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Guia de Aço Carbono Preto
- João
O aço carbono é tipicamente forte. Sua resistência à tração varia de 400 MPa a 1.200 MPa, dependendo do teor de carbono e do tratamento térmico.
O SteelPro Group oferece uma ampla gama de resistências de aço carbono para clientes em diferentes países. Também oferecemos diversas opções de personalização para o seu projeto específico. A seguir, detalharemos o que torna o aço carbono tão durável e ofereceremos consultoria especializada sobre como escolher o tipo de aço carbono certo para seus projetos.
O que é aço carbono preto?
O aço carbono preto é um aço de média liga, endurecível ao ar, conhecido por sua estabilidade dimensional, tenacidade e moderada resistência ao desgaste. O aço carbono preto é utilizado em matrizes de corte, ferramentas de conformação e moldes plásticos, onde a precisão e a resistência à fadiga térmica são cruciais. O aço carbono preto endurecido atinge 61-62 HRC, com maior tenacidade do que ligas resistentes ao desgaste como a D2.
O SteelPro Group fornece aço carbono preto, equivalente à norma UNS T30106 e em conformidade com as normas ASTM A681. Os formatos comuns incluem tubos, tubos e chapas redondas de aço carbono preto.
Propriedades mecânicas do aço carbono preto
A tabela abaixo descreve as propriedades mecânicas específicas para referência.
| Propriedade | Valor (métrica) | Valor (imperial) |
| Dureza (Rockwell C) | 61 – 62 | 61 – 62 |
| Módulo elástico | 200 GPa | 29000 ksi |
| Módulo de massa | 160 GPA | 23200 ksi |
| Módulo de cisalhamento | 77,0 GPA | 11200 ksi |
| Índice de Poisson | 0.3 | 0.3 |
| Usinabilidade | 65 % | 65 % |
Propriedades físicas do aço carbono preto
A tabela abaixo resume suas principais propriedades físicas para referência.
| Propriedade | Valor (métrica) | Valor (imperial) |
| Densidade | 7,83 g/cm³ | 0,283 lb/in³ |
| Gravidade Específica | 7.83 | 7.83 |
| Módulo de elasticidade | 207 GPa | 30 x 10³ ksi |
| Coeficiente de expansão térmica | 11,5 x 10⁻⁶ /°C (20-100°C) | 6,39 x 10⁻⁶ /°F (68-212°F) |
| Condutividade térmica | 24,9 W/m-K | 172,7 BTU·pol/pé²·h·°F |
| Capacidade térmica específica | 460 J/kg-K | 0,11 BTU/lb-°F |
| Resistividade elétrica | 0,00065 Ω·cm | 25,6 μΩ·pol. |
Aplicações do Aço Carbono Preto
O aço carbono preto é amplamente utilizado em diversos setores devido à sua resistência, durabilidade e preço acessível. Aqui estão algumas das aplicações mais comuns:
1. Construção e Infraestrutura
O aço carbono preto é frequentemente utilizado na construção de edifícios, pontes e estruturas de suporte. Sua alta resistência à tração o torna ideal para estruturas, vergalhões e componentes de suporte de carga.
2. Sistemas de encanamento e tubulação
Devido à sua resistência à pressão e ao estresse mecânico, o aço carbono preto é frequentemente encontrado em oleodutos, gasodutos e oleodutos. É especialmente popular em ambientes industriais, onde alta resistência e confiabilidade são essenciais.
3. Indústria Automotiva
Muitos componentes de veículos, como chassis, eixos e armações, são feitos de aço carbono preto. Ele proporciona a integridade estrutural necessária para veículos de passeio e comerciais.
4. Fabricação e Equipamentos Pesados
Peças de máquinas, ferramentas industriais e carcaças de equipamentos geralmente usam aço carbono preto porque ele pode suportar desgaste sob condições operacionais adversas.
5. Equipamentos agrícolas
De arados a componentes de tratores, o aço carbono preto desempenha um papel fundamental em ferramentas e máquinas agrícolas, onde durabilidade e resistência ao impacto são vitais.
6. Construção Naval e Aplicações Marítimas
Sua resistência e custo-benefício fazem do aço carbono preto um material preferido para a construção de cascos de navios e outros componentes marítimos, especialmente quando é adicionada proteção contra corrosão.
7. Cercas e guarda-corpos
O aço carbono preto é comumente usado em estruturas externas, como cercas, portões e guarda-corpos de rodovias, onde sua robustez é uma grande vantagem.
