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Aço AerMet 100 AMS 6532 | UNS K92580: Propriedades, Processos
- João
Em aços de alto desempenho, poucos materiais alcançam o equilíbrio entre potência bruta e engenharia de precisão como o aço AerMet® 100.
Este artigo analisa a ciência, as aplicações e as vantagens exclusivas do aço AerMet 100, revelando por que ele supera as ligas convencionais em ambientes de alto estresse.
O que é o aço AerMet 100?
O aço AerMet 100 é uma liga de ultra-alta resistência projetada para estresse mecânico extremo. Sua composição de cobalto, níquel, cromo, molibdênio e carbono cria uma microestrutura durável que tem bom desempenho sob cargas dinâmicas. A liga fornece excelente dureza, resistência à tração e tenacidade à fratura. Ele também retém a ductilidade e resiste à corrosão sob tensão. Com desempenho confiável de até 800 °F (427 °C), o AerMet 100 é usado em trens de pouso aeroespaciais, sistemas de blindagem e componentes de acionamento críticos. A liga não requer pré-aquecimento para soldagem, mas precisa de proteção em condições úmidas devido à resistência limitada à corrosão.
- AerMet é uma marca registrada da Corporação de Tecnologia de Carpinteiro.
Especificações do aço AerMet 100
O aço AerMet 100 atende aos rigorosos padrões da indústria, garantindo conformidade e confiabilidade.
- AMS 6478
- AMS 6532
- McDonnell Douglas MMS 217
- MIL HDBK-5
Grau equivalente de aço AerMet 100:
- UNS K92580
Composição química do aço AerMet 100
| Elemento | Conteúdo |
| Carbono (C) | 0.21~0.25 |
| Silício (Si) | ≤0.15 |
| Manganês (Mn) | ≤0.10 |
| Fósforo (P) | ≤0.008 |
| Enxofre (S) | ≤0,005 |
| Cromo (Cr) | 2.9~3.3 |
| Níquel (Ni) | 11~12 |
| Molibdênio (Mo) | 1.1~1.3 |
| Nitrogênio (N) | ≤0,0015 |
| Titânio (Ti) | ≤0.015 |
| Cobalto (Co) | 13~14 |
| Alumínio (Al) | ≤0.015 |
| Oxigênio (O) | ≤0,002 |
Propriedades mecânicas do aço AerMet 100 (após tratamento térmico)
| Propriedade | Valor Longitudinal | Valor Transversal |
| Limite de escoamento (deslocamento de 0,2%) | 1720 MPa (250 ksi) | 1720 MPa (250 ksi) |
| Resistência à tração | 1960 MPa (285 ksi) | 1960 MPa (285 ksi) |
| Alongamento (%) | 14% | 13% |
| Redução de Área (%) | 65% | 55% |
| Energia de impacto Charpy V-Notch | 41 J (30 pés-lb) | 34 J (25 pés-lb) |
| Tenacidade à fratura (K IC ) | 126 MPa√m (115 ksi√pol) | 110 MPa√m (100 ksi√pol) |
Propriedades relacionadas à temperatura
- Desempenho em alta temperatura
O AerMet 100 mantém a estabilidade até 427°C (800°F), mas sua resistência à tração diminui gradualmente com o aumento da temperatura. Por exemplo, a 260°C (500°F), a resistência à tração é de aproximadamente 1650 MPa (240 ksi).
- Resistência ao impacto em baixa temperatura
Mesmo a -73 °C (-100 °F), o AerMet 100 retém uma alta energia de impacto, aproximadamente 41 J (30 ft-lb), demonstrando sua excelente resistência a baixas temperaturas.
Propriedades físicas do aço AerMet 100
| Propriedade | Valor métrico | Valor imperial |
| Densidade | 7,89 g/cm³ | 0,285 lb/in³ |
| Módulo de elasticidade | 194,5 GPA | 28,2×10³ ksi |
| Resistividade (21°C/70°F) | – | 259 ohm-cir-mil/pé |
| Temperatura crítica (AC₁/AC₃) | 574°C / 829°C | 1065°F / 1525°F |
| Coeficiente de expansão térmica (315,56 °C/600 °F) | 10,82×10⁻⁶ m/m/°C (recozido) | 6,01×10⁻⁶ pol/pol/°F (recozido) |
| 10,94×10⁻⁶ m/m/°C (Tratado termicamente) | 6,08×10⁻⁶ pol/pol/°F (tratado termicamente) |
Especificação de produtos de aço AerMet 100
| Formulário do produto | Dimensão | Unidades métricas | Unidades imperiais |
| Barras redondas | Diâmetro | 12,7 mm ~ 305 mm | 0,5 pol ~ 12 pol |
| Placa | Espessura | 6,35 mm ~ 101,6 mm | 0,25 pol ~ 4 pol |
| Largura | 101,6 mm ~ 1219 mm | 4 pol ~ 48 pol | |
| Comprimento | 305 mm ~ 6096 mm | 12 pol ~ 240 pol | |
| Folha | Espessura | 6,35 mm ~ 19,05 mm | 0,25 pol ~ 0,75 pol |
| Largura | 101,6 mm ~ 1219 mm | 4 pol ~ 48 pol | |
| Comprimento | 305 mm ~ 6096 mm | 12 pol ~ 240 pol |
Aplicações de aço AerMet 100
- Aeroespacial: Trem de pouso, eixos de motores a jato
- Defesa: Blindagem, componentes balísticos
- Energia: Eixos de transmissão
- Industrial:Tubulação estrutural
- Transporte: Membros estruturais
Aço AerMet 100 Tratamento térmico
Visão geral das etapas principais
| Estágio | Parâmetros-chave | Propósito |
| Tratamento de soluções | 885°C ±14°C por 1 hora (1625°F ±25°F) | Dissolver carbonetos, homogeneizar microestrutura. |
| Resfriamento | Ar/óleo resfriado a 66°C (150°F) em 1–2 horas | Bloqueio na estrutura martensítica. |
| Tratamento pelo frio | -73°C por 1 hora (-100°F) | Aumente a tenacidade reduzindo a austenita retida. |
| Envelhecimento | 482°C ±6°C por 5 horas (900°F ±10°F) | Precipitar fases secundárias para otimizar a resistência e a ductilidade. |
1. Normalizando
O aço AerMet 100 é normalizado por aquecimento até 1650°F (899°C) para uma hora, permitindo então que esfrie ao ar até a temperatura ambiente. Isso ajuda a restaurar as propriedades em áreas afetadas pela forja. Para melhor usinabilidade, um Recozimento de 16 horas a 1250°F (677°C) é recomendado após a normalização.
