A conformidade dos perfis fabricados em aço e suas ligas para esquadrias

Conheça os requisitos e os métodos de ensaios para perfis fabricados em aço e suas ligas para esquadrias, visando assegurar que, após o processo de fabricação atendam aos requisitos mínimos de desempenho.

A NBR 16872 de 06/2020 – Aços e suas ligas — Perfis de aço para esquadrias — Requisitos e métodos de ensaio especifica os requisitos e os métodos de ensaios para perfis fabricados em aço e suas ligas para esquadrias, visando assegurar que, após o processo de fabricação atendam aos requisitos mínimos de desempenho. Não é aplicável a balaustradas e balcões, portões e portas corrediças de ferro e aço, fechamento de área, portas de aço onduladas ou frisadas, portas e divisões sanfonadas, revestidas de qualquer material, portas metálicas contra incêndio (corta-fogo), portas pantográficas, portões metálicos e produtos de serralheria artística.

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Qual deve ser a classificação do revestimento da pintura de acabamento em pó ou líquido?

Como deve ser a preparação dos corpos de prova para os ensaios cíclicos acelerados de corrosão?

Qual deve ser a aparelhagem para os ensaios de intemperismo acelerado – UV (câmara de ultravioleta)?

Como deve ser feita a execução do ensaio de intemperismo acelerado – UV (câmara de ultravioleta)?

Uma esquadria ao ser fabricada com perfis de aço e suas ligas assegura ao produto final a resistência ao ataque de agentes corrosivos existentes em nossa atmosfera permitindo ao seu usuário o uso adequado deste produto. A corrosão é um ponto de atenção em uma esquadria em função deste produto metálico estar em contato com o meio ambiente. Esta alteração química pode comprometer o desempenho estrutural dos perfis de aços e suas ligas utilizados em uma esquadria.

Além disso, também pode causar impacto em funções das esquadrias como estanqueidade, fechamento, abertura, travamento, etc. Portanto, a falta de atenção a uma corrosão pode expor os usuários das esquadrias a riscos a sua saúde e segurança bem, como pode ocasionar prejuízo econômico, em função da necessidade de reparos ou da substituição da esquadria fabricada com perfis de aço e suas ligas. Nesta norma são apresentados os processos para que os perfis de aço e suas ligas, proporcionem ao consumidor esquadrias um desempenho satisfatório quanto à resistência estrutural, funcionabilidade, estanqueidade e durabilidade.

Para isso, esta norma apresenta características físico–químicas, processos de pré-tratamento e tratamento de superfície, resistência à corrosão e intemperismo. A partir das premissas mencionadas anteriormente, houve a solicitação da Comissão de Estudos Especial de Esquadrias (CEE-191) para a criação de uma norma técnica que trate deste assunto. Diante do seu escopo de atuação estar na Comissão de Estudos de Perfis Soldados e Conformados a Frio (CE 028:001.004) do Comitê Brasileiro de Siderurgia (ABNT/CB-028), esta demanda foi apresentada e aprovada, e esta norma elaborada tomando por base os seguintes documentos técnicos: NBR 14125, NBR 12609, série ISO 12944, bem como especificações técnicas das associações internacionais QUALISTEELCOAT e QUALICOAT da Suíça, que são referências técnicas em tratamento de superfície e resistência a corrosão consagradas mundialmente, estudando e avaliando produtos na Europa nos últimos 30 anos.

Para a fabricação de perfis de aço para esquadrias deve ser utilizado um dos aços estabelecidos nessa norma. A especificação do aço deve ser acordada entre as partes. Esta norma é aplicável para avaliação da conformidade dos perfis fabricados em aço e suas ligas para esquadrias, e devem ser aplicadas todas as seções desta norma. Os aços para esquadrias devem apresentar uma composição química e propriedades mecânicas, conforme a NBR 5915-2. A composição química e as propriedades mecânicas podem ser comprovadas por relatórios de ensaios de seu fornecedor.

No caso do uso de aços revestidos, aplicar os requisitos da NBR 7008-2, ou NBR 7008-3, ou DIN EN 10346. A composição química e as propriedades mecânicas podem ser comprovadas por relatórios de ensaios de seu fornecedor. O corpo de prova revestido por meio do processo de pintura primer, possuindo ou não pintura de acabamento, deve ser verificado nas faces aparentes conforme descrito nessa norma.

A distância mínima entre o verificador, em pé, e o corpo de prova colocado na posição final em que for utilizado deve ser de (1,5 ± 0,1) m. A iluminação deve estar posicionada entre o verificador e o corpo de prova, de modo que haja uma incidência angular de aproximadamente 60° entre os três pontos, de acordo com a figura abaixo e intensidade de luz deve estar de acordo com a NBR ISO/IEC 8995-1.

Ressalte-se que o corpo de prova revestido por meio do processo de pintura primer, possuindo ou não pintura de acabamento, verificada à vista normal ou corrigida, não pode apresentar os seguintes defeitos de pintura: craqueamento ou gretamento, crateras, descascamento, empolamento ou bolhas, enrugamento, fervura, manchamento nas cores metálicas, riscos, e/ou rugosidades provenientes do processo de pintura; fuga de borda ou falta de cobertura em regiões de sobreposições de chapa, transpasse de perfis ou pontos de solda; outros requisitos de inspeção visual, se superiores aos determinados, e referentes ao tratamento de superfície, devem estar especificados no contrato firmado entre as partes. No Anexo A estão ilustrados exemplos de defeitos na pintura.

Para o ensaio de aderência pelo método de grade, o corpo de prova deve ser revestido por meio do processo de pintura primer, possuindo ou não pintura de acabamento, deve ser ensaiado conforme descrito nessa norma. A determinação da aderência nos corpos de prova pelo método do corte em grade deve ser ensaiada conforme a NBR 11003:2009, 4.2. Todos os corpos de prova (total de três) devem apresentar resultados, conforme a NBR 11003:2009, 5.2 para as seguintes situações: para a pintura primer antes do ensaio de corrosão; para a pintura de acabamento antes do ensaio de corrosão; para a pintura de acabamento após o ensaio de intemperismo acelerado.

Para o ensaio cíclico acelerado de corrosão, o corpo de prova deve ser revestido por meio do processo de pintura primer e/ou pintura de acabamento e deve ter a verificação da resistência à corrosão, conforme os ensaios do Anexo B. Todos os corpos de prova (total de três por tipo de tratamento de superfície) devem, ao término de cada ciclo do ensaio.

Para o ensaio de intemperismo acelerado em câmara de ultravioleta (UV), no corpo de prova revestido por meio do processo de pintura de acabamento, deve ser verificada a resistência ao intemperismo após a exposição por 250 h em câmara de ultravioleta UV, conforme a ASTM G-154[4] e o Anexo C. Todos os corpos de prova devem, ao término do período de exposição, apresentar: aderência da película da pintura conforme grau Gr0; pintura isenta de craqueamento, empolamento e escamação.

Os ensaios conforme descritos a seguir devem ser realizados se o contratante determinar, neste caso, todos os corpos de prova ao término do período de exposição, devem atender aos requisitos

de retenção de brilho e mudança de cor, e deve ser classificado em um dos níveis de desempenho definidos nessa norma na tabela 5 na norma: retenção de brilho ou uma avaliação visual adicional deve ser realizada para revestimentos orgânicos em pó ou líquidos com valor de brilho original inferior a 20 unidades; revestimentos orgânicos em pó ou líquidos com aparência estruturada em todas as categorias de brilho; revestimentos orgânicos em pó ou líquidos com efeito metálico ou metalizado.

BS EN 1706: a composição química do alumínio e suas ligas

Essa norma europeia, editada pelo BSI em 2020, especifica os limites da composição química das ligas de fundição de alumínio, e as propriedades mecânicas dos provetes vazados separadamente para essas ligas. O Anexo C é um guia para a seleção de ligas para um uso ou processo específico.

A BS EN 1706:2020 – Aluminium and aluminium alloys. Castings. Chemical composition and mechanical properties abrange os limites de composição química e propriedades mecânicas das ligas de fundição de alumínio. Essa norma é uma atualização abrangente da versão 2010. Essa norma é indicada para quem faz casting em engenharia, aqueles que fazem fundição em engrenagens automotivas e aeroespaciais, para quem faz investimentos, designers, arquitetos.

Esta norma europeia especifica os limites de composição química das ligas de fundição de alumínio e as propriedades mecânicas dos provetes vazados separadamente para essas ligas. O Anexo C é um guia para a seleção de ligas para um uso ou processo específico. Essa norma fornece orientações particularmente importantes, uma vez que a maioria do alumínio, em alguns países, é reciclada. Além disso, o seu uso cria condições equitativas entre rodízios, produtores e designers; ajuda na criação de melhores produtos; aumenta a confiança, dando aos usuários finais confiança nos produtos; permite a entrada em novos mercados e facilita o comércio; e gerencia os riscos.

A BS EN 1706:2020 deve ser usada em conjunto com as BS EN 576, BS EN 1559-1, BS EN 1559-4, BS EN 1676 e BS EN ISO 8062-3. Essa norma pode contribuir para que os usuários alcancem o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da ONU em indústria, inovação e infraestrutura, porque promove uma infraestrutura resiliente. Também contribui para o Objetivo 12, sobre consumo e produção responsáveis, porque apoia a reciclagem de alumínio.

A norma em sua edição de 2020 foi amplamente reescrita para atualizá-la com as metodologias atuais. Em comparação com a edição de 2010, foram feitas as alterações significativas. A referência normativa BS EN 10002-1 foi substituída pela BS EN ISO 6892-1. Os termos e definições foram atualizados. Na tabela 1 duas ligas foram excluídas e seis adicionadas, o limite máximo de chumbo foi reduzido para 0,29% e notas de rodapé foram adicionadas e modificadas.

