Explorando Materiais Comuns para Fixadores
A maioria dos fixadores é feita de aço. Para quem trabalha na indústria de fixadores, é essencial compreender as diferenças, as variações e as aplicações desses materiais. Entender os diversos tipos de materiais usados em fixadores é crucial para selecionar o mais adequado para cada aplicação específica. A seguir, uma visão geral dos materiais de fixadores mais comuns, suas composições e aplicações típicas:
Ⅰ. Aço carbono
ComposiçãoO aço carbono contém principalmente ferro com uma pequena quantidade de carbono (geralmente menos de 1,7%) e, às vezes, outros elementos como manganês, silício ou enxofre.
NotasAço de baixo carbono (aço macio), aço de médio carbono, aço de alto carbono.
♦ O aço de baixo carbono, também conhecido como aço macio, possui um teor de carbono que varia de 0,10% a 0,30%. É facilmente processado por diversas etapas, como forjamento, soldagem e corte, e é frequentemente utilizado na fabricação de correntes, rebites, parafusos, eixos, etc. Inclui a maioria dos aços estruturais de carbono comuns e alguns aços estruturais de carbono de alta qualidade. A maioria é utilizada em peças estruturais de engenharia sem tratamento térmico, enquanto alguns são utilizados em peças mecânicas que requerem resistência ao desgaste após carbonização e outros tratamentos térmicos.
♦ O aço carbono médio é um aço carbono com teor de carbono entre 0,25% e 0,60%. Além do carbono, pode conter também uma pequena quantidade de manganês (0,70% a 1,20%). De acordo com a qualidade do produto, divide-se em aço carbono estrutural comum e aço carbono estrutural de alta qualidade. Apresenta bom desempenho em trabalhos a quente e corte, mas desempenho inferior em soldagem. Sua resistência e dureza são superiores às do aço carbono de baixo carbono, enquanto a plasticidade e a tenacidade são inferiores. O aço carbono médio apresenta boas propriedades mecânicas gerais após têmpera e revenido. Portanto, em diversas aplicações que exigem níveis intermediários de resistência, o aço carbono médio é amplamente utilizado. Além de ser usado como material de construção, também é muito empregado na fabricação de diversas peças mecânicas.
♦ O aço de alto carbono, frequentemente chamado de aço ferramenta, possui um teor de carbono que varia de 0,60% a 1,70% e pode ser temperado e revenido.
Principais usos e aplicações: Comumente usado para fixadores de uso geral, como parafusosnozes, parafusose pinos. Eles oferecem boa resistência e têm um bom custo-benefício. Tratamentos de superfície, como a galvanização, podem ser aplicados para melhorar a resistência à corrosão.
Ⅱ. Aço inoxidável
ComposiçãoUma liga de ferro, cromo (teor de cromo de 12% a 30%) e outros elementos como níquel, molibdênio e nitrogênio. O teor de cromo proporciona excelente resistência à corrosão.
O cromo é o elemento básico que confere resistência à corrosão ao aço inoxidável. Quando o teor de cromo no aço atinge cerca de 1,2%, ele reage com o oxigênio no meio corrosivo, formando uma película de óxido muito fina (película de autopassivação) na superfície do aço, que impede a corrosão adicional da matriz do aço. Além do cromo, elementos de liga comumente usados incluem níquel, molibdênio, titânio, nióbio, cobre, nitrogênio, etc., para atender aos requisitos de composição e desempenho do aço inoxidável para diversas aplicações.
Tipos: Austenítico (ex.: 201, 304, 316), Martensítico (ex.: 410, 420), Ferrítico (ex.: 430, 446).
Principais usos e aplicaçõesUtilizado em ambientes onde a resistência à corrosão é fundamental, como nas indústrias naval, química e de processamento de alimentos. Também adequado para aplicações em altas temperaturas.
O aço inoxidável não sofre corrosão, formação de pites, ferrugem ou desgaste. Além disso, é um dos materiais metálicos mais resistentes utilizados na construção civil. Graças à sua boa resistência à corrosão, o aço inoxidável preserva a integridade do projeto estrutural de componentes de forma permanente. O aço inoxidável com cromo também combina resistência mecânica e alta elongação, facilitando o processamento e a fabricação de componentes.
