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Aço de mola de alto carbono 5160: propriedades, usos, produtos
- João
No SteelPro Group, somos especializados em fornecer aço 1045 de alta qualidade, disponível em várias formas, incluindo chapas e barras de aço. Fornecemos soluções versáteis como aço laminado a quente, laminado a frio ou recozido para atender às suas necessidades específicas.
O que é aço carbono 5160?
O aço 5160 é uma liga de cromo de alto carbono usada principalmente para molas, reconhecida por sua excelente resistência, flexibilidade e resistência à fadiga. É usado principalmente em aplicações de molas automotivas de serviço pesado, especialmente molas de lâmina, e na produção de facas e espadas. É necessária atenção especial durante a soldagem e usinagem devido à sua temperabilidade.
Prós e contras do aço carbono 5160
Vantagens do aço carbono 5160
Alta Resistência: Excelente resistência a choques e impactos, tornando-o ideal para peças de serviço pesado, como componentes de suspensão e molas de lâmina.
Boa resistência ao desgaste: Oferece um forte equilíbrio de dureza e tenacidade após o tratamento térmico, adequado para aplicações de alto atrito, como ferramentas e engrenagens.
Custo-benefício: Oferece fortes propriedades mecânicas a um custo menor em comparação aos aços de alta liga.
Formável após tratamento térmico: Mantém propriedades mecânicas desejáveis para formas complexas e componentes de alta tensão.
Desvantagens do aço carbono 5160
Propenso à corrosão sem revestimento protetor: Requer revestimentos protetores ou manutenção regular para evitar ferrugem
Estabilidade limitada em altas temperaturas: 5160 exibe baixa resistência à têmpera em temperaturas elevadas. Ele amolece e perde dureza além de ~400°C, menos adequado para ambientes de alta temperatura.
Frágil em baixas temperaturas:A resistência ao impacto do aço 5160 diminui significativamente em temperaturas extremamente baixas.
Menor resistência à fadiga: A resistência à fadiga do 5160 é inferior à de aços de liga superior, como 4340 ou 8620, principalmente em aplicações de carga cíclica.
Equivalente de aço 5160
Aqui estão os equivalentes ao aço 5160:
- ONU: G10950
- Norma ASTM A29/A29M: 1095
- DIN 17222/EN: Ck101/1.1274
- JIS G4801: SUP4
5160 Formas e fornecimento de produtos de aço para molas
O SteelPro Group oferece uma seleção versátil de formatos de produtos, incluindo barras, folhas, placas e bobinas. Também oferecemos dimensões personalizadas.
| Formulário do produto | Faixa de espessura/diâmetro | Faixa de largura | Faixa de comprimento |
| Barras redondas | 10 mm (0,39″) a 300 mm (11,81″) | – | 3000 mm (118″) a 6000 mm (236″) |
| Barras planas | 3 mm (0,12″) a 80 mm (3,15″) | 20 mm (0,79″) a 300 mm (11,81″) | 3000 mm (118″) a 6000 mm (236″) |
| Chapas e placas | 3 mm (0,12″) a 100 mm (3,94″) | 1000 mm (39,37″) a 2000 mm (78,74″) | 2500 mm (98,43″) a 6000 mm (236″) |
| Bobinas | 1,5 mm (0,06″) a 6 mm (0,24″) | 1000 mm (39,37″) a 1500 mm (59,06″) | – |
| Barras forjadas | 20 mm (0,79″) a 250 mm (9,84″) | – | 3000 mm (118″) a 6000 mm (236″) |
Composição química do aço carbono 5160
| Elemento | Composição |
| Carbono (C) | 0.56 – 0.64 % |
| Cromo (Cr) | 0.70 – 0.90 % |
| Ferro (Fe) | 97.085 – 97.84 % |
| Manganês (Mn) | 0.75 – 1.0 % |
| Fósforo (P) | ≤ 0,035 % |
| Silício (Si) | 0.15 – 0.30 % |
| Enxofre (S) | ≤ 0,040 % |
Propriedades físicas do aço carbono 5160
| Propriedade | Valor métrico | Valor imperial |
| Densidade | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Ponto de fusão | 1425 – 1540 °C | 2597 – 2800 °F |
| Condutividade térmica | 42 W/m·K | 24 BTU/h·pé·°F |
| Capacidade térmica específica | 46,6 W/mK | 323 BTU-pol/hr-ft²-°F |
| Resistividade elétrica | 0,0000219 ohm-cm | 0,0000219 ohm-cm |
Propriedades mecânicas do aço carbono 5160
| Propriedade | Valor métrico | Valor imperial |
| Resistência à tração | 930 MPa | 135.000 psi |
| Resistência ao rendimento | 690 MPa | 100.000 psi |
| Alongamento | 0.12 | 0.12 |
| Dureza (HRC) | 57 – 58 HRC | 57 – 58 HRC |
| Resistência ao impacto (Charpy V-notch a -20°C /-4°F) | 30 – 40 J | 22 – 29 pés-lb |
| Módulo de elasticidade | 190-210 GPa | 27557-30458 mil quilômetros quadrados |
| Módulo de massa | 160 GPA | 23200 ksi |
| Razão de Poisson | 0.29 | 0.29 |
| Usinabilidade | 55 % | 55 % |
Como tratar termicamente o aço 5160?