Além disso, foram alterados os limites de composição química das ligas EN AC-43000 [EN AC-Al Si10Mg], EN AC43300 [EN AC-Al Si9Mg] e EN AC-51300 [EN AC-AlMg5]. Na tabela 2, duas ligas foram excluídas e três adicionadas, foi adicionada uma nova nota de rodapé e as propriedades mecânicas das ligas já existentes EN AC-42100 [EN AC-Al Si7Mg0,3], EN AC-43300 [EN AC-Al Si9Mg] e EN AC-71100 [EN AC-Al Zn10Si8Mg] foram modificadas.

Na tabela 3, duas ligas foram excluídas e duas adicionadas, as propriedades mecânicas das ligas já existentes EN AC-46200 [EN AC-Al Si8Cu3], EN AC-43300 [EN AC-Al Si9Mg] e EN AC-71100 [EN AC-Al Zn10Si8Mg] foram modificadas. Na Tabela A.1, uma liga foi excluída e três adicionadas, as propriedades mecânicas das ligas já existentes EN AC-43500 [EN AC-Al Si10MnMg], EN AC-46000 [EN AC-Al Si9Cu3 (Fe)] e EN AC-71100 [EN AC-Al Zn10Si8Mg] foram modificadas.

Foi adicionado um novo Anexo B e o antigo Anexo B foi renomeado para Anexo C. Na Tabela C.1, as mesmas ligas da Tabela 1 foram adicionadas ou excluídas, respectivamente. A adequação de alguns métodos de fundição foi revisada para algumas ligas, bem como algumas classificações de propriedades, e as notas de rodapé foram modificadas. O antigo Anexo C foi renomeado para o anexo D e o quadro D.1 foi completamente revisado.

Conteúdo da norma

Prefácio da versão europeia………………… … 3

1 Escopo……………………………….. ……………. 6

2 Referências normativas……………………… 6

3 Termos e definições………………………….. 6

4 Informações para pedidos…………………… 8

5 Sistemas de designação…………………….. 8

5.1 Sistema de designação numérica…………… 8

5.2 Sistema de designação baseado em símbolos químicos…………… 8

5.3 Designações de têmpera…………………. 8

5.4 Designações do processo de fundição…………. 9

5.5 Designações a serem incluídas nos desenhos…………… 9

6 Composição química……………… ……………………………. 9

6.1 Geral…………………………………….. ………… 9

6.2 Amostras para análise química…………. 9

7 Propriedades mecânicas…………………….. 15

7.1 Geral……………………………………. ……… 15

7.2 Ensaios de tração…………………………. 19

7.3 Provetes…………………………………. … 19

7.3.1 Geral……………………………. ……….. 19

7.3.2 Amostras de ensaio fundidas separadamente………………….. 19

7.3.3 Provetes retirados de peças vazadas……………….. 20

7.4 Ensaios de dureza………………………………………. 21

8 Regras de arredondamento para determinação da conformidade…………… 21

Anexo A (informativo) Propriedades mecânicas de ligas fundidas sob alta pressão…………………….. 22

Anexo B (informativo) Propriedades mecânicas potencialmente alcançáveis dos provetes coletados de um grupo……………… 23

Anexo C (informativo) Comparação das características de fundição, mecânicas e outras propriedades…………………………….. 25

Anexo D (informativo) Comparação entre as designações de ligas de alumínio fundido………………….. 34

Bibliografia…………………….. 36

O ensaio de ultrassom de juntas soldadas metálicas

A técnica de tempo de percurso da onda difratada (ToFD) para o ensaio de ultrassom de juntas soldadas em materiais metálicos com espessura maior ou igual a 6 mm destina-se principalmente ao uso em juntas soldadas de penetração total de geometria simples em chapas, tubos e vasos, onde tanto a solda quanto o metal de base são de aço de baixa liga.

A NBR 16196 de 05/2020 – Ensaios não destrutivos — Ultrassom — Uso da técnica de tempo de percurso da onda difratada (ToFD) para ensaio em soldas especifica a aplicação da técnica de tempo de percurso da onda difratada (ToFD) para o ensaio de ultrassom de juntas soldadas em materiais metálicos com espessura maior ou igual a 6 mm. Destina-se principalmente ao uso em juntas soldadas de penetração total de geometria simples em chapas, tubos e vasos, onde tanto a solda quanto o metal de base são de aço de baixa liga. Quando especificado e apropriado, o ToFD também pode ser usado em outros tipos de materiais que apresentem baixa atenuação ultrassônica.

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Quais são as configurações dos cabeçotes recomendadas para juntas de topo em função da espessura de parede?

Como fazer a preparação das áreas de varredura?

Como executar a conversão tempo versus espessura?

Como deve ser feito o ensaio na solda?

Esta norma foi elaborada com base na EN 14751 e fornece diretrizes sobre as capacidades especificas e limitações de ToFD para detecção, localização, dimensionamento e caracterização de descontinuidades em juntas soldadas por fusão. A tecnica ToFD é de geração de imagens ultrassônicas, a qual demonstra capacidade de detecção, localização e dimensionamento. Também é possível a caracterização de descontinuidades em uma certa extensão no metal de solda, assim como no metal de base adjacente.

O ToFD pode ser usado como técnica única ou combinado com outros métodos ou técnicas de END, tanto para inspeção de fabricação quanto para inspeção em serviço. Esta técnica, que é baseada na difração, bem como na reflexão, quando comparada as técnicas baseadas somente na reflexão, e menos sensível para a orientação da descontinuidade. Descontinuidades orientadas perpendicularmente a superfície, e nos ângulos intermediários de incidência, são detectáveis bem como descontinuidades na face da solda.

Quando especificado nesta norma, os parâmetros ultrassônicos estão referenciados ao aço que possui uma velocidade sônica de 5.920 m/s ± 50 m/s para ondas longitudinais, e 3.255 m/s ± 30 m/s para ondas transversais. Isto deve ser considerado quando se inspecionam materiais com velocidades diferentes. Em determinadas circunstâncias, como espessura, configuração da junta soldada, objetivo do ensaio, etc., é requerido mais que um único arranjo (montagem) ToFD. A imagem típica de ToFD tem em um eixo a componente tempo ou caminho percorrido pelo ultrassom e, no outro eixo, a distância percorrida pelos cabeçotes.

Devido a geometria V dos percursos ultrassônicos, a localização de uma eventual descontinuidade na direção da espessura não é linear. O ensaio ToFD deve ser realizado de forma correta e coerente, de modo que as imagens geradas sejam validas e possam ser avaliadas corretamente. Por exemplo, perdas de acoplamento e erros de aquisição de dados tem que ser evitados.

A interpretação das imagens ToFD requer inspetores com habilidade e experiencia. Algumas imagens de ToFD típicas de descontinuidades em juntas soldadas são apresentadas no Anexo B. Existe uma redução na capacidade de detecção de descontinuidades próximas ou conectadas com a superfície de varredura ou com a superfície oposta. Isto tem que ser considerado, especialmente para aços suscetíveis as trincas ou na inspeção em serviço.

Em casos onde é requerida total cobertura destas zonas, medidas adicionais devem ser tomadas. Por exemplo, ToFD pode ser acompanhado por outros métodos ou técnicas de END, como o ensaio de ultrassom pulso-eco. Sinais difratados de descontinuidades em soldas tem pequenas amplitudes comparáveis ao espalhamento causado pelos grãos grosseiros de alguns materiais, que podem dificultar a detecção e avaliação das descontinuidades.

A pessoa que executa o ensaio de ultrassom deve atender aos requisitos da NBR NM ISO 9712. Adicionalmente, os profissionais envolvidos com ToFD devem ter treinamento especifico no sistema de ultrassom ToFD utilizado, com certificação emitida pelo profissional nível 3 de ultrassom capacitado na tecnica. O ensaio ToFD deve ser realizado de acordo com um procedimento escrito, que deve conter no mínimo os requisitos listados na tabela abaixo.

Todos os procedimentos de ensaio devem ser qualificados por profissional nível 3, de acordo com a norma especifica do produto, e as evidências da qualificação devem estar disponíveis para apreciação da contratante. A norma específica do produto pode ser uma norma de projeto, construção, fabricação, montagem e inspeção em serviço, que estabelece os requisitos técnicos referentes ao material, montagem e inspeção nos projetos de fabricação e construção de produtos ou equipamentos.

Quando não especificado na norma especifica do produto, a qualificação do procedimento deve ser efetuada em corpos de prova representativos do ensaio a ser efetuado. As características e a quantidade dos corpos de prova devem ser aprovadas pela contratante. Sempre que qualquer variável da tabela acima for alterada, deve ser emitida uma revisão do procedimento. Se a variável for essencial, o procedimento deve ser requalificado e revalidado.

Recomenda-se que o instrumento de ultrassom usado para a técnica ToFD seja calibrado de acordo com a NBR 15922, e os cabeçotes de ultrassom conforme NBR 16138, e realizados por laboratórios que atendem aos requisitos apresentados na NBR ISO/IEC 17025. Qualquer reparo ou manutenção no sistema de medição implica a necessidade de nova calibração, independentemente da periodicidade estabelecida. O item do sistema de medição que deve ser periodicamente calibrado e o bloco padrão deve ser realizado por laboratórios que atendem aos requisitos apresentados na NBR ISO/IEC 17025.

A periodicidade de calibração do bloco padrão depende da frequência e condições de utilização. Recomenda-se que a periodicidade de calibração atenda ao especificado na NBR ISO 10012. Qualquer avaria observada no bloco padrão implica na necessidade de nova calibração, independente da periodicidade estabelecida. O instrumento deve ser capaz de selecionar uma parte adequada da base de tempo dentro do qual os A-scan são digitalizados. Para selecionar esta parte adequada, deve-se ter uma janela com posição e comprimento ajustáveis.

O início da janela deve ser ajustável entre 0 μs e 200 μs do pulso transmissor e o comprimento da janela deve ser ajustável entre 5 μs e 100 μs. Desta forma, os sinais apropriados (onda lateral ou creeping, sinal do eco de fundo, um ou mais sinais de conversão de modo) podem ser selecionados para serem digitalizados e exibidos. Os sinais não retificados devem ser digitalizados com uma taxa de amostragem de pelo menos quatro vezes a frequência nominal do cabeçote.