III. Aço Liga
ComposiçãoContém uma porcentagem maior de elementos de liga (por exemplo, cromo, níquel, molibdênio, vanádio) em comparação com o aço carbono, o que melhora propriedades como resistência, dureza e tenacidade.
Se o teor de cromo no aço-liga atingir cerca de 12%, forma-se uma densa camada de óxido de cromo na superfície do aço, causando uma mudança repentina na resistência à corrosão do aço em meios oxidantes e melhorando-a significativamente. Elementos como cromo, alumínio e silício podem melhorar a resistência à oxidação e à corrosão do aço em gases de alta temperatura, mas o excesso de alumínio e silício deteriora a termoplasticidade do aço. O níquel é usado principalmente para formar e estabilizar a estrutura austenítica, permitindo que o aço obtenha boas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e desempenho de processamento. O molibdênio pode passivar rapidamente o aço inoxidável resistente a ácidos e melhorar sua resistência à corrosão em soluções contendo íons cloreto e outros meios não oxidantes.
NotasDe acordo com o teor de elementos de liga, o aço é dividido em aço de baixa liga (teor 10%).
Principais usos e aplicaçõesUtilizado em fixadores de alta resistência para os setores automotivo, aeroespacial e de máquinas pesadas, onde são necessárias maior resistência à tração e ao desgaste.
IV. Cobre
ComposiçãoCobre puro ou ligas com pequenas quantidades de outros metais, como estanho (bronze) ou zinco (latão).
O cobre, um metal com brilho vermelho-púrpura, tem densidade de 8,92 g/cm³. Seu ponto de fusão é de 1083,4 ± 0,2 °C e seu ponto de ebulição é de 2567 °C. O cobre é um dos primeiros metais descobertos pela humanidade e um dos melhores metais puros. É ligeiramente duro, extremamente resistente e durável. Possui também boa ductilidade. Apresenta boa condutividade térmica e elétrica. O cobre e algumas de suas ligas têm boa resistência à corrosão e são muito estáveis em ar seco. No entanto, em ar úmido, uma camada verde de carbonato básico de cobre pode se formar em sua superfície, chamada de azinhavre. É solúvel em ácido nítrico e ácido sulfúrico concentrado quente, e pouco solúvel em ácido clorídrico. É facilmente corroído por álcalis.
Principais usos e aplicaçõesConhecidos por sua excelente condutividade elétrica e resistência à corrosão, os fixadores de cobre e latão são frequentemente usados em conexões elétricas e aplicações marítimas.
V. Alumínio
ComposiçãoAlumínio puro ou ligas de alumínio, que podem incluir elementos como cobre, magnésio, silício ou zinco.
O alumínio é um metal brilhante, de cor branco-prateada, com densidade de 2,702 g/cm³, ponto de fusão de 660,37 °C e ponto de ebulição de 2467 °C. Possui boa condutividade térmica, condutividade elétrica e ductilidade. O alumínio é considerado um elemento metálico ativo, mas uma densa película de óxido se forma em sua superfície quando exposto ao ar, impedindo que continue a reagir com o oxigênio e a água. Ele pode reagir com o oxigênio em altas temperaturas, liberando uma grande quantidade de calor. O princípio da reação termita pode ser aplicado em processos industriais, como a soldagem de trilhos de aço, a fundição de metais refratários e a fabricação de artefatos pirotécnicos tradicionais.
Principais usos e aplicaçõesLeves e resistentes à corrosão, os fixadores de alumínio são ideais para aplicações aeroespaciais, automotivas e navais. Devido ao seu baixo peso e propriedades não magnéticas, também são utilizados na construção civil e na eletrônica.
Padrões
• ISO(Organização Internacional de Normalização): Fornece normas internacionais que se aplicam globalmente.
• GB(Guobiao, Norma Nacional da China): Normas nacionais chinesas.
• DE(Instituto Alemão de Normalização): Normas alemãs, amplamente reconhecidas internacionalmente.
• AISI/SAE(American Iron and Steel Institute / Society of Automotive Engineers): Normas americanas, particularmente para aços.
• ELE (Normas Industriais Japonesas): Normas japonesas, frequentemente utilizadas em países asiáticos.
Cada material possui suas próprias vantagens e é escolhido com base nos requisitos específicos da aplicação, como resistência, resistência à corrosão, temperatura e custo. É importante selecionar o material e a classe adequados para garantir que o fixador tenha um desempenho confiável no ambiente para o qual foi projetado.
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