C).
2. Mantenha a temperatura de têmpera por um tempo pré-determinado.
3. Resfrie o aço, normalmente no ar.

Resultado: O revenimento modifica a estrutura martensítica, alcançando o equilíbrio desejado entre dureza, resistência e tenacidade. As propriedades finais dependem diretamente da temperatura e da duração do revenimento escolhidas – temperaturas mais altas geralmente resultam em menor dureza e maior tenacidade.

4.5 Cementação

Propósito: A cementação é um tratamento de endurecimento superficial. Ela cria uma camada externa dura e resistente ao desgaste (carcaça) no aço, mantendo um interior mais macio e resistente (núcleo).

Processo:

1. Aqueça o componente de aço 1025 em uma atmosfera rica em carbono (gás, líquido ou sólido) a temperaturas tipicamente entre 880 e 930 °C. O carbono se difunde na superfície do aço.
2. Controle o tempo e a temperatura do processo para atingir a profundidade de camada e a concentração de carbono desejadas.
3. Após a cementação, efetue a têmpera para endurecer a camada de alto carbono.
4. Tempere o componente para refinar as propriedades da caixa e do núcleo.

Resultado: Ideal para componentes que exigem alta resistência ao desgaste da superfície combinada com ductilidade e tenacidade do núcleo.

4.6 Carbonitretação

Propósito: Assim como a cementação, a carbonitretação é um processo de endurecimento de superfície que introduz carbono e nitrogênio na camada superficial do aço.

Processo:

1. Aqueça o aço em uma atmosfera contendo fontes de carbono e nitrogênio, normalmente em temperaturas ligeiramente mais baixas do que a cementação (cerca de 900 °C).
2. Ambos os elementos se difundem na superfície. A adição de nitrogênio aumenta a temperabilidade da caixa.
3. Revenir o componente. Graças à maior temperabilidade, uma têmpera menos severa (por exemplo, óleo) pode frequentemente ser usada em comparação à cementação.
4. Tempere conforme necessário.

Resultado: Produz uma camada rígida e resistente ao desgaste. A temperabilidade aprimorada permite uma têmpera eficaz com potencialmente menos distorção, tornando-a adequada para componentes que exigem bom controle dimensional.

4.7 Alívio do estresse

Propósito: Para reduzir tensões internas bloqueadas no aço devido a processos de fabricação anteriores, como usinagem pesada, conformação a frio ou soldagem.

Processo:

1. Aqueça o componente de aço uniformemente a uma temperatura abaixo do ponto crítico inferior (Ac1), normalmente em torno de 600°C.
2. Mantenha a temperatura por um período suficiente (por exemplo, 1 hora por polegada de espessura, no mínimo).
3. Resfrie lentamente para minimizar a reintrodução de tensões térmicas.

Resultado: Melhora a estabilidade dimensional durante usinagem ou uso subsequente e reduz o risco de distorção ou rachaduras causadas por tensão residual.

4.8 Selecionando o tratamento apropriado

O tratamento térmico ideal para o aço 1025 depende inteiramente dos requisitos finais do componente:

• Para máxima conformabilidade e maciez: Escolher Recozimento.
• Para uma estrutura refinada com resistência e ductilidade equilibradas: Considerar Normalizando.
• Para maior dureza (dentro dos limites) seguida de maior tenacidade: Usar Têmpera e revenimento.
• Para alta dureza superficial e resistência ao desgaste com um núcleo resistente: Empregar Cementação ou Carbonitretação.
• Para minimizar tensões internas de fabricação: Aplicar Alívio do estresse.

A escolha do processo correto garante que o aço 1025 tenha um desempenho confiável na aplicação pretendida. Se precisar de mais ajuda para selecionar o melhor tratamento térmico para suas necessidades específicas, consulte nossa equipe técnica.