A largura de banda do receptor deve no mínimo ter intervalo entre 0,5 e 2 vezes a frequência nominal do cabeçote a – 6 dB, a menos que certas classes de produtos e materiais específicos exijam maior largura de banda. Filtros de banda apropriados podem ser usados. O pulso de transmissão pode ser unipolar ou bipolar. O tempo de subida não pode exceder 0,25 vez o período correspondente a frequência nominal do cabeçote.

Para aplicações gerais, as combinações de instrumentos de medição de ultrassom e mecanismos de varredura (escaneres) devem ser capazes de digitalizar sinais com uma taxa de pelo menos um A‑scan por 0,5 mm de comprimento escaneado. Para atingir este objetivo, a aquisição de dados e o movimento do mecanismo de varredura (escaner) devem estar sincronizados. Os A-scans digitalizados devem ser exibidos relacionando a amplitude aos níveis de cinza, plotados sequencialmente para formar uma imagem B-scan. O número de escalas deve ser de pelo menos 256 tons de cinza.

O instrumento de medição deve ser capaz de armazenar todas as imagens A-Scan na sua forma original, isto e, sem filtros de qualquer natureza, em uma mídia de armazenamento. Para fins de relatório, o respectivo software deve ser capaz de gerar cópias em papel das imagens A‑scan e B-scan. O instrumento de medição deve ser capaz de realizar uma média de sinal (averaging).

Para atingir as configurações de ganho relativamente alto, necessárias para sinais típicos de ToFD, pode ser usado pré-amplificador, que deve ter uma resposta plana sobre a faixa de frequências de interesse. Este pré-amplificador deve ser posicionado tão próximo quanto possível do cabeçote receptor. Os cabeçotes ultrassônicos utilizados na tecnica de ToFD devem atender pelo menos aos seguintes requisitos: número de cabeçotes: 2 (transmissor e receptor); modo de onda: ondas longitudinais.

O uso de cabeçotes de ondas transversais pode ser empregado em situações especificas de forma a completar as longitudinais. Ambos os cabeçotes devem ter a mesma frequência nominal. A frequência central deve estar dentro de uma tolerância de ± 10% da frequência nominal e o comprimento de pulso tanto da onda lateral quanto do eco de fundo não pode exceder dois ciclos, medidos a 10 % do pico da amplitude (queda de 20 dB).

A distância entre a superfície de ensaio e a superfície de contato do cabeçote não pode exceder 0,5 mm. Para superfícies cilíndricas e esféricas, este requisito e atendido com a seguinte equação: D ≥ 15 a, onde D é o diâmetro do componente, expresso em milímetros (mm); a é a dimensão da sapata do cabeçote na direção do ensaio, expressa em milímetros (mm). Se o requisito especificado não for atendido, uma sapata deve ser adaptada a superfície de contato do cabeçote e a sensibilidade e a escala devem ser ajustadas adequadamente.

Os mecanismos de varredura devem ser usados para manter uma distância constante e alinhamento entre os pontos de saída dos cabeçotes. Uma função adicional dos mecanismos de varredura e fornecer aos instrumentos de ultrassom informações de posição dos cabeçotes, sendo capaz de gerar a posição relacionada as imagens. Informações sobre a posição dos cabeçotes podem ser fornecidas por meio de, por exemplo, codificadores incrementais magnéticos ou óticos ou potenciômetros.

Os mecanismos de varredura no ToFD podem ser motorizados ou acionados manualmente. Eles devem ser guiados de maneira adequada, como cinta de aço, cinto, sistemas de rastreamento automático, rodas guiadas etc. A exatidão na orientação em relação ao centro de uma linha de referência, por exemplo, a linha de centro da solda, deve ser mantida dentro de um erro máximo admissível de ± 10% da separação entre os pontos de saída dos cabeçotes.

As inspeções devem ser realizadas de acordo com o procedimento qualificado, que deve conter o plano de varredura a ser utilizado, conforme as especificações técnicas aplicáveis. Para inspeções de fabricação, o volume de ensaio e definido como a zona que inclui solda e metal de base por pelo menos 10 mm de cada lado da solda, ou a largura da zona afetada pelo calor, o que for maior. Em todos os casos, o ensaio deve cobrir o volume total da região de interesse.

Para inspeção em operação, o volume de ensaio pode ser direcionado para áreas de interesse especifico. Os cabeçotes devem ser ajustados para garantir uma cobertura adequada e condições ideais para iniciar e detectar os sinais difratados na área de interesse. Para soldas de topo de geometria simples, onde a largura da solda e estreita na superfície oposta à da varredura, o ensaio deve ser realizado com uma ou mais configurações, dependendo da espessura da parede.

Deve-se tomar cuidado para escolher as combinações de parâmetros adequadas. EXEMPLO Na faixa de espessura de 15 mm a 35 mm com frequência de 10 MHz, um feixe com angulo de 70° e um cristal de tamanho de 3 mm pode ser apropriado para uma espessura de 16 mm, mas não para 32 mm.

O tratamento térmico de ligas de alumínio trabalháveis

Quanto à resposta a tratamentos térmicos, as ligas de alumínio são classificadas em ligas de alumínio tratáveis termicamente, que são aquelas que podem ser endurecidas, isto é, apresentam aumento da resistência mecânica, por tratamento térmico a partir de ciclos controlados de aquecimento e resfriamento.

A NBR 12315 de 05/2020 – Ligas de alumínio trabalháveis – Tratamento térmico – Requisitos estabelece os requisitos para os tratamentos térmicos de recozimento, solubilização e envelhecimento de ligas de alumínio trabalháveis laminadas, extrudadas, trefiladas e forjadas para uso geral.

Acesse algumas dúvidas relacionadas a essa norma GRATUITAMENTE no Target Genius Respostas Diretas:

Qual é o tempo de tratamento recomendado para a solubilização das ligas trabalháveis?

Quais são as restrições para o retratamento térmico de produtos alclad?

Quais são os tratamentos recomendados de recozimento (têmpera O) para as ligas de alumínio trabalháveis?

O que é a fusão eutética e porosidade induzida?

Quanto à resposta a tratamentos térmicos, as ligas de alumínio são classificadas em ligas de alumínio tratáveis termicamente, que são aquelas que podem ser endurecidas, isto é, apresentam aumento da resistência mecânica, por tratamento térmico a partir de ciclos controlados de aquecimento e resfriamento. Adicionalmente, estas ligas também podem ser endurecidas por trabalho a frio. Esta classificação abrange, tipicamente, as ligas trabalháveis de alumínio das séries 2xxx, 6xxx e 7xxx.

Igualmente, recebem a classificação de ligas de alumínio não tratáveis termicamente, que são aquelas que não são passíveis de sofrerem aumento da resistência mecânica a partir da realização de tratamentos térmicos, porém podem ser endurecidas por trabalho a frio. Apesar destas ligas serem classificadas como não tratáveis termicamente podem ser realizados tratamentos térmicos que não possuem como objetivo final o aumento da resistência mecânica, como o de recozimento. NOTA Esta classificação abrange, tipicamente, as ligas trabalháveis de alumínio das séries 1xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx e 8xxx.

As ligas de alumínio são tratadas termicamente em fornos de câmara a ar ou banhos de sais fundidos; entretanto, banhos de chumbo, banhos a óleo ou leitos fluidizados podem ser utilizados. O uso de aquecimento sem controle não é permitido. Qualquer que seja o meio de aquecimento empregado, uma avaliação é requerida para assegurar a efetividade do tratamento térmico e também para que não haja superaquecimento.

Os fornos com câmara de ar podem ser aquecidos a óleo, a gás ou por resistências elétricas. Os componentes do forno que são significantemente mais aquecidos do que o material a ser tratado devem possuir proteção metálica com espessura máxima de 6,35 mm para prevenir efeitos adversos de radiação. Fornos com câmara de ar utilizados para realizar tratamento térmico de solubilização devem ter atmosfera controlada, de forma a prevenir a ocorrência de porosidades no material intrínseca a este processo.

A adequabilidade da atmosfera destes fornos pode ser avaliada de acordo com a fusão eutética e porosidade induzida. A porosidade induzida pelo tratamento térmico de solubilização pode diminuir as propriedades mecânicas e ocasionar comumente bolhas na superfície do material. É mais comum ocorrer essa condição em fornos cujos produtos de combustão entram em contato com o material, particularmente se os gases contiverem elevado vapor de água ou compostos de enxofre.

Em geral, as ligas trabalháveis de alta resistência das séries 2xxx e 7xxx são mais suscetíveis à porosidade. Produtos alclad e ligas de baixa resistência mecânica são praticamente imunes a este tipo de dano. Filmes anódicos e revestimentos de tratamento térmico patenteados são também vantajosos na proteção contra a porosidade resultante do tratamento térmico de solubilização.

A descoloração superficial é um resultado normal deste tratamento térmico de solubilização e não pode ser interpretada como evidência de dano por superaquecimento ou como porosidade induzida pelo tratamento térmico. Os banhos de sal apresentam aquecimento rápido e uniforme do material, neste meio de aquecimento não ocorre oxidação do alumínio devido a altas temperaturas, as quais são controladas por meio de sensores.

Após estabelecido o padrão de temperatura recorrente ou o equilíbrio térmico na zona de trabalho, a temperatura do forno deve ser mantida dentro dos limites das variações estabelecidas abaixo em todos os controles e sensores do forno: variação de ± 8,5 °C para fornos usados somente para solubilização das ligas da série 6xxx, para as quais a tabela abaixo especifica uma variação de ± 8,5 °C ou mais; variação de ± 6 °C para fornos usados para outras solubilizações e qualquer tratamento de envelhecimento.

