Aço S690é um tipo de aço estrutural de alta-resistência especificado pela EN 10025-6, amplamente reconhecido por seu excepcional limite de escoamento e soldabilidade confiável. Devido a essas características, é amplamente utilizado em aplicações exigentes de construção e engenharia.
O aço é principalmente ligado com carbono (C), manganês (Mn) e silício (Si), enquanto adições controladas de cromo (Cr), níquel (Ni) e molibdênio (Mo) aumentam ainda mais sua resistência, tenacidade e desempenho mecânico geral.
Descrição geral e visão geral do desempenho
O aço S690 se distingue por sua resistência ao escoamento muito alta, normalmente variando de 690 MPa a 960 MPa, permitindo que os projetistas utilizem seções de chapa mais finas sem sacrificar a capacidade de carga-. Isso resulta em peso estrutural reduzido, menor consumo de material e economia em custos de transporte e instalação.
Além da resistência, o aço S690 demonstra boa tenacidade e ductilidade, que são essenciais para estruturas expostas a cargas cíclicas, vibrações ou forças de impacto.
Principais vantagens do aço S690
Alta resistência-para{1}}eficiência de peso
Permite projetos estruturais mais leves, mantendo altas margens de segurança.
Excelente soldabilidade
Compatível com métodos de soldagem padrão, melhorando a eficiência de fabricação.
Desempenho de resistência confiável
Mantém a estabilidade mecânica sob condições de serviço-de baixa temperatura.
Limitações e considerações de design
Maior custo de material
Mais caro que os aços estruturais convencionais devido ao teor de liga e ao tratamento térmico.
Baixa-sensibilidade à temperatura
O risco de fratura frágil deve ser avaliado para aplicações em regiões-frias.
Resistência moderada à corrosão
A proteção adicional da superfície é frequentemente necessária em ambientes agressivos.
O aço S690 tem se tornado cada vez mais popular em construção pesada, mineração, engenharia offshore e projetos de infraestrutura em grande-escala, refletindo a demanda da indústria por materiais estruturais de{2}}desempenho mais alto.
Designações alternativas, padrões e notas comparáveis
| Corpo Padrão | Grau/Designação | Região | Observações |
|---|---|---|---|
| ONU | S690QL | EUA | Equivalente mais próximo da nota EN |
| ASTM | A572 Grau 65 | EUA | Força semelhante, química diferente |
| PT | S690QL | Europa | Classe estrutural amplamente utilizada |
| DIN | 1.8928 | Alemanha | Designação equivalente |
| JIS | SM490YB | Japão | Rendimento comparável, ligas diferentes |
| ISO | EN 10025-6 | Internacional | Padrão de aço estrutural de alto rendimento |
Embora essas classes possam apresentar níveis de resistência ao escoamento semelhantes, diferenças na composição química, resistência ao impacto e requisitos de tratamento térmico podem afetar significativamente o desempenho e a adequação do serviço.
Propriedades dos materiais
1 Composição Química (Típica)
| Elemento | Contente (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.10 – 0.20 |
| Manganês (Mn) | 1.20 – 1.60 |
| Silício (Si) | 0.10 – 0.50 |
| Cromo (Cr) | Menor ou igual a 0,30 |
| Níquel (Ni) | Menor ou igual a 0,30 |
| Molibdênio (Mo) | 0.10 – 0.15 |
Funções de liga:
O carbono aumenta a resistência e a dureza enquanto reduz a ductilidade se for excessivo.
O manganês melhora a temperabilidade e a resistência ao impacto.
O silício atua como desoxidante e contribui para o aumento da resistência.
2 Propriedades Mecânicas (Temperadas e Revenidas)
| Propriedade | Temperatura de teste | Valor da métrica | Valor Imperial | Padrão de teste |
|---|---|---|---|---|
| Força de rendimento (0,2%) | Temperatura ambiente | 690 – 960 MPa | 100 – 139 ksi | ASTM E8 |
| Resistência à tracção | Temperatura ambiente | 770 – 1100 MPa | 112 – 160 ksi | ASTM E8 |
| Alongamento | Temperatura ambiente | 12 – 20% | 12 – 20% | ASTM E8 |
| Dureza Brinell | Temperatura ambiente | 200 – 300 HB | 200 – 300 HB | ASTM E10 |
| Energia de Impacto (Charpy V) | −20 graus | Maior ou igual a 27 J | Maior ou igual a 20 pés·lbf | ASTM E23 |
Esta combinação de alto limite de escoamento, capacidade de tração e resistência ao impacto permite que o aço S690 tenha um desempenho confiável sob condições de carga estática e dinâmica elevadas.