Fabricação e tratamento térmico de aço carbono preto
O tratamento térmico adapta a dureza, tenacidade e estabilidade do aço carbono preto para aplicações exigentes, como ferramentas de precisão e componentes resistentes ao desgaste.
No SteelPro Group, fornecemos aço carbono preto recozido, pré-endurecido ou totalmente tratado, pronto para atender às suas necessidades específicas. Abaixo, um guia detalhado sobre o processo de tratamento térmico.
Forjamento
O aço carbono preto deve ser forjado em uma faixa de temperatura de 900 a 1150 °C (1650 a 2100 °F). O recozimento é obrigatório após o forjamento, pois o processo introduz tensões internas e estruturas de grãos irregulares que podem comprometer as propriedades mecânicas.
Recozimento
O recozimento é necessário após o trabalho a quente ou antes do reendurecimento para restaurar a ductilidade e otimizar a usinabilidade. A dureza após esse processo normalmente varia entre 197-229 HB.
A temperatura deve ser mantida em 800-850°C (1475-1560°F). Uma vez na temperatura alvo, mergulhe o aço por 1 hora por 25,4 mm (1 polegada) de espessura para garantir que o núcleo e a superfície atinjam condições uniformes. Após a imersão, resfrie o aço em um forno a uma taxa controlada de 15-20°C (27-36°F) por hora até atingir aproximadamente 650°C (1200°F). A partir deste ponto, deixe o aço esfriar ao ar até a temperatura ambiente.
Endurecimento
- Austenitização
Aqueça o aço a 815-870°C (1500-1600°F). Mantenha o aço nessa temperatura por 30 minutos por 25,4 mm (1 polegada) de espessura para garantir uma transformação completa.
- Resfriamento
Seções finas (<25,4 mm ou 1 polegada) devem ser resfriadas ao ar a aproximadamente 800°C (1475°F). Seções mais espessas (≥25,4 mm ou 1 polegada) podem exigir têmpera em óleo começando a 815-870°C (1500-1600°F) para taxas de resfriamento adequadas. A escolha do meio de têmpera ajuda a evitar rachaduras ao mesmo tempo em que atinge dureza suficiente.
Têmpera
O revenimento é realizado imediatamente após a têmpera para reduzir a fragilidade e melhorar a tenacidade. O aço deve ser aquecido até a temperatura de revenimento desejada e mantido por 1 hora por 25,4 mm (1 polegada) de espessura.
A faixa de têmpera ideal para equilibrar dureza e tenacidade é de 150-315°C (300-600°F). Essa faixa é adequada para a maioria das aplicações que exigem tenacidade moderada e resistência ao desgaste. Para aplicações que exigem maior tenacidade, a têmpera a 425-540°C (797-1000°F) pode ser usada, embora isso reduza ligeiramente a dureza.
| Temperatura (°C) | Temperatura (°F) | Dureza (HRC) |
| 95 | 203 | 61 – 62 |
| 150 | 302 | 60 – 61 |
| 205 | 401 | 58 – 59 |
| 260 | 500 | 56 – 57 |
| 315 | 599 | 55 – 56 |
| 425 | 797 | 52 – 53 |
| 480 | 896 | 50 – 51 |
| 540 | 1004 | 48 – 49 |
Otimizando o Aço Carbono Preto
O aço carbono preto pode passar por tratamento criogênico após têmpera ou ciclos de revenimento prolongados durante o tratamento térmico para melhorar o desempenho em aplicações específicas.
- Tratamento Criogênico: Converte austenita retida a -196°C (-320°F), melhorando a resistência ao desgaste e a estabilidade dimensional. Ideal para ferramentas de precisão.
- Têmpera estendida: Vários ciclos de revenimento reduzem a austenita e melhoram a dureza, oferecendo uma alternativa econômica.
Elevando sua experiência com aço carbono preto
No SteelPro Group, não fornecemos apenas materiais — entregamos soluções. De barras e chapas a chapas e barras redondas, nossos produtos de aço carbono preto são fabricados para atender aos mais altos padrões da indústria.
Não nos limitamos ao fornecimento de matérias-primas. Nossos serviços abrangentes de processamento são projetados para ajudar você a maximizar o potencial do aço carbono preto para suas aplicações, incluindo tratamento térmico, usinagem personalizada, retificação e polimento de superfícies.
Com o SteelPro Group, você não obtém apenas aço carbono preto, mas também um parceiro comprometido com o seu sucesso.