A precisão do sistema de medição de temperatura deve ser verificada semanalmente sob condições de operação. Esta verificação deve ser feita a partir da inserção de um segundo sensor de temperatura calibrado próximo ao sensor de temperatura do forno. A leitura deste segundo sensor deve ser realizada com potenciômetro de ensaio calibrado. Quando o forno for equipado com sistemas de potenciômetro de medição dupla, que são verificados diariamente um com o outro, esta verificação pode ser realizada a cada três meses, em vez de semanalmente.

O sensor de temperatura, o potenciômetro e a combinação da compensação da conexão fria devem ter sido calibrados por instituição acreditada com exatidão de ± 1,1 °C nos últimos três meses. Deve ser realizado levantamento de uniformidade de temperatura em fornos e banhos de sal para assegurar a concordância com os requisitos especificados nessa norma. Um novo levantamento de uniformidade de temperatura deve ser feito após qualquer modificação, reparo, ajuste (por exemplo, nos controladores de energia ou defletores) ou reconfiguração que altere as características da uniformidade de temperatura do forno ou banho de sal, e também caso sejam constatadas alterações na efetividade do tratamento térmico a partir do acompanhamento do material.

O levantamento inicial de temperatura deve ser feito nas temperaturas máximas e mínimas dos tratamentos de solubilização e de envelhecimento para cada forno a ser utilizado. Deve haver no mínimo nove posições de ensaio, sendo uma em cada canto do forno e uma no centro, considerando-se que haja ao menos uma posição de ensaio para cada 0,69 m3 de volume de ar, não devendo ser ultrapassado o máximo de 40 posições de ensaio. Para banhos de sal, uma posição de ensaio é requerida para cada 1,1 m³ de volume.

Após o levantamento inicial, cada forno deve ser analisado mensalmente, exceto como estabelecido em 5.3.8 e 5.3.9. As análises mensais devem ser feitas nas temperaturas de operação para solubilização e para envelhecimento. Durante os levantamentos de uniformidade de temperatura do forno, devem ser utilizados sensores de ensaio móveis para determinar a uniformidade e distribuição reais de temperatura. Os sensores de controle da zona de trabalho devem ser utilizados para determinar a temperatura de ensaio.

Deve haver pelo menos um sensor de temperatura para cada 1,1 m³ de volume de carga, com um mínimo de nove sensores de temperatura, sendo um em cada canto do forno e um no centro. Para fornos de até 0,28 m³, o levantamento de uniformidade de temperatura pode ser feito com o mínimo de três sensores de temperatura, sendo posicionados na frente, centro e fundo do forno, ou no topo, centro e base. É recomendado o uso de um termopar de carga em fornos pequenos.

Os levantamentos de uniformidade de temperatura devem refletir as características normais de operação do forno. Se o forno for carregado após ser estabilizado na temperatura de operação preestabelecida, os sensores de temperatura devem ser carregados nas mesmas condições. Se o forno for carregado frio, os sensores de temperatura devem ser carregados frios. Após a inserção dos sensores de temperatura, leituras devem ser tiradas frequentemente para determinar quando a temperatura da região mais quente do forno se aproxima da faixa inferior de temperatura estabelecida.

A partir deste momento até que o equilíbrio térmico seja alcançado, a temperatura em todos os locais deve ser determinada com intervalo máximo de 2 min, para detectar qualquer superaquecimento. Após o equilíbrio térmico ser atingido, leituras devem ser feitas em intervalos de 5 min, por 30 min no mínimo, para determinar o padrão de temperatura recorrente.

Os resultados destes levantamentos devem demonstrar que a variação máxima de temperatura (da leitura mais fria para a mais quente) entre todos os sensores de temperatura e os sensores de controle do forno está dentro da faixa de uniformidade de temperatura aplicável estabelecida em 5.2; todas as leituras dos sensores de temperatura estão dentro da faixa de temperatura do tratamento térmico especificado que está sendo analisado. O tipo de levantamento, e os procedimentos para se realizar as análises em fornos contínuos, devem ser estabelecidos para cada forno envolvido em particular.

Os tipos de fornos de tratamento térmico contínuo variam consideravelmente, dependendo da forma e dimensões dos produtos. Em determinados casos convém realizar a análise do forno a partir de estudo das propriedades mecânicas do produto tratado termicamente, os quais devem estar de acordo com a tabela abaixo. Análises de uniformidade de temperatura do forno devem ser realizadas mensalmente, usando-se um mínimo de dois sensores de temperatura fixados ao material que está sendo tratado.

Os levantamentos devem refletir as características preestabelecidas de operação do forno. Os resultados destes levantamentos devem demonstrar que a variação máxima de temperatura (da leitura mais fria para a mais quente) entre todos os sensores de temperatura e de controle está dentro da faixa de uniformidade de temperatura aplicáveis estabelecida em 5.2; todas as leituras dos sensores de temperatura estão dentro da faixa especificada para o tratamento térmico analisado.

A uniformidade de temperatura em um banho de sal pode ser determinada utilizando-se um sensor de temperatura envolto por um tubo de proteção. O sensor de temperatura deve ser colocado em uma posição até que o equilíbrio térmico tenha sido alcançado e feito uma leitura. O sensor de temperatura deve então ser colocado em um novo local e o procedimento repetido. Estas operações devem ser repetidas até que a distribuição de temperatura em todas as partes do banho tenha sido determinada.

Os resultados destes levantamentos devem demonstrar que a variação máxima de temperatura (da leitura mais fria para a mais quente) está dentro da faixa de uniformidade de temperatura aplicáveis estabelecida em 5.2; todas as leituras dos sensores de temperatura estão dentro da faixa de especificada para o tratamento térmico analisado. A periodicidade requerida para os levantamentos torna-se semestral após realizados seis levantamentos mensais consecutivos, incluindo o levantamento inicial conforme 5.3.2, desde que sejam atendidas todas as seguintes condições: os levantamentos prévios de uniformidade de temperatura apresentam histórico de desempenho dentro dos parâmetros preestabelecidos por um período de seis meses consecutivamente; em adição a cada sensor de controle da zona de trabalho, o forno ou banho de sal deve ser equipado com instrumento multiponto de registro permanente, com pelo menos um sensor adicional de monitoramento de temperatura em cada zona ou com um ou mais sensores de monitoramento da carga para medir a temperatura real do metal em cada zona.

Os sensores de controle da zona de trabalho e os sensores de monitoramento da carga devem ser instalados de forma a registrar a temperatura dos meios aquecidos (ar, banho de sal, dentre outros) e as temperaturas reais do metal. A frequência do levantamento para fornos utilizados exclusivamente para envelhecimento pode ser semestral após a conclusão de seis levantamentos mensais consecutivos, incluindo o levantamento inicial conforme 5.3.2, desde que sejam atendidas as seguintes condições: o forno utiliza registro multiponto contínuo dos dados de temperatura; ou um ou mais sensores de monitoramento de carga são empregados para medir e registrar as temperaturas reais do metal.

Os instrumentos utilizados para controlar, monitorar e registrar a temperatura do forno devem ser calibrados anualmente e também antes do primeiro uso. A calibração deve ser realizada com um instrumento que tenha sido calibrado dentro do período de 12 meses por instituição acreditada com precisão de ± 1,1 °C. A calibração dos instrumentos de controle, monitoramento ou registro deve ser realizada conforme instruções do fabricante ou, se as instruções do fabricante não forem utilizadas com um mínimo de três dados de sensores simulados nos pontos mínimo, médio e máximo da faixa de temperatura de operação qualificada do forno.

A calibração dos instrumentos de controle, monitoramento ou registro pode ser realizada em uma carga de processo (para uma simples faixa de temperatura), se a temperatura do forno permanecer dentro da tolerância de processamento e for registrada para indicar a ocorrência de calibração. Os limites de calibração são de ± 1,1 °C ou 0,3 % da temperatura máxima do levantamento do equipamento (utilizar o maior resultado).

O arranjo da carga de produto deve assegurar que o aquecimento e o resfriamento tenha acesso a todas as superfícies para cada peça da carga. O carregamento em banho de sal em cestos contendo produtos de pequenos tamanhos, como rebites ou forjados, deve ser controlado pela limitação da profundidade da carga em cada camada e pela manutenção do espaçamento mínimo entre as camadas, a fim de garantir a uniformidade térmica da carga. O ensaio periódico do produto (ver tabela abaixo) deve ser realizado para assegurar que produtos de pequenos tamanhos resfriados em cestos não apresentem maior suscetibilidade à corrosão intergranular do que produtos resfriados individualmente sem cestos.

Convém que os ensaios sejam efetuados uma vez por mês ou mais frequentemente, quando acordado entre fabricante e cliente. A determinação das propriedades mecânicas, por exemplo, é tipicamente um ensaio de liberação. Recomenda-se ensaiar uma carga por forno por mês. Se a carga de trabalho incluir mensalmente lâminas e chapas tanto quanto outros tipos de materiais, convém que sejam ensaiadas, de acordo com a tabela acima, uma carga de lâminas e outra de chapas. Se este tipo de produto não for tratado termicamente durante o mês, convém que a carga de ensaio seja aquela correspondente ao maior número de ensaios determinado pela tabela acima.

AWS D1.1: a fabricação de estruturas de aço soldadas

Esse código de soldagem, editado em 2020 pela American Welding Society (AWS), contém os requisitos para fabricar e montar estruturas de aço soldadas. Ao atender a esses requisitos, este código adota uma abordagem abrangente ao delinear conexões e soldas específicas, como sulcos, filetes e soldas de encaixe e ranhura.

A AWS D1.1:2020 – Structural Welding Code—Steel contém os requisitos para fabricar e montar estruturas de aço soldadas. Ao atender a esses requisitos, este código adota uma abordagem abrangente ao delinear conexões e soldas específicas, como sulcos, filetes e soldas de encaixe e ranhura, e também aborda inúmeras outras considerações, como parâmetros de projeto de tensão de fadiga e soldagem pré-qualificada especificações de procedimento (welding procedure specification – WPS).