3 Propriedades Físicas
| Propriedade | Valor (métrica) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Densidade | 7.850 kg/m³ | 0,284 lb/pol³ |
| Faixa de fusão | 1425 – 1540 graus | 2.600 – 2.800 graus F |
| Condutividade Térmica | 50 W/m·K | 34,5 BTU·in/h·ft²· grau F |
| Calor Específico | 460 J/kg·K | 0,11 BTU/lb·grau F |
| Expansão Térmica | 12 × 10⁻⁶ /K | 6,67 × 10⁻⁶ / grau F |
Estas propriedades são críticas ao projetar estruturas sujeitas a variações térmicas, exposição ao calor ou restrições dimensionais.
4 Comportamento de Corrosão
| Ambiente | Doença | Nível de resistência | Notas |
|---|---|---|---|
| Cloretos | 3–5% | Justo | Risco de corrosão |
| Ácido sulfúrico | 10–20% | Pobre | Não adequado |
| Água do mar | Ambiente | Justo | Revestimento necessário |
O aço S690 oferece resistência à corrosão inerente limitada e é suscetível a corrosão por pite e corrosão sob tensão, especialmente em ambientes marinhos ou quimicamente agressivos.
5 Resistência ao Calor
| Parâmetro | Temperatura | Observações |
|---|---|---|
| Serviço Contínuo | Menor ou igual a 400 graus | Desempenho estável |
| Serviço intermitente | Menor ou igual a 500 graus | Risco de oxidação |
| Limite de escala | ~600 graus | Degradação da superfície |
A retenção de resistência permanece aceitável em temperaturas elevadas, embora a proteção contra oxidação deva ser considerada.
6 Características de Fabricação
Soldabilidade
| Método de soldagem | Metal de enchimento | Notas |
|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Adequado para placas finas |
| TIG | ER70S-2 | Soldagem de precisão |
| SMAW | E7018 | Pré-aquecimento recomendado |
O tratamento térmico adequado de pré-aquecimento e pós{0}}soldagem reduz o risco de trincas e garante a integridade da solda.
Usinabilidade
| Parâmetro | S690 | AISI 1212 |
|---|---|---|
| Índice de usinabilidade | 60 | 100 |
| Velocidade de corte | ~30m/min | ~50m/min |
Ferramentas-de alta resistência e parâmetros otimizados são necessários para uma usinagem eficiente.
Formabilidade e Tratamento Térmico
O aço S690 suporta conformação a frio e a quente, embora sejam necessárias forças de flexão mais altas. A têmpera aumenta a dureza e a resistência, enquanto o revenido melhora a tenacidade e a ductilidade.
Aplicações Típicas
| Setor | Aplicativo | Propriedade-chave utilizada |
|---|---|---|
| Construção | Estruturas-altas | Alto rendimento |
| Mineração | Baldes de escavadeira | Resistência ao impacto |
| No mar | Plataformas de petróleo | Resistência e durabilidade |
| Transporte | Pontes | Redução de peso |
Usos adicionais incluem lanças de guindastes, estruturas industriais e componentes de máquinas pesadas.
Considerações sobre Seleção – Comparação com Outras Séries
| Propriedade | S690 | S355 | S460 | Comentário |
|---|---|---|---|---|
| Força de rendimento | 690 MPa | 355 MPa | 460 MPa | S690 mais forte |
| Resistência à corrosão | Justo | Bom | Justo | S355 melhor |
| Soldabilidade | Excelente | Bom | Justo | Vantagem S690 |
| Usinabilidade | Moderado | Bom | Pobre | Ferramentas necessárias |
| Custo relativo | Alto | Moderado | Alto | Fator orçamentário |
| Disponibilidade | Moderado | Alto | Moderado | S355 comum |
O aço S690 é um material estrutural de alto-desempenho projetado para aplicações que exigem resistência excepcional, peso reduzido e soldabilidade confiável.
Embora ofereça vantagens claras em relação aos aços-de qualidade inferior, considerações sobre custo, proteção contra corrosão e complexidade de fabricação devem ser abordadas para garantir resultados ideais do projeto.