Recozimento
Para aço mais macio, especialmente quando for necessária conformação ou usinagem, recozimento do aço aquecendo-o a cerca de 700°C (1292°F) e segurando-o por 1-2 horas. Então, deixe o aço esfriar gradualmente em um forno ou com resfriamento de ar controlado. Este método amolece o aço, tornando-o mais simples de manusear.
Endurecimento
Pré-aquecimento
Antes do processo de austenitização, pré-aqueça o aço para 500°C (932°F) para 700°C (1292°F). Esse aquecimento gradual ajuda a reduzir o choque térmico durante a têmpera e garante uma distribuição de temperatura mais uniforme em todo o aço.
Austenitização (Aquecimento)
Aqueça o aço 5160 a uma faixa de temperatura de 800°C (1472°F) para 850°C (1562°F) por aproximadamente 10-15 minutos. Isso transforma o aço em austenita, deixando-o pronto para o endurecimento.
Resfriamento
Imediatamente após a austenitização, tempere o aço em óleo. A têmpera em óleo ajuda a evitar rachaduras e garante uma taxa de resfriamento mais controlada do que a água. O aço deve esfriar para temperatura ambiente (em volta 20-30°C / 68-86°F).
Têmpera
Tempere o aço aquecendo-o até 200°C (392°F) para 300°C (572°F) para 1-2 horas para reduzir a fragilidade introduzida pela têmpera. Este processo aumenta a tenacidade sem sacrificar muita dureza.
Usinagem de Aço 5160
Devido à sua tenacidade, a usinagem do aço 5160 pode ser difícil. Para amolecê-lo e melhorar a usinabilidade, é melhor recozimento o aço antes do corte. Use HSS ou ferramentas de carboneto com velocidades de corte mais lentas e resfriamento adequado para evitar desgaste da ferramenta.
Soldagem Aço 5160
Soldar aço 5160 pode ser complicado devido ao seu alto teor de carbono e potencial para rachadura na zona afetada pelo calor.
A soldagem do aço 5160 requer pré-aquecimento para 200-300°C (392-572°F) para evitar rachaduras. Tratamento térmico pós-soldagem, como têmpera, é frequentemente necessário para manter a tenacidade. Use SMAW ou GTAW com eletrodos de baixo hidrogênio para minimizar a fragilidade.
Para que é usado o aço 5160?
Aqui estão as aplicações práticas do aço 5160:
- Automotivo: Molas de lâmina e molas helicoidais para suspensão de veículos.
- Ferramentas forjadas: Martelos, machados, facões.
- Molas de suspensão para caminhões: Molas de alta resistência para caminhões e veículos comerciais.
- Lâminas de faca: Facas de sobrevivência, espadas e grandes facas de lâmina fixa.
- Maquinário pesado: Manilhas, pinos, buchas, componentes mecânicos.
- Ferramentas agrícolas: Pás, lâminas de arado.
O aço 5160 é bom para facas?
Sim, o aço 5160 é excelente para facas grandes, resistentes, de sobrevivência ou de lâmina fixa. Sua alta tenacidade e resistência ao impacto o tornam ideal para uso pesado, mas não é a melhor escolha para facas pequenas ou aqueles que precisam de bordas finas.
5160 VS 1095
5160 se destaca em tenacidade, enquanto 1095 é melhor para retenção de fio e facilidade de afiação. Enquanto 5160 fornece maior resistência à corrosão, 1095 é mais suscetível à ferrugem e precisa de mais manutenção.
O aço 5160 é mais resistente e a impactos do que o 1095, graças ao seu teor de cromo, o que o torna ideal para ferramentas pesadas e molas de suspensão. O aço 1095, no entanto, é mais fácil de afiar e tem um fio mais fino, o que o torna uma escolha melhor para facas que exigem mais afiação.
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No SteelPro Group, oferecemos aço 5160 de alta qualidade com opções personalizadas de usinagem e acabamento, incluindo corte, fresagem, retificação e polimento para atender às suas necessidades exatas. Com anos de experiência, entregamos precisão e confiabilidade em cada projeto.
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