O código da AWS D1.1: 2020 também inclui informações pertinentes à sua estipulação nos documentos do contrato e detalha disposições específicas às responsabilidades do engenheiro, contratado e inspetor. Para as estruturas de aço soldadas, quando este código é estipulado nos documentos do contrato, é exigida a conformidade com todas as disposições do código, exceto aquelas que o engenheiro (consulte 1.5.1) ou os documentos do contrato modificam ou isentam especificamente.

A seguir, é apresentado um resumo das cláusulas do código.

  1. Requisitos Gerais – Esta cláusula contém informações básicas sobre o escopo e as limitações do código, as principais definições e as principais responsabilidades das partes envolvidas na fabricação de aço.

  2. Referências normativas – Esta cláusula contém uma lista de documentos de referência que ajudam o usuário na implementação deste código ou são necessários para a implementação.

  3. Termos e definições – Esta cláusula contém termos e definições relacionados a este código.

  4. Projeto de conexões soldadas – Esta cláusula contém requisitos para o projeto de conexões soldadas compostas por membros tubulares ou não tubulares do produto.

  5. Pré-qualificação de WPS – Esta cláusula contém os requisitos para isentar uma WPS (Welding Procedure Specification) dos requisitos de qualificação WPS deste código.

  6. Qualificação – Esta cláusula contém os requisitos para a qualificação WPS e os ensaios de qualificação de desempenho que devem ser passados por todo o pessoal de soldagem (soldadores, operadores de soldagem e soldadores de aderência) para realizar a soldagem de acordo com este código.

  7. Fabricação – Esta cláusula contém os requisitos gerais de fabricação e montagem aplicáveis às estruturas de aço soldadas regidas por este código, incluindo os requisitos para metais comuns, consumíveis de soldagem, técnica de soldagem, detalhes de soldagem, detalhes de soldagem, preparação e montagem de materiais, fabricação, reparo de solda e outros requisitos.

  8. Inspeção – Esta cláusula contém critérios para as qualificações e responsabilidades dos inspetores, critérios de aceitação para soldas de produção e procedimentos padrão para a realização de inspeção visual e ensaio não destrutivo (END).

  9. Soldagem de rebites – Esta cláusula contém os requisitos para a soldagem de rebites em aço estrutural.

  10. Estruturas tubulares – Esta cláusula contém os requisitos tubulares exclusivos. Além disso, os requisitos de todas as outras cláusulas se aplicam aos tubulares, a menos que especificamente indicado de outra forma.

  11. Fortalecimento e reparo de estruturas existentes – Esta cláusula contém informações básicas pertinentes à modificação ou reparo soldado de estruturas de aço existentes.

  12. Unidades de medida padrão – Esta norma faz uso das unidades habituais dos EUA e do Sistema Internacional de Unidades (SI). Os últimos são mostrados entre colchetes ([]) ou em colunas apropriadas em tabelas e figuras. As medidas podem não ser equivalentes exatas e, portanto, cada sistema deve ser usado independentemente.

Os elementos de fixação de aço inoxidável e aço resistente à corrosão

As características de resistência à oxidação, corrosão e propriedades mecânicas para utilização a altas temperaturas ou em temperaturas abaixo de zero devem ser necessariamente objeto de acordo entre fornecedor e consumidor.

Confirmada em dezembro de 2019, a NBR 10065 de 01/2011 – Elementos de fixação de aço inoxidável e aço resistente à corrosão – Especificação estabelece as características mecânicas de elementos de fixação roscados como parafusos e porcas fabricadas de aços inoxidáveis e aços resistentes à corrosão nas estruturas austenítica, ferrítica e martensítica. Essa norma se aplica aos produtos acabados com as seguintes características: de diâmetro nominal de rosca de M1,6 até M39; de rosca métrica ISO segundo as NBR ISO 724, NBR ISO 965-1, NBR ISO 9652, NBR ISO 965-3, NBR ISO 965-4, NBR ISO 965-5, NBR ISO 68-1, NBR ISO 262, ABNT NBR ISO 261 de qualquer forma. Como complementação para porcas: de diâmetro externo ou de dimensões entre faces paralelas, largura de cabeça (nominal da chave) não menor do que 1,45 d; de comprimento de rosca útil maior ou igual a 0,6 d.

Esta Norma especifica os tipos de aços inoxidáveis resistentes à corrosão, indicando as características mecânicas e o seu uso para temperaturas de – 200°C até + 800°C. As características de resistência à oxidação, corrosão e propriedades mecânicas para utilização a altas temperaturas ou em temperaturas abaixo de zero devem ser necessariamente objeto de acordo entre fornecedor e consumidor. Na preparação desta norma foi dada especial atenção às diferenças fundamentais entre elementos de fixação de aços inoxidáveis comparados aos aços-carbono de dimensões similares.

Os aços ferríticos e austeníticos são endurecidos somente por encruamento; em consequência, os componentes não têm a condição homogênea de peças temperadas e revenidas. Estas características específicas foram levadas em conta na preparação das seções que tratam das classes de propriedades e os métodos dos respectivos ensaios que diferem dos de aço-carbono e de baixa liga, no que se refere ao procedimento para a medição do escoamento (tensão a 0,2% de escoamento permanente) e ductibilidade (extensão total na fratura) do componente acabado.

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Qual a composição química de referência dos grupos e seus respectivos graus?

Quais as propriedades mecânicas de elementos de fixação dos graus ferríticos e martensíticos?

Como realizar a determinação do limite de escoamento a 0,2%?

Como fazer a determinação do torque de ruptura?

A designação dos elementos de fixação de aço inoxidável está esquematizada na figura abaixo.

O grau de aço e classes de resistência são designados por quatro dígitos, formados por uma letra e três números. As letras indicam o grupo do aço quanto à sua composição, com o seguinte significado: A – para aço austenítico; C – para aço martensítico; F – para aço ferrítico. O primeiro dígito após a letra indica o tipo dos elementos de liga presentes em cada grupo A, C ou F. Os últimos dois dígitos indicam a classe de resistência (condição metalúrgica), por exemplo: A2-70 indica: aço austenítico, acabado a frio, de resistência à tração mínima de 700 MPa; C4-70 indica: aço martensítico, de 12 % de Cr temperado e revenido, resistência à tração mínima de 700 MPa.

Todos os parafusos de cabeça sextavada, bem como parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno de diâmetro nominal superior ou igual a M5, devem ser marcados claramente segundo o sistema descrito. A marcação deve incluir o grau do aço, a classe de resistência e a identificação do fabricante. Uma marcação complementar pode ser usada a critério do fabricante ou a pedido especial do comprador.

Esta marcação não pode causar confusão com outras marcações padronizadas ou identificações. Esta marcação pode ser aplicada também a outros tipos de parafusos onde for tecnicamente possível, desde que seja somente na cabeça. A marcação de prisioneiros e outros elementos de fixação deve ser objeto de acordo entre fabricante e comprador.

As porcas devem ser marcadas com o grau de aço e classe de resistência, se necessário, e com a identificação do fabricante no caso de tamanhos M5 e maiores, se for tecnicamente possível. A marcação em uma superfície de assentamento é permissível e só pode ser aplicada em baixo relevo.

Alternativamente é permissível a marcação nas faces laterais. A marcação da classe de resistência é necessária quando as porcas não suportam a carga mínima prevista para a classe mais alta dentro do grupo do aço. Para marcação de rosca esquerda, ver NBR 8865 e NBR 10062. A marcação completa do grau do aço e classe de resistência é obrigatória em todas as embalagens, caixas, pacotes, etc., de todos os tamanhos de porcas e parafusos.

Como acabamento, caso não seja especificado de forma diferente, os elementos de fixação de aços inoxidáveis devem ser fornecidos limpos e brilhantes. Quanto às propriedades magnéticas, os elementos de fixação de aços austeníticos são normalmente não magnetizáveis. Por meio da deformação a frio pode ocorrer baixa magnetização.

Como ensaio para aceitação, os parafusos com cabeça e prisioneiros, de diâmetro nominal inferior ou igual a M5, deve ser realizado um dos seguintes ensaios para comprovar as características mecânicas: resistência à tração mínima; torque de ruptura mínimo. Os valores de ensaio de torque de ruptura são válidos somente para os graus de aço austeníticos.

Para os parafusos com cabeça e prisioneiros, de diâmetro nominal superior a M5, devem ser realizados os seguintes ensaios para comprovar as características mecânicas: resistência à tração mínima, ver 6.2; limite de escoamento a 0,2% mínimo, ver 6.3; alongamento mínimo, ver 6.4; ensaio de dureza só é aplicável aos graus C1, C3 e C4, quando estes forem temperados e revenidos, ver 6.7.

Para as porcas de todos os diâmetros, devem ser realizados os seguintes ensaios para comprovação das características mecânicas: corpo de prova correspondente à tração mínima do parafuso correspondente, ver 6.6; dureza HV mínima. O ensaio de dureza HV só é aplicável às porcas dos grupos de aços, C1, C2 e C4, quando estes forem temperados e revenidos (ver 6.7).

As características mecânicas se aplicam unicamente aos produtos de dimensões normalizadas, de comprimento igual ou inferior a oito vezes o diâmetro nominal para A1, A2 e A4-70 e 80 e F1-60. Esta limitação de comprimento não se aplica a elementos de fixação moles e não temperados e revenidos, isto é, das classes A1, A2 e A4-50, F1-45, C1, C3 e C4-50, 60 e 80.

Para todos os outros elementos de fixação de comprimento superior e dimensões normalizadas, os valores de resistência mecânica devem ser objeto de acordo entre fabricante e consumidor. Os valores aceitos dependem do tipo de aço e do processo de fabricação a ser empregado. Os valores mínimos de torque de outros grupos ou aços e classes de resistência dependem de acordo entre fabricante e comprador.

Para a determinação da resistência à tração Rm, o ensaio deve ser realizado conforme NBR ISO 6892 e NBR 8855, em parafusos inteiros (peças prontas). Este ensaio só é aplicável aos parafusos inteiros de comprimento igual ou maior que duas vezes o diâmetro da rosca. Durante o ensaio o comprimento livre de rosca sob carga deve ser no mínimo de uma vez o diâmetro de rosca.

