Propriedades e aplicações do aço carbono AISI 1045

Aço Carbono AISI 1045 é um aço de médio carbono amplamente utilizado, conhecido por seu bom equilíbrio entre resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. Compreender suas características é essencial para a seleção adequada do material em diversas aplicações industriais.

1. Aço 1045 Composição Química

A designação “1045” indica um aço carbono simples com teor nominal de carbono de 0,45%. As principais faixas de composição, de acordo com as principais normas, são:

• Carbono (C): Normalmente 0,43% – 0,50% (por exemplo, ASTM A29, SAE J403). Algumas especificações permitem 0,42% – 0,50%.
• Manganês (Mn): Geralmente 0,60% – 0,90%. Alguns padrões podem especificar 0,50% – 0,80%.
• Silício (Si): Frequentemente especificado como 0,15% – 0,35% ou um máximo de 0,40%. Observação: Barras de qualidade comercial podem não ter um teor de silício especificado.
• Fósforo (P) e Enxofre (S): Essas são impurezas mantidas em níveis baixos, normalmente máximo de 0,040% para P e máximo de 0,050% para S, embora limites mais rígidos (por exemplo, 0,035% máximo) possam ser aplicados dependendo do padrão.
• Outros elementos: Alguns padrões (como JIS G4051) podem especificar limites máximos para elementos como Cu (0,30%), Ni (0,20%) e Cr (0,20%).

2. Aço 1045 Notas Equivalentes Internacionais

Para fornecimento e especificação global, é útil conhecer os graus equivalentes para o aço 1045:

• ISO: C45E4
• EN (Europa): C45E (1.1191)
• DIN (Alemanha): C45 (1,0503)
• JIS (Japão): S45C (ocasionalmente S48C)
• BS (Reino Unido): IC45 / 080A47
• GB (China): 45 (também 45H, ML45)
• GOST (Rússia): 45 (também 45H)
• Outro: NF C45 (França), AFNOR CC45 (França), UNI C45 / F.114 (Itália), SS 1650 (Suécia), UNE F.114 (Espanha), ASTM 1045H (temperabilidade especificada).

3. Aço 1045 Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço 1045 dependem muito de sua condição (como ele é processado e tratado termicamente).

Condições conforme processadas

Laminados a quente: Nessa condição comum de fornecimento, as propriedades típicas são:

• Resistência à tração: ~585 MPa (85 ksi)
• Limite de escoamento: ~310 MPa (45 ksi)
• Alongamento: ~17%
• Redução de Área: ~35%
• Dureza: ~170-229 HBW

Trefilado a frio: A trefilação a frio aumenta a resistência e a dureza, mas geralmente reduz a ductilidade. Valores de exemplo podem ser:

• Resistência à tração: ~725 MPa (105 ksi)
• Limite de escoamento: ~585 MPa (85 ksi)

4. Aço 1045 Tratamento térmico

Tratamento térmico é crucial para adaptar as propriedades do aço 1045:

4.1 Normalizando: O aquecimento a 850-870 °C e o resfriamento a ar refinam a estrutura do grão. Isso resulta em maior uniformidade, maior resistência e melhor alongamento do que no estado laminado. A dureza típica após a normalização é de 170-217 HBW.

4.2 Têmpera e revenimento: Para máxima resistência e dureza:

4.2.1 Têmpera: Aquecer a 820-870 °C e resfriar rapidamente em água ou óleo. A têmpera em água proporciona um resfriamento mais rápido e pode atingir maior profundidade de têmpera, especialmente em seções mais espessas.

4.2.2 Têmpera: Reaqueça o aço temperado a 550-650 °C, mantenha a temperatura e resfrie rapidamente. Este processo reduz a fragilidade e atinge o equilíbrio final desejado entre dureza e tenacidade. Propriedades típicas após têmpera e revenimento (Q&T):

• Resistência à tração: > 686 MPa
• Limite de escoamento: > 490 MPa
• Alongamento: > 17%
• Redução de Área: > 45%
• Dureza: 201-269 HBW

5. Considerações sobre temperabilidade

A temperabilidade refere-se à profundidade na qual o aço pode ser temperado durante a têmpera. Como um aço carbono simples, o 1045 apresenta menor temperabilidade em comparação com aços de liga como o 4145. Isso significa que atingir alta dureza em todo o núcleo só é possível em seções relativamente finas. Por exemplo, atingir HRC 45 pode ser possível apenas na barra externa de 3 a 6,5 mm temperada sob condições específicas. Esta é uma limitação importante a ser considerada para componentes maiores que exigem alta resistência e dureza do núcleo.

6. Aço 1045 Aplicativos

Graças à sua versatilidade e custo-benefício, o aço 1045 e seus equivalentes (como o S45C) são usados em inúmeras aplicações que exigem boa resistência e resistência ao desgaste, incluindo:

• Eixos, eixos e fusos
• Engrenagens e pinos
• Parafusos e bielas
• Grampos hidráulicos
• Placas de apoio para trabalho a frio e moldes plásticos
• Placas de fixação do gabarito de perfuração
• Moldes e bases de moldes de plástico
• Componentes padrão do conjunto de matrizes

A condição normalizada ou levemente estirada a frio geralmente é adequada para aplicações que exigem resistências à tração na faixa de 60-75 kgf/mm².

7. Selecionando Aço 1045

Ao especificar o aço 1045, é fundamental definir a condição necessária (por exemplo, laminado a quente, normalizado, temperado e revenido) e consultar a norma apropriada (ASTM, EN, JIS, etc.). Isso garante que o material atenda à composição química e às propriedades mecânicas necessárias para sua aplicação específica. Fatores como o tamanho do componente e a profundidade de dureza necessária são cruciais para determinar se o aço 1045 é a melhor escolha ou se é necessário um aço-liga com maior temperabilidade.

Na Aobo Steel, com nossa vasta experiência em aços para ferramentas e ligas, podemos ajudá-lo a selecionar o grau e a condição ideais para as suas necessidades. Entre em contato conosco para discutir suas necessidades específicas.

Perguntas frequentes

1. Para que serve o aço 1045?

O aço 1045 é uma escolha confiável e econômica para muitas aplicações que exigem um bom equilíbrio entre resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. Sua versatilidade é ainda mais aprimorada por sua capacidade de suportar diversos tratamentos térmicos, permitindo a otimização de propriedades. De componentes de ferramentas, como peças de moldes e placas de gabarito, a elementos de máquinas, como pinos, rolos e até mesmo engrenagens e eixos em aplicações menos exigentes, o aço 1045 oferece uma solução pragmática. No entanto, explorar alternativas de aço-liga pode ser uma abordagem mais adequada para componentes com seções transversais substanciais que exigem têmpera profunda e uniforme.

2. 1045 é mais forte que 4140?

Para peças menores ou com requisitos de resistência menos rigorosos, o aço 1045 pode oferecer uma solução mais econômica. No entanto, para componentes maiores e mais críticos que exigem alta resistência e desempenho consistente em toda a sua seção transversal, Aço 4140 seria a seleção mais apropriada.