O conhecimento das convenções de nomenclatura de metais é essencial para engenheiros, compradores e projetistas navegarem no mercado global e selecionarem os materiais certos para suas aplicações.
1 Introdução: A Linguagem dos Metais
Os sistemas de designação de metais fornecem uma linguagem padronizada para identificar e classificar a vasta gama de metais e ligas utilizadas na indústria. Em vez de serem sequências aleatórias de números e letras, esses códigos são estruturados para transmitir informações específicas sobre a composição química, propriedades mecânicas, método de processamento de um material ou uma combinação destes. Compreender esta linguagem é crucial para especificar materiais na aquisição, garantir a qualidade na fabricação e manter a segurança em aplicações críticas nas indústrias aeroespacial, de construção e de dispositivos médicos.
Estes sistemas variam significativamente consoante o país e o organismo de normalização, criando um cenário complexo para os profissionais que trabalham com cadeias de abastecimento internacionais. O Sistema Unificado de Numeração Americano (UNS) difere consideravelmente dos padrões GB chineses ou das normas DIN alemãs. Apesar desta diversidade, a maioria dos sistemas segue padrões lógicos que, uma vez compreendidos, revelam as informações incorporadas. Este guia decifra as principais metodologias por trás dos principais sistemas de designação de metais do mundo, capacitando você a tomar decisões informadas sobre materiais, independentemente do padrão referenciado.
2 Classificação Fundamental dos Metais
Antes de nos aprofundarmos nas convenções de nomenclatura específicas, é essencial compreender as amplas categorias em que os metais são classificados, pois isso muitas vezes influencia a forma como são designados.
Metais ferrosos versus metais não ferrosos: A divisão mais fundamental separa os metais ferrosos, que contêm ferro como seu constituinte primário (por exemplo, aços e ferros fundidos), dos metais não ferrosos, que não têm o ferro como seu componente principal (por exemplo, alumínio, cobre, titânio, zinco). Esta distinção reflecte-se frequentemente na estrutura do próprio sistema de designação.
Metais puros versus ligas: Os sistemas distinguem ainda entre metais puros, que são elementos em sua forma metálica (por exemplo, 99,9% de alumínio), e ligas, que são misturas de dois ou mais elementos, onde pelo menos um é um metal. As designações das ligas são normalmente mais complexas, codificando informações sobre os elementos constituintes.
Produtos Forjados versus Fundidos: Muitos sistemas usam diferentes prefixos ou sufixos para indicar a forma do produto. Produtos forjados (por exemplo, chapas, barras, tubos) foram moldados mecanicamente, muitas vezes resultando em microestruturas e propriedades diferentes em comparação com produtos fundidos, que são formados pelo vazamento de metal fundido em um molde.
3 principais sistemas de padronização internacional
Diferentes países e regiões desenvolveram as suas próprias organizações de normalização, cada uma com a sua própria filosofia de designação. A seguir estão os sistemas mais influentes encontrados no comércio e na engenharia globais.
3.1 Sistema Americano (SAE/AISI, ASTM, UNS, AMS)
O sistema americano não é um padrão único, mas um ecossistema de designações complementares.
Designações de aço SAE/AISI: Durante décadas, os sistemas da Society of Automotive Engineers (SAE) e do American Iron and Steel Institute (AISI) foram os principais métodos para designar aços carbono e ligas nos EUA. Eles normalmente usam um código de quatro dígitos onde os dois primeiros dígitos indicam a família da liga (por exemplo, "10" para aço carbono, "41" para aço cromo-molibdênio) e os dois últimos dígitos representam o conteúdo nominal de carbono em centésimos de um por cento. Um "B" inserido entre o segundo e terceiro dígitos (por exemplo, 10B46) indica a adição de boro para melhorar a temperabilidade.
Sistema de Numeração Unificado (UNS): O UNS foi criado para fornecer um banco de dados de referência cruzada que minimiza a confusão entre diferentes sistemas de numeração. Um número UNS não é uma especificação em si, mas um identificador exclusivo vinculado a uma composição específica em outros padrões. Normalmente consiste em uma única letra seguida de cinco dígitos (por exemplo, G10400 para aço carbono, C36000 para liga de cobre). A letra indica a família do metal: ‘G’ para aços carbono e ligas, ‘A’ para alumínio, ‘C’ para cobre, ‘S’ para aços inoxidáveis e ‘T’ para aços ferramenta, entre outros.