Os valores de resistência à tração medidos devem corresponder no mínimo aos valores das Tabelas 2 e 3 (disponíveis na norma), independentemente da posição da ruptura entre a superfície de assentamento do parafuso e a extremidade do adaptador. Para a determinação do limite de escoamento a 0,2% (R p 0,2), o ensaio deve ser realizado em parafusos inteiros (peças prontas). Este ensaio só aplicável aos parafusos inteiros de comprimento igual ou maior do que duas vezes o diâmetro da rosca.

Os tubos soldados de cobre

O cobre é muito viável e pode ser transformado em diversos produtos finais, como fios e cabos elétricos, além de tubos e canos.

Confirmada em dezembro de 2019, a NBR 7247 de 07/2004 – Tubo soldado de cobre e ligas de cobre para usos gerais – Requisitos estabelece os requisitos para tubo de cobre, soldado longitudinalmente sem aplicação de metal de enchimento, e ligas de cobre de seção circular, usados para fins gerais, produzidos a partir de tira ou fita. Os requisitos particulares relativos a produtos para aplicações específicas são estabelecidos nas normas de especificação correspondentes e podem alterar um ou mais requisitos desta Norma.

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Como deve ser feita a identificação dos produtos?

Quais são as tolerâncias no comprimento para tubos em unidades retas?

Qual a tolerância na espessura da parede?

Qual deve ser a composição química dos produtos?

O cobre é um elemento químico com símbolo Cu, número atômico 29, massa atômica 63,55 e pertencente ao grupo 11 da tabela periódica. O cobre pode sofrer diversos tipos de reações químicas e o seu produto mais conhecido é o sulfato de cobre. Quando exposto a água ou ar, ele sofre oxidação adquirindo uma coloração verde. Entretanto, é um metal bastante resistente à corrosão.

Na natureza, o cobre é encontrado em três formas: calcopirita (sulfeto de cobre e ferro): forma mais frequente, apresenta brilho metálico intenso; calcocita (sulfeto de cobre): composto por sulfeto de cobre, apresenta coloração que varia de cinza a preta; e malaquita (carbonato de cobre): diferencia-se por apresentar coloração esverdeada.

O cobre é muito viável e pode ser transformado em diversos produtos finais, como fios e cabos elétricos, além de tubos e canos. A soldagem de tubos de cobre pode ser complicada, se não difícil, devido à excelente condutividade do metal ao calor. Os produtos fornecidos devem ser produzidos com qualquer dos tipos de cobre mencionados na tabela abaixo. As têmperas do material a serem utilizados podem ser conforme tabela abaixo.

O tubo soldado deve ser fabricado a partir de tiras ou fitas de cobre laminado, encruadas ou recozidas, a serem conformadas no formato tubular de seção circular. A solda deve ser realizada por qualquer processo que produza soldadura por caldeamento ou fusão sem deixar na região soldada fissuras visíveis a olho nu. Para o tubo soldado por caldeamento, as bordas da tira devem ser aquecidas até a temperatura de soldagem especificada, normalmente por corrente elétrica de alta frequência, e apertadas firmemente uma de encontro à outra, causando a formação de uma junção do tipo forjada com rebarbas externas e internas.

Para o tubo soldado por fusão, as bordas da tira devem ser unidas e soldadas geralmente por processo de solda GTAW (GAS-TUNGSTEN ARC WELDING), sem a adição de metal de enchimento, causando a formação de uma junção do tipo soldada, com rebarbas externas ou internas. Os tubos devem conservar uma periferia contínua em todas as operações efetuadas. Devem ser acabados a frio, por trefilação, com ou sem tratamento térmico posterior, a fim de se obterem as propriedades especificadas.

Os tubos recozidos são normalmente fornecidos em rolos e os encruados são normalmente fornecidos em peças retas, podendo ser fornecidos de outras formas, desde que acordado entre comprador e fornecedor. Os tubos acabados devem ser entregues isentos de rebarbas nas partes interna e externa ao longo de todo o seu comprimento. Os tubos devem ser entregues limpos interna e externamente e isentos de defeitos que prejudiquem a sua utilização posterior, sendo permissível a presença de uma leve película de lubrificante.

Os tubos devem ter as dimensões que a ordem de compra específica, com as tolerâncias que estão estabelecidas na seção 5. As medidas devem ser expressas em milímetros. Os tubos devem ser especificados pelo diâmetro externo e espessura de parede nominais, podendo também ser especificados pelos diâmetros externo e interno ou pelo diâmetro interno e espessura de parede, mas não por todos os três ao mesmo tempo.

As tolerâncias estabelecidas na seção 5 são também aplicáveis a somente duas das três medidas. Se forem mencionadas as três medidas na ordem de compra, devem ser considerados somente o diâmetro externo e espessuras de parede para efeitos de fabricação, inclusive tolerâncias. O comprador, em sua ordem de compra, deve indicar no mínimo o seguinte: dimensões; tipo de cobre (liga); têmpera; tipo de fornecimento (unidades retas ou rolos); tipo de acondicionamento; quantidade; número desta norma.

Os tubos devem ser separados segundo o tipo de cobre, dimensões e têmpera, e ser acondicionados de tal maneira que não sofram danos durante o manuseio e o transporte normais. O ensaio hidrostático é aplicado a tubos fornecidos em unidades retas e nas têmperas encruadas. Os tubos submetidos ao ensaio hidrostático devem suportar, sem evidenciar vazamento, uma pressão hidrostática interna suficiente para solicitar o material a uma tensão tangencial de 41 MPa.

O ensaio deve ser feito nos tubos inteiros, fechando-se uma extremidade hermeticamente e conectando-se a outra a uma bomba e um manômetro. Enche-se o tubo de água e aplica-se a pressão hidrostática calculada pela fórmula: P = (2Se)/(D – 0,8e), onde: P é a pressão hidrostática, em megapascals; S é a resistência admissível no tubo (tensão tangencial), em megapascals; e é a espessura de parede, em milímetros; D é o diâmetro externo, em milímetros. Os tubos não devem ser ensaiados à pressão hidrostática superior a 6,9 MPa, a menos que seja acordado entre comprador e fornecedor.

O ensaio pneumático é aplicado a tubos fornecidos em rolos. Os tubos submetidos ao ensaio pneumático devem suportar, sem evidenciar vazamento, a pressão de ar interna mínima de 415 kPa (60 psi) durante 5 s (mínimo), após estabilização da pressão. O método de ensaio deve permitir que qualquer vazamento seja percebido visual e facilmente, imergindo-se o tubo em água ou usando-se o método de pressão diferencial.

Os tubos submetidos ao ensaio por correntes induzidas, de acordo com a ASTM E 243, devem passar através de um aparelho de ensaio calibrado conforme estabelecido na norma de especificação do produto. Se não for indicado em contrário, os tubos devem ser ensaiados na têmpera acabada ou na têmpera encruada antes do tratamento térmico final.

Neste ensaio as seguintes exigências devem ser cumpridas: os tubos não devem fazer disparar o dispositivo de sinalização do aparelho; tubos que produzirem sinais irrelevantes devido à presença de umidade ou sujeira podem ser recondicionados e reensaiados; tubos que produzirem sinais irrelevantes devido a marcas de manuseio visíveis e identificáveis podem ser ensaiados de acordo com os ensaios não destrutivos, desde que as suas medidas permaneçam dentro dos limites especificados.

As barras laminadas a quente e fios-máquina de aço

As barras e fios-máquinas com dimensão nominal até 50 mm devem ter uma redução da seção transversal de no mínimo nove vezes. Para dimensões nominais superiores a 50 mm e até 80 mm, excluindo, a redução deve ser de no mínimo quatro vezes.

A NBR 16804 de 11/2019 – Barras laminadas a quente e fios-máquina de aço, redondos, de qualidade especial, para molas helicoidais, barras de torção e barras estabilizadoras – Requisitos estabelece os requisitos gerais para fornecimento de barras laminadas a quente e fios-máquina de aço, redondos, de qualidade especial, para molas helicoidais, barras de torção, barras estabilizadoras e produtos correlatos utilizados na indústria automobilística. Esse documento também é aplicável às molas helicoidais utilizadas no uso metroferroviário e não é aplicável a barras de aço com acabamento de superfície.

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Qual é o empenamento máximo permissível?

Quais as informações que o produtor deve fornecer no certificado?

Qual é a profundidade máxima admissível da descarbonetação?

Quais devem ser as condições de inspeção?

As barras e fios-máquinas com dimensão nominal até 50 mm devem ter uma redução da seção transversal de no mínimo nove vezes. Para dimensões nominais superiores a 50 mm e até 80 mm, excluindo, a redução deve ser de no mínimo quatro vezes. Para dimensões nominais iguais ou superiores a 80 mm, a redução deve ser de no mínimo três vezes. Outras reduções, se necessárias, devem ser especificadas no pedido de compra.

As barras e fios-máquina fornecidos conforme este documento devem ter composição química conforme a NBR NM 87. Aços não constantes na NBR NM 87 também podem ser fornecidos conforme este documento mediante acordo prévio entre o produtor e o consumidor. As dimensões nominais das barras e fios-máquinas descritas nesta norma estão indicadas no Anexo A.

As dimensões devem ser medidas no mínimo a 150 mm de distância das extremidades da barra. As massas por unidade de comprimento foram calculadas considerando-se a densidade de massa de 7,85 g/cm³ referente às nominais. Os valores das massas nominais citados nas tabelas do Anexo A são orientativos e não podem ser objeto de reprovação.

Outras dimensões de barras podem ser produzidas mediante acordo prévio entre o consumidor e produtor seguindo as respectivas tolerâncias dimensionais deste documento. O comprimento normal de fabricação é de 3.000 mm a 8.000 mm, com tolerância de corte de até + 100 mm, admitindo-se até 10% da massa total do pedido em barras curtas, com comprimento mínimo de 1.500 mm.

