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Melhores materiais para veios: Aço carbono, aço liga, ferro dúctil

Última atualização:
2 de junho de 2024
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Índice

Os materiais mais comuns para os veios são o aço-carbono estrutural, o aço-liga e o ferro dúctil. As peças em bruto dos veios de aço são, na sua maioria, aço redondo laminado ou peças forjadas.

I. Aço-carbono

O aço de carbono médio de alta qualidade 30~50 é normalmente utilizado para veios relativamente importantes ou com cargas pesadas, entre os quais o aço 45 é o mais utilizado. Para estes materiais, as suas propriedades mecânicas podem ser melhoradas e reforçadas através de métodos de tratamento térmico como a têmpera e o revenido ou a normalização.

O aço-carbono normal Q235, Q275, etc. pode ser utilizado para veios de carga ligeira de baixa velocidade sem importância ou veios de transmissão geral.

II. Aços de liga

O aço ligado tem propriedades mecânicas mais completas e um melhor desempenho no tratamento térmico. Por conseguinte, para veios importantes que suportam uma grande carga e são limitados em peso e tamanho ou que têm requisitos elevados de resistência ao desgaste e à corrosão, podem ser utilizados aços-liga e sujeitos a determinados tratamentos térmicos.

É de notar que:

  • O aço ligado é mais sensível à concentração de tensões e é mais caro;
  • Uma vez que o módulo de elasticidade do aço-carbono e do aço-liga é quase o mesmo a temperaturas normais, a utilização de aço-liga em vez de aço-carbono não pode atingir o objetivo de melhorar a rigidez do veio;
  • Vários tratamentos térmicos, tratamentos químicos e tratamentos de reforço da superfície (como shot peening, laminagem, etc.) podem melhorar significativamente a resistência à fadiga ou a resistência ao desgaste do veio, mas têm pouco efeito na sua rigidez.

III. Ferro fundido dúctil

O ferro fundido dúctil é adequado para o fabrico de veios com formas complexas, como cambotas, árvores de cames, etc., e tem as vantagens de ser barato, ter uma resistência relativamente elevada, boa resistência ao desgaste, absorção de vibrações, maquinabilidade e menor sensibilidade à concentração de tensões. No entanto, a qualidade das peças fundidas não é fácil de controlar e a fiabilidade é relativamente fraca.

Os materiais comuns para veios e as suas principais propriedades mecânicas são apresentados no quadro seguinte.

Tabela: Materiais comuns para veios e suas principais propriedades mecânicas

MaterialTratamento térmicoDiâmetro em branco/mmDureza HBWPropriedades mecânicas/MPaObservações
CategoriaGrauResistência máxima σbPonto de rendimento σsLimite de fadiga por flexão σ-1Limite de fadiga por cisalhamento τ-1
Aço estrutural de carbonoQ235Arrefecido a ar após laminagem a quente ou forjamento≤100 -400~420225170105Utilizado para veios que não são importantes ou que transportam pouca carga
>100~250 -375~390215
45Normalização≤100170~217600300275140Mais utilizados
Têmpera≤200217 ~ 255650360300155
Liga de aço40CrTêmpera≤100241 ~ 266750550350200Utilizado para veios importantes que transportam cargas maiores sem impacto significativo
>100 ~ 300241 ~ 266700550340185
35SiMn
(42SiMn)
Têmpera≤100229 ~ 286800520400205Desempenho próximo do 40Cr, utilizado para veios médios e pequenos
>100 ~ 300217 ~ 269750450350185
40MnBTêmpera251000800485280Desempenho próximo do 40Cr, utilizado para veios importantes
≤200241 ~ 286750500335195
20CrCarburação

Resfriamento

Têmpera
15Superfície

50 ~ 60HRC
850550375215Utilizado para veios que requerem elevada resistência e tenacidade
≤60650400280160
20CrMnTi15Superfície

50 ~ 62HRC
1100850525300
Fundição dúctil


Ferro maleável
QT400-15 -156 ~ 197400300145125Utilizado para o fabrico de veios com formas complexas
QT600-3-197 ~ 269600420215185
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