Designações ASTM e AMS: A Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) e as Especificações de Materiais Aeroespaciais (AMS) costumam usar códigos descritivos que podem fazer referência às propriedades ou aplicação de um material, em vez de uma fórmula química estrita. Um aço "ASTM A36", por exemplo, é definido por suas propriedades mecânicas (principalmente uma resistência mínima ao escoamento de 36 ksi), enquanto "AMS 4911" especifica uma forma de produto em folha de liga de titânio.
3.2 Padrões Nacionais Chineses (GB)
Os padrões GB chineses, administrados pela Administração de Padronização da China (SAC), empregam uma abordagem sistemática usando letras e números Pinyin chineses.
Aços: Para aços, os prefixos geralmente indicam o uso ou a rota do processo. 'Q' é usado para aços onde a designação primária é baseada na resistência ao escoamento. Os aços estruturais de liga podem começar com números que indicam o teor de carbono, seguidos pelos símbolos químicos dos elementos de liga primários e suas porcentagens.
Metais Não Ferrosos: O sistema utiliza letras Pinyin derivadas do nome chinês do metal base.
O alumínio e suas ligas são designados com 'L' (de "Lü").
O cobre e suas ligas usam 'T' (de "Tong").
As letras e números subsequentes especificam o tipo de liga, a série e o grau específico. Por exemplo, em 'LF', 'L' significa alumínio e 'F' ("Fang") indica que é uma liga antiferrugem. Ligas de alumínio fundido usam 'ZL' para "Zhu Lü" (alumínio fundido).
3.3 Sistemas Europeus (DIN, EN)
DIN alemão: Os padrões do Deutsches Institut für Normung (DIN) são conhecidos por suas designações detalhadas e descritivas. Para aços, o sistema geralmente usa uma combinação de letras e números onde o número representa a resistência à tração mínima (por exemplo, St42 para um aço com resistência à tração de ≈420 MPa) ou um código para a composição química (por exemplo, C15E para um aço carbono com ~0,15% C, "E" para endurecimento). Os códigos alfanuméricos são altamente específicos, detalhando os elementos de liga e suas quantidades aproximadas.
Norma Europeia (EN): O sistema EN está a substituir muitas normas nacionais na União Europeia, visando a harmonização. Muitas vezes adota um princípio semelhante ao sistema UNS dos EUA, agindo como um superconjunto que incorpora e faz referências cruzadas de padrões nacionais mais antigos, como o DIN. As normas EN têm o seu próprio esquema de numeração, mas frequentemente mantêm uma ligação à designação herdada para maior clareza.
3.4 Padrões Industriais Japoneses (JIS)
O sistema de Padrões Industriais Japoneses (JIS) geralmente usa letras simples ou duplas para denotar a categoria do material, seguidas de números. Para aços, o prefixo 'S' denota "Aço". Isto é seguido por letras adicionais para o tipo específico: 'SC' para aço carbono para estruturas, 'SK' para aço carbono para ferramentas, 'SUS' para aço inoxidável e 'SUH' para aço resistente ao calor. Os números a seguir normalmente indicam resistência à tração, um número de série ou, no caso de aços inoxidáveis, geralmente correspondem ao tipo AISI (por exemplo, SUS304 é amplamente equivalente a AISI 304).
3.5 Organização Internacional de Normalização (ISO)
A Organização Internacional de Normalização (ISO) visa criar normas globalmente harmonizadas. As suas designações procuram frequentemente colmatar as lacunas entre os principais sistemas nacionais. Para os aços, a série ISO 683, por exemplo, utiliza um sistema baseado na composição química e no tratamento térmico, com designações lógicas, mas nem sempre intuitivas sem uma tabela de referência. A força do sistema ISO reside no seu papel como ponto de referência neutro para contratos internacionais e documentação técnica.
4 Decodificando categorias de materiais específicos
A lógica dos sistemas de designação torna-se mais clara quando aplicada a famílias de materiais específicas.