Podem também ser fornecidos em comprimentos fixos com o máximo de 12 000 mm e com tolerância de corte de até + 20 mm, perante acordo prévio entre produtor e comprador. As tolerâncias dimensionais por classe e a ovalização máxima permitida, para barras e os fios-máquina, são expressas na tabela abaixo.

A classe de tolerância dimensional deve ser acordada previamente entre consumidor e produtor. Quando a classe da tolerância dimensional não for especificada no pedido de compra, o material deve atender a Classe Normal. São estabelecidas duas classes de tolerâncias, as quais se diferem no que tange à aplicação do produto final.

Quando a classe do empenamento não for especificada no pedido de compra, as barras devem atender a classe normal. Quando o pedido de compra especificar o requerimento de material endireitado, o empenamento máximo admissível deve ser de 2 mm/m. Bigodes e dobras não são permitidos. A nomenclatura de defeitos está definida na NBR 6928.

A existência de defeitos superficiais, como trincas, esfoliações, vazios e riscos, é permitida, desde que a profundidade seja menor do que a especificada na Tabela 3 (disponível na norma). Se necessário, o método de avaliação dos defeitos descritos deve ser o metalográfico ou equivalente. É permitida a prática de remoção de defeitos superficiais. A profundidade máxima de cavidade resultante da remoção de um defeito de superfície não pode ultrapassar o limite inferior da tolerância indicada.

A largura da cavidade deve ser pelo menos igual a quatro vezes a profundidade; a cavidade não pode apresentar cantos vivos. O topo das peças deve ser livre de rebarbas oriundas do corte. As barras devem ser fornecidas em feixes de 1.000 kg até 5.000 kg, com tolerância máxima permitida de ±10%, de acordo com o especificado na descrição do produto. As condições de fornecimento diferentes devem ser objeto de acordo entre produtor e consumidor.

As informações que o consumidor deve apresentar ao produtor são: nome do produto; denominação comercial (pol) ou referência (mm) do produto segundo este documento; massa a ser fornecida expressa em quilogramas (kg); comprimento nominal, expresso em metros (m); número deste documento; grau de aço conforme NBR NM 87, ou tipo particular quando houver (ver 4.2); grau de defeitos máximos (ver Tabela 3 na norma); outros requisitos adicionais desde que acordados entre produtor e consumidor, se necessário (ver Seção 5).

As barras e os rolos podem ser fornecidos com uma tolerância de mais ou menos 10% frente à massa solicitada no pedido de encomenda. As barras e os rolos devem ser fornecidos em corridas ou lotes separados, em feixes identificados por plaqueta ou etiqueta resistente às intempéries, firmemente presa à embalagem, contendo pelo menos as seguintes informações, registradas de forma indelével: nome do produto; identificação do produtor ou fornecedor; denominação comercial (polegada) ou referência (mm) do produto, segundo este documento; número da corrida ou do lote; grau do aço, segundo a NBR NM 87, ou tipo particular, quando houver; massa do feixe, expressa em quilogramas (kg) ; comprimento nominal, expresso em metros (m).

O material é aceito quando estiver de acordo com este Documento. Caso contrário, o material pode ser rejeitado, a critério do comprador. O material rejeitado deve ser colocado à disposição do produtor, a fim de que ele comprove a procedência da reclamação. Caso um ou vários dos resultados da primeira amostra não satisfaçam a qualquer um dos requisitos dimensionais ou de defeitos de superfície, a peça da qual foi retirada a amostra deve ser separada e feita uma segunda amostragem, abrangendo as demais peças do lote.

Realizados os novos ensaios, e se todos os resultados forem satisfatórios, o lote deve ser aceito. Caso uma das amostras para segregação central apresente nível superior ao admissível, devem ser retiradas, de maneira similar, três novas amostras de peças distintas. Caso haja uma ou mais amostras com nível superior ao admissível, o lote pode ser rejeitado, a critério do comprador.

Caso seja necessário definir o nível de qualidade aceitável (NQA), este deve ser especificado no pedido de compra. O material deve ser aceito se satisfizer a todos os requisitos desta norma. No caso de rejeição cabe ao produtor o direito de realizar novos ensaios. Caso persistam as divergências entre os resultados de produtor e comprador, novos ensaios devem ser realizados em laboratório neutro, sendo seus resultados decisivos.

A conformidade das placas de aço-carbono

Utilizadas em diversas áreas de produção, a chapa de aço-carbono é encontrada na indústria automotiva, construção civil e naval, equipamentos hidráulicos, entre outros setores, por se tratar de uma peça versátil, que atende a diferenciadas demandas, seja na estrutura de um produto ou como suporte para algo.

Utilizadas em diversas áreas de produção, a chapa de aço-carbono é encontrada na indústria automotiva, construção civil e naval, equipamentos hidráulicos, entre outros setores, por se tratar de uma peça versátil, que atende a diferenciadas demandas, seja na estrutura de um produto ou como suporte para algo. Na sua fabricação é necessário haver um rigoroso procedimento de produção que começa desde a seleção da matéria prima. Mais do que isso, esse tipo de produto deve ter certificação e atender a todos os critérios e normas de produção e especificações técnicas.

Além da garantia de um produto certificado, é possível para o cliente escolher entre a chapa de aço-carbono inteira ou a cortada sob medida, ou seja, a peça pode ser cortada conforme desenho em diversas espessuras e dimensões ou ser adquirida em tamanho bruto. A disponibilidade de corte da chapa vai desde 0,5 mm a 550 mm de profundidade.

Para realizar os procedimentos de corte com qualidade, é necessário que sejam feitas em máquinas avançadas, com tecnologia para obter excelente acabamento como é a técnica do oxicorte, que é um método utilizado para cortar a chapa de aço carbono por meio do calor e oxidação com oxigênio, fazendo com que a peça fique bem acabada, sem falhas ou arestas. Nesse processo passam os três modelos de chapa de aço-carbono: fina a frio e a quente, grossas e xadrez.

Quanto à especificação técnica, que é um documento técnico acordado entre fabricante e comprador, com os requisitos especificados para comercialização das placas, são exemplos de requisitos: composição química, tolerâncias dimensionais e de forma, identificação, qualidade interna e superficial, aplicação final, tubo comercial ou estrutural, perfil comercial ou estrutural, telha revestida, tubo para o mercado de óleo e gás, vaso de pressão, peça automotiva exposta ou não, peça automotiva estrutural, rodas, etc. A NBR 6333 de 10/2019 – Placas de aço-carbono — Requisitos gerais estabelece os requisitos para encomenda, fabricação e fornecimento de placas de aço-carbono, com espessura nominal de 80 mm a 300 mm e largura igual ou superior a 600 mm.

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Qual deve ser a posição da marcação das chapas de aço?

Qual é a composição química para análise final do aço líquido?

Quais são as tolerâncias de forma das chapas?

A chapa de aço-carbono é uma das opções mais versáteis quando se trata de um material utilizado em um número de componentes de aço e aplicações diferentes. Embora a gama de utilizações seja influenciada pela classificação das placas de acordo com o teor de carbono, seja ele baixo ou alto, os produtos de aço de carbono são comuns em muitas configurações, incluindo itens industrializados, bem como na utilização na construção civil. As aplicações do aço carbono, inclusive, se estendem para a criação de recipientes de armazenamento duráveis que podem durar décadas, quando bem utilizados.

Em algumas configurações nos ambientes de fabricação, não é incomum para uma placa de aço-carbono servir como material de base para a criação de componentes que são utilizados em maquinários de produção. A natureza durável do aço o torna ideal para utilização em ambientes fabris de engrenagens, parafusos, porcas, e outros componentes que são submetidos a uma grande quantidade de desgaste ao longo de um dia de produção.

Ao se utilizar uma chapa de aço carbono para estes tipos de componentes, significa que as máquinas podem operar por períodos mais longos, antes que haja a necessidade de substituir uma engrenagem gasta ou um parafuso descascado, por outro, para que não haja a quebra total ou desalinhamento da máquina devido ao desgaste da peça. Também é utilizada em projetos de construção, incluindo pontes, navios e até mesmo vários tipos de edificações, como residências, comércios e unidades fabris.

Devido à força fornecida por ele, as placas podem ser utilizadas para criar todos os tipos de suportes que são utilizados na construção civil. Além disso, as placas são ideais para utilização na criação de base para as estruturas, que ajudam a proporcionar a fixação para os suportes, em última análise, são capazes de garantir à integridade e o aumento de resistência à estrutura em si.

Os tanques de armazenagem são outros exemplos da utilização deste material. Como este tipo de metal responde bem a conexões como rebites, vários tipos de solda e outros modelos de junção, as chapas de aço carbono são utilizadas para a confecção de tanques que podem ser tanto de água, como de outros produtos, devendo para isto ser hermeticamente fechado. Em algumas aplicações, a chapa é também uma opção mais rentável sem que haja a diminuição da qualidade final do local de armazenagem, desta forma, consegue-se manter os custos de material dentro do intervalo de um orçamento proposto.

Existem ainda diferentes tipos de ferramentas que são rotineiramente criadas com as chapa de aço carbono. Lâminas afiadas para facas e máquinas de corte, rotineiramente são encontradas em vários projetos e muitas vezes fazem uso do aço carbono na elaboração destas lâminas de corte.

Além disso, não é incomum a sua utilização na agricultura, pois diversos equipamentos e componentes são feitos a partir deste tipo de chapa de aço. Equipamentos utilizados na raspagem durante a reforma de fachadas de um edifício também pode ser fabricado a partir deste tipo de dispositivo, ajudando a tornar o processo de remoção de tinta e outros tipos de produtos selantes de superfícies de concreto ou de tijolo muito mais fácil.

As tolerâncias dimensionais e de forma aplicáveis às placas produzidas segundo esta norma são apresentadas na tabela abaixo. Por meio de acordo prévio entre as partes interessadas, podem ser estabelecidas tolerâncias diferentes.

