Este artigo discute as propriedades, resistência e usos do aço 5160, um aço para molas de alta resistência e baixa liga que é excepcionalmente forte e duro. Ao explorar suas propriedades físicas, químicas e mecânicas, este artigo espera mostrar aos leitores quando escolher o aço 5160 em vez de outras ligas menos adequadas para seu projeto.
Propriedades físicas do aço 5160
É importante compreender o sistema de nomenclatura do aço e suas ligas, pois o nome revela muito sobre a composição de cada liga. Tal como o alumínio, o aço é nomeado por um identificador de quatro dígitos, mas ao contrário do alumínio, cada número contém informações importantes sobre a percentagem de carbono e elementos de liga associados dentro da liga de aço. Deve-se notar também que existem descontinuidades entre os sistemas de nomenclatura AISI e SAE, mas eles geralmente se sobrepõem em termos de nomes de ligas e serão tratados como uma entidade única de nomenclatura neste artigo (índice de nomenclatura AISI/SAE).
O primeiro dígito da nomenclatura da liga de aço representa a classe da liga de aço. No caso do alumínio 5160, o 5 representa ligas de aço que utilizam o cromo como principal elemento de liga. O segundo dígito representa a concentração do referido elemento de liga; O aço 5160 possui, portanto, 1% de cromo em massa. Os dois últimos dígitos representam a concentração específica de carbono, onde designam que a liga possui 0,XX% de carbono. No caso do aço 5160, isso significa que a concentração de carbono é de 0,60% de carbono, tornando-o um aço de médio a alto carbono. Observe que esta não é uma análise exaustiva e, para ser considerado um aço 5160, o material também deve atender às tolerâncias de concentração para os demais elementos listados abaixo:
0,75-1% Manganês
0,035% de fósforo
Menor ou igual a 0,15-0,3% de silício
Menor ou igual a 0,04% de Enxofre
O aço 5160 é excepcionalmente duro e forte. Possui alto nível de resistência à fadiga, grande ductilidade e boas qualidades de mola, úteis para aplicações onde se deseja flexibilidade. Portanto, faz parte dos “aços mola”, que representam aquelas ligas que são flexíveis, mas possuem resistência suficiente para retornar à sua forma original após a deformação. Embora não seja fácil de soldar ou usinar, o aço 5160 pode ser tratado termicamente, recozido e trabalhado a quente para moldar. Tem uma densidade de 7,85 g/cm3 (0,284 lb/in3).
Fraqueza contra a corrosão
O aço 5160 enferruja facilmente, o que é um efeito colateral infeliz da maioria dos aços. O oxigênio do ar e da água ataca as moléculas de ferro do aço e forma óxido de ferro, também conhecido como ferrugem, que pode introduzir rachaduras e pontos fracos no aço. O cromo é adicionado para ajudar a prevenir essa oxidação, mas não é suficiente em massa para evitar completamente a degradação. Qualquer dano cáustico enfraquecerá o aço 5160, por isso é importante considerar o risco de ferrugem do seu projeto ao aplicar este metal.
Propriedades mecânicas
Resumo das propriedades mecânicas da liga de alumínio 6063.
Propriedades mecânicas | Valor da métrica | Valor Inglês |
Resistência máxima à tração | 958MPa | 139.000psi |
Resistência à tracção | 530 MPa | 76900 psi |
Módulo de volume | 160 GPa | 23.200 ksi |
Módulo de elasticidade | 205 GPa | 29.700 ksi |
Módulo de cisalhamento | 80,0 GPa | 11600 ksi |
Aplicações do aço 5160
O aço 5160 é, conforme descrito acima, um aço para molas ideal. Sua alta resistência é frequentemente utilizada em aplicações com seções transversais menores sob altas tensões, como molas, fixadores e molas de lâmina em suspensões automotivas. É fornecido pelos fornecedores na forma de barras e tubos e pode ser utilizado para criar componentes excepcionalmente resistentes, desde que você tenha as ferramentas necessárias para processá-lo. O aço 5160 também é usado na construção de raspadores e pára-choques e pode ser um ótimo fio de faca que é durável e flexível. Se você precisar de ductilidade, dureza e resistência, pergunte ao seu fornecedor sobre o aço 5160.