2. Tratamento de solução
O AerMet 100 passa por um tratamento de solução por aquecimento até 1625°F ±25°F (885°C ±14°C) para 1 hora em uma atmosfera neutra (vácuo, banho de sal ou gás inerte) para evitar a descarbonetação. Após o aquecimento, a liga é resfriada ao ar para 150°F (66°C) dentro de 1-2 horas. Seções mais espessas (>2″ de diâmetro ou chapa de 1″ de espessura) devem ser temperadas em óleo para atender às metas de resfriamento. Este processo dissolve carbonetos e prepara o material para transformação martensítica.
3. Tratamento a frio (resfriamento criogênico)
Após o tratamento da solução, o AerMet 100 deve ser resfriado para -100°F (-73°C) para pelo menos uma hora. Esta etapa garante a transformação martensítica completa e elimina a austenita retida, aumentando a tenacidade. Se ignorada, a tenacidade é reduzida em cerca de 15%. Pular o tratamento pelo frio requer envelhecimento duplo a 900°F (482°C) para 5 horas duas vezes para compensar a perda de resistência.
4. Tratamento de envelhecimento (endurecimento por precipitação)
O envelhecimento envolve o aquecimento do AerMet 100 para 900°F ±10°F (482°C ±6°C) para 5 horas, seguido de resfriamento a ar. Este processo forma precipitados finos que aumentam a resistência enquanto mantêm a ductilidade. Os ajustes de temperatura de envelhecimento podem variar com base nos requisitos:
- Em 875°F (468°C) para 5 horas, a dureza atinge 54,5–55,5 HRC, mas a resistência diminui.
- Em 925°F (496°C) para 5 horas, a dureza diminui para 51,0–52,5 HRC, melhorando a ductilidade.
5. Recozimento
Para amaciar o material para usinagem ou recuperação após forjamento, o AerMet 100 pode ser recozido em 1250°F (677°C) para 16 horas. Isso produz uma dureza de ≤40 HRC, facilitando a usinagem.
6. Alisamento
O AerMet 100 sofre alterações mínimas de tamanho durante o tratamento térmico. No entanto, algumas peças podem precisar de endireitamento mecânico para corrigir a distorção. O endireitamento deve ser feito após o envelhecimento, mas antes da usinagem final. Para garantir resultados ideais, execute uma alívio do estresse em baixa temperatura no 350–400°F (177–204°C) para 5 horas antes de alisar.
Risco de descarbonetação
O AerMet 100 é propenso à descarbonetação, que ocorre quando o carbono é perdido da superfície durante o tratamento térmico. Para minimizar esse risco, o tratamento térmico deve ser conduzido em um forno de atmosfera neutra, banho de sal ou vácuo. A descarbonetação pode ser detectada comparando a dureza da superfície e do núcleo, garantindo que a diferença (ΔHRC) não exceda 2.
Considerações de pós-processamento
Após a usinagem, um alívio do estresse no 800°F (427°C) para 1–3 horas pode ser aplicado para reduzir tensões residuais sem comprometer a resistência. Esta etapa ajuda a melhorar o desempenho do material em aplicações finais.
Processamento de aço AerMet 100
Forjamento
O aço AerMet 100 deve ser forjado a uma temperatura inicial de ≤2250°F (1232°C), com uma temperatura final de forjamento de ≤1650°F (899°C). Após o forjamento, o material deve passar por recozimento e normalização para restaurar suas propriedades e garantir desempenho ideal durante o processamento subsequente.
Usinagem
O AerMet 100 é mais desafiador de usinar do que Aço 4340 no CDH 38. Para obter os melhores resultados, ferramentas de carboneto são recomendadas. A velocidade de corte deve variar de 280 a 350 SFM. Após a usinagem de desbaste, é essencial executar alívio do estresse no 800°F (427°C) para 1–3 horas para reduzir tensões residuais e melhorar a estabilidade do material para usinagem posterior.
Aço certificado AerMet 100 de origem
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