As medidas da espessura, largura e comprimento real das placas devem ser tomadas com equipamento aferido e calibrado. As medições de forma das placas devem ser tomadas nas posições indicadas no Anexo A. Salvo acordo entre as partes, as medidas dimensionais de verificação de conformidade devem ser obtidas obedecendo às seguintes orientações: espessura: deve ser tomada em qualquer região da placa, desde que distante em 150 mm das bordas laterais e distante do topo e cauda em 400 mm. Caso o valor seja enviado ao cliente, pelo menos um valor medido deve ser informado.

A largura deve ser medida na face superior da placa, em três pontos, sendo um no meio do comprimento da placa e os outros dois pontos distantes 400 mm da extremidade da placa (topo e cauda). Caso o valor seja enviado ao cliente, a menor largura medida é a que deve ser informada. O comprimento deve ser tomado no meio da largura da placa.

Nos pedidos de placas, segundo esta norma, deve constar no mínimo o seguinte: produto (placa); especificação técnica, conforme acordado entre fabricante e comprador; dimensões em milímetros, (mm) na seguinte ordem: espessura; largura; comprimento; peso do pedido, em toneladas (t) ou quilogramas (kg).

As placas não podem apresentar imperfeições nas superfícies que impeçam o seu emprego para o uso previsto. As tolerâncias admissíveis de defeitos e imperfeições devem constar na especificação técnica. As condições de sanidade interna, como nível de segregação e eventos ocorridos durante o processo de lingotamento que possam afetar a qualidade requerida à aplicação final especificada, devem ser motivo de rejeição ou separação em grau de reclassificação acordado previamente entre fabricante e comprador.

Se for do interesse do comprador acompanhar a produção, a inspeção, o recondicionamento e o processo logístico, o fabricante deve conceder-lhe todas as informações necessárias e suficientes à verificação de que a encomenda está sendo atendida de acordo com o pedido, sem que haja interrupção do processamento ou atraso na produção. A inspeção pode ser feita diretamente pelo comprador ou por inspetor credenciado.

As placas que, durante a inspeção de recebimento ou durante a utilização pelo comprador, evidenciarem falhas ou aparentemente não estiverem de acordo com o estabelecido nesta norma, devem ser segregadas. Devem ser mantidas adequadamente a sua identificação e a armazenagem, notificando-se de imediato o fabricante com evidências (por exemplo, amostras, fotografias, análises laboratoriais, etc.) para comprovação no estabelecimento do comprador, ao qual devem ser concedidas todas as informações necessárias. Os prazos para apresentação e atendimento de reclamação devem ser acordado previamente entre fabricante e comprador. Se constatada não conformidade com o pedido, este pode ser recusado, a critério do comprador.

O revestimento de zinco em chapa laminada de aço

O método gravimétrico consiste em determinar a quantidade de zinco e suas ligas depositada nas duas faces da chapa, por meio da diferença entre as massas do corpo de prova revestido e após a remoção do revestimento por decapagem.

A NBR 8751 de 08/2019 – Chapas laminadas de aço — Determinação do revestimento de zinco e suas ligas pelo método gravimétrico estabelece o método gravimétrico de determinação da massa do revestimento de zinco e suas ligas, depositado por face na chapa laminada, zincada por imersão a quente, eletrogalvanizada, semicontínua ou continuamente.

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Como deve ser preparada a amostra para zincagem contínua?

Como deve ser obtida a massa do revestimento?

O método gravimétrico consiste em determinar a quantidade de zinco e suas ligas depositada nas duas faces da chapa, por meio da diferença entre as massas do corpo de prova revestido e após a remoção do revestimento por decapagem. Como reagentes, para a preparação da solução de decapagem, devem ser utilizados ácido clorídrico P.A. (HCl) densidade 1,19 g/ml; óxido de antimônio III P.A. (Sb2O3); cloreto de antimônio III P.A. (SbCl3); hexametilenotetramina P.A. (C6H12N4).

Para a preparação da solução de ácido clorídrico/cloreto de antimônio III, deve-se: dissolver 20 g de trióxido de antimônio (Sb2O3) em 1 000 ml de HCl P.A.; dissolver 32 g de cloreto de antimônio (SbCl3) em 1 000 ml de HCl P.A. As soluções indicadas devem ser utilizadas em recipiente cerâmico e na proporção de 5 mL para cada 100 mL de HCl (1:1). Para a preparação da solução de ácido clorídrico/hexametilenotetramina, deve ser dissolvido 3,5 g de hexametilenotetramina em 500 ml de HCl P.A. e completar com água destilada até atingir o volume de 1 000 ml.

A aparelhagem deve ser composta por: balança analítica com precisão de 0,1 mg; recipiente cerâmico ou outro material resistente às soluções ácidas utilizadas, com capacidade para conter a solução e o corpo de prova; prensa ou equipamento capaz de permitir o corte dos corpos de prova da amostra com área necessária e nas posições indicadas; imã para imersão e retirada dos corpos de prova da solução decapante. Para a amostra para zincagem contínua, o processo de preparação deste tipo de amostra deve contemplar a separação de uma tira com aproximadamente 500 mm de largura e comprimento igual à largura do material laminado. Este material deve estar devidamente identificado e cortado ao final de cada rolo.

Para a amostra para zincagem semicontínua, para este tipo de amostra, deve ser separada uma chapa proveniente do fardo. Os corpos de prova devem ser preparados conforme a NBR 7013. Para o ensaio do revestimento por face, deve ser realizado o procedimento descrito a seguir: determinar a massa do corpo de prova e anotar o resultado (m1); isolar uma das faces de forma que a solução decapante não remova o revestimento desta face; imergir o corpo de prova na solução decapante escolhida; manter o corpo de prova imerso até que o desprendimento de bolhas de hidrogênio torne-se mínimo, permanecendo ainda a evolução de poucas bolhas, o que indica a completa retirada do revestimento de zinco na face não protegida; retirar o corpo de prova da solução decapante, lavá-lo cuidadosamente em água corrente; secar o corpo de prova com um pano limpo, algodão ou outro meio adequado; determinar a massa do corpo de prova decapado e anotar o resultado (m2).

Segundo a empresa Cosiaço, o aço é um material muito versátil: com diferentes acabamentos, é possível fabricar os mais diversos tipos de materiais. Quando o assunto é chapa de aço, dois processos se destacam: a laminação a quente e a frio. Os dois acabamentos trazem vantagens para o aço, contudo, as suas etapas variam. A produção das chapas de aço expandido, por exemplo, começa bem antes das laminações.

O primeiro passo é a mineração do material. Durante a extração, o minério é transformado em ferro gusa e posteriormente é colocado no alto forno da siderúrgica. Essa ação é importante para eliminar outros componentes que comprometem a pureza do ferro. Em sequência, o ferro vai para a aciaria onde será transformado em aço, será refinado, receberá adição de ligas e conformação em placas. Assim, por último, é realizada a laminação que transforma o material em bobinas e depois, nas chapas de aço.

As chapas laminadas a quente são feitas em uma temperatura média de 900º e sua principal vantagem é a resistência. Elas são produzidas por meio da laminação de placas que formam bobinas laminadas a quente. Em sequência, esse material é cortado transversalmente, dando origem aos diferentes tipos de chapas de aço.

Por conta de sua composição química e características mecânicas, esses produtos são indicados para uso geral, como: estampagem, estrutura, estrutura de boa conformidade, estrutura de alta resistência mecânica e à corrosão atmosféricas, tubos, etc. Dessa forma, essas chapas de aço podem ser utilizadas em praticamente todos os setores econômicos.

Por outro lado, o processo de laminação a frio é um pouco mais complexo. As chapas com esse acabamento são feitas a partir de bobinas laminadas a quente, porém, passam por mais etapas antes de chegarem ao resultado final. Para ilustrar: após a primeira laminação (quente), elas sofrem uma redução a frio e são recozidas. As chapas de aço laminadas a frio são mais resistentes e maleáveis, além de possuírem um acabamento diferenciado. Por conta disso, elas são comumente usadas nos seguintes segmentos: eletrodomésticos (linha branca); indústria automobilística; esquadrias; construção civil, entre outros.

Enfim, pode-se acrescentar que laminagem a quente é um processo que envolve moinho de rolamento do aço a uma temperatura elevada (tipicamente a uma temperatura acima de 1.700 ° F), o que é acima da temperatura de recristalização do aço. Quando o aço é acima da temperatura de recristalização, que pode ser moldado e formado de modo simples, e o aço pode ser feito em tamanhos muito maiores. O aço laminado a quente é geralmente mais barato do que o aço laminado a frio devido ao fato de que muitas vezes é fabricado sem quaisquer atrasos no processo, e, portanto, não é necessária a reaquecimento do aço (como é com laminados a frio). Quando o aço arrefece ele irá encolher ligeiramente dando, assim, menos controlo sobre o tamanho e a forma do produto acabado quando comparado ao laminado a frio.

Os produtos laminados a quente, como barras de aço laminado a quente, são utilizados na soldagem e construção comércios para fazer trilhos e vigas I, por exemplo. O aço laminado a quente é usado em situações em que as formas e tolerâncias exatas não são necessários.

O aço laminado a frio é essencialmente aço laminado a quente, que teve mais processamento. O aço a ser processado em moinhos de redução a frio, onde o material é arrefecido (à temperatura ambiente) seguido de recozimento e/ou têmperas de rolamento. Este processo irá produzir aço com tolerâncias dimensionais mais estreitas e uma ampla gama de acabamentos de superfície.

O termo laminado a frio é erroneamente usado em todos os produtos, quando na verdade o nome do produto refere-se à laminação de folha de laminados planos e produtos da bobina. Quando se refere a produtos de bar, o termo usado é acabamento a frio, que geralmente consiste em estiramento a frio e/ou viragem, afiação e polimento. Este processo resulta em pontos de maior rendimento e tem vantagens: o estiramento a frio aumenta os limites de elasticidade de tração e, muitas vezes, elimina tratamentos térmicos mais dispendiosos.