| ASTM A202/A202M | A202 Grau A | A202 Grau B | ||
| ASTM A203/A203M | A203 Grau A | A203 Grau B | A203 Grau D | A203 Grau E |
| A203 Grau F | ||||
| ASTM A204/A204M | A204 Grau A | A204 Grau B | A204 Grau C | |
| ASTM A285/A285M | A285 Grau A | A285 Grau B | A285 Grau C | |
| ASTM A299/A299M | A299 Grau A | A299 Grau B | ||
| ASTM A302/A302M | A302 Grau A | A302 Grau B | A302 Grau C | A302 Grau D |
| ASTM A387/A387M | A387 Grau 11 Classe 1 | A387 Grau 11 Classe 2 | A387 Grau 12 Classe 1 | A387 Grau 12 Classe 2 |
| A387 Grau 22 Classe 1 | A387 Grau 22 Classe 2 | A387 Grau 5 Classe 1 | A387 Grau 5 Classe 2 | |
| ASTM A515/A515M | A515 Grau 60 | A515 Grau 65 | A515 Grau 70 | |
| ASTM A516/A516M | A516 Grau 55 | A516 Grau 60 | A516 Grau 65 | A516 Grau 70 |
| ASTM A517/A517M | A517 Grau A | A517 Grau B | A517 Grau E | A517 Grau F |
| A517 Grau H | A517 Grau S | A517 Grau P | A517 Grau Q | |
| ASTM A533/A533M | A533 Grau A | A533 Grau B | A533 Grau C | A533 Grau D |
| ASTM A537A537M | A537 Classe 1 | A537 Classe 2 | A537 Classe 3 | |
| ASTM A612/A612M | ||||
| ASTM A662/A662M | A662 Grau A | A662 Grau B | A662 Grau C | |
| ASME SA202/SA202M | SA202 Grau B | SA202 Grau B | ||
| ASME SA203/SA203M | SA203 Grau A | SA203 Grau B | SA203 Grau D | SA203 Grau E |
| SA203 Grau F | ||||
| ASME SA204/SA204M | SA204 Grau A | SA204 Grau B | SA204 Grau C | |
| ASME SA285/SA285M | SA285 Grau A | SA285 Grau B | SA285 Grau C | |
| ASME SA299/SA299M | SA299 Grau A | SA299 Grau B | ||
| ASME SA302/SA302M | SA302 Grau A | SA302 Grau B | SA302 Grau C | |
| ASME SA387/SA387M | SA387 Grau 11 Classe 1 | SA387 Grau 11 Classe 2 | SA387 Grau 12 Classe 1 | SA387 Grau 12 Classe 2 |
| SA387 Grau 22 Classe 1 | SA387 Grau 22 Classe 2 | SA387 Grau 5 Classe 1 | SA387 Grau 5 Classe 2 | |
| ASME SA515/SA515M | SA515 Grau 60 | SA515 Grau 65 | SA515 Grau 70 | |
| ASME SA516/SA516M | SA516 Grau 55 | SA516 Grau 60 | SA516 Grau 65 | SA516 Grau 70 |
| ASME SA517/SA517M | SA517 Grau A | SA517 Grau B | SA517 Grau E | SA517 Grau F |
| SA517 Grau H | SA517 Grau S | SA517 Grau P | SA517 Grau Q | |
| ASME SA533/SA533M | A533 Grau A | A533 Grau B | A533 Grau C | A533 Grau D |
| ASME SA537/SA537M | SA537 Classe 1 | S537 Classe 2 | SA537 Classe 3 | |
| ASME SA612/SA612M | ||||
| ASME SA662/SA662M | SA662 Grau A | SA662Grau B | SA662 Grau C | |
| EN10028-2 | P235GH | P265GH | P295GH | P355GH |
| 16Mo3 | ||||
| EN10028-3 | P275NH | P275NL1 | P275NL2 | |
| P355N | P355NH | P355NL1 | P355NL2 | |
| P460NH | P460NL1 | P460NL2 | ||
| EN10028-5 | P355M | P355ML1 | P355ML2 | |
| P420M | P420ML1 | P420ML2 | ||
| P460M | P460ML1 | P460ML2 | ||
| EN10028-6 | P355Q | P355QH | P355QL1 | P355QL2 |
| P460Q | P460QH | P460QL1 | P460QL2 | |
| P500Q | P500QH | P500QL1 | P500QL2 | |
| P690Q | P690QH | P690QL1 | P690QL2 | |
| JIS G3115 | SPV235 | SPV315 | SPV355 | SPV410 |
| SPV450 | SPV490 | |||
| JIS G3103 | SB410 | SB450 | SB480 | SB450M |
| SB480M | ||||
| GB713 | Q245R | Q345R | Q370R | 18MnMoNbR |
| 13MnNiMoR | 15CrMoR | 14Cr1MoR | 12Cr2Mo1R | |
| 12Cr1MoVR | ||||
| GB3531 | 16MnDR | 15MnNiDR | 09MnNiDR | |
| DIN 17155 | OI | OI | 17Mn4 | 19Mn6 |
| 15Mo3 | 13CrMo44 | 10CrMo910 |