4.1 Aço e Ligas à Base de Ferro
As convenções de nomenclatura do aço estão entre as mais variadas, muitas vezes combinando informações sobre composição, propriedades mecânicas e aplicação.
| Prefixo/Símbolo | Sistema Padrão | Significado/aplicação típica |
| 10XX, 41XX, etc. | SAE/AISI | Um código de quatro dígitos onde os dois primeiros dígitos indicam a série da liga e os dois últimos o teor de carbono. |
| Q + Força de Rendimento | Grã-Bretanha (China) | Aço cuja designação primária é baseada no limite de escoamento (por exemplo, Q235 tem um limite de escoamento de 235 MPa). |
| S + Letra | JIS (Japão) | S' para Aço, seguido de uma letra para categoria (por exemplo, 'SC' para aço carbono para estruturas). |
| St + Número | DIN (Alemanha) | St para "Stahl" (aço), com o número indicando a resistência mínima à tração (por exemplo, St42). |
| G | UNS (EUA) | Prefixo de letras para aços carbono e ligas no sistema UNS. |
| AISI304/SUS304 | AISI (EUA) / JIS (Japão) | Um tipo comum de aço inoxidável; a "série 300" denota estrutura austenítica. |
Aços Inoxidáveis: A maioria dos sistemas classifica os aços inoxidáveis em famílias como austenítico (série 200 e 300), ferrítico (série 400) e martensítico (série 400). O sistema AISI de 3 dígitos amplamente utilizado (por exemplo, 304, 316) é referenciado, direta ou indiretamente, em muitos outros padrões nacionais como JIS (como SUS304).
Aços para ferramentas: geralmente são designados por sua aplicação e conteúdo de liga. O sistema AISI usa letras como 'A' para endurecimento ao ar, 'O' para endurecimento em óleo, 'W' para endurecimento em água e 'H' para aços para ferramentas para trabalho a quente, seguidas por um número de sequência.
4.2 Alumínio e Ligas de Alumínio
As designações do alumínio são predominantemente regidas por um sistema de quatro dígitos desenvolvido pela The Aluminum Association, que foi amplamente adotado, inclusive na UNS dos EUA e como base para outras normas internacionais.
Ligas Forjadas:
Série 1xxx: mínimo de 99,00% de alumínio (por exemplo, 1050, 1100).
Série 2xxx: O cobre é o principal elemento de liga (por exemplo, 2024, usado em aeronaves).
Série 3xxx: O manganês é o principal elemento de liga (por exemplo, 3003, para uso geral).
Série 4xxx: O silício é o principal elemento de liga (por exemplo, 4043, usado para arame de soldagem).
Série 5xxx: O magnésio é o principal elemento de liga (por exemplo, 5052, 5083 para aplicações marítimas).
Série 6xxx: Magnésio e silício (para formação de Mg2Si); tratável termicamente (por exemplo, 6061, 6063 para extrusões).
Série 7xxx: O zinco é o principal elemento de liga (por exemplo, 7075, uma liga aeroespacial de alta resistência).
Ligas fundidas: Use um sistema semelhante de 3 dígitos mais um decimal (por exemplo, 356,0, A380,0). O primeiro dígito indica o grupo da liga.
Designação de têmpera: Uma parte crucial de uma designação de alumínio é a têmpera, que indica a condição do material. Segue o número da liga e é separado por um hífen (por exemplo, 6061-T6). As têmperas comuns incluem 'O' para recozido, 'F' para como fabricado, 'H' para endurecido por deformação e 'T' para tratado termicamente.
4.3 Cobre e Ligas de Cobre
As ligas de cobre são designadas principalmente pelo sistema UNS, que as agrupa por seus elementos de liga primários.
Cobre (C1xxxx): Cobre não ligado com alta condutividade elétrica.
Ligas com alto teor de cobre (C16xxx-C19xxx): Ligas com pequenas adições de outros elementos.
Latões (C2xxxx a C4xxxx): Ligas de cobre e zinco. O número UNS geralmente está relacionado a nomes mais antigos e familiares, como "Cartridge Brass" (C26000) ou "Naval Brass" (C46400).
Bronzes (C5xxxx a C6xxxx): Historicamente ligas de cobre-estanho, mas o termo agora abrange amplamente ligas de cobre com outros elementos além do zinco como liga primária, como bronzes de alumínio (C6xxxx), bronzes de silício (C64xxx) e bronzes de fósforo (C5xxxx).
Cobre-Níquel (C7xxxx): Ligas de cobre e níquel, conhecidas pela excelente resistência à corrosão (por exemplo, C71500).
5 aplicações práticas e uso padrão cruzado
Navegar entre diferentes padrões internacionais é um desafio comum.
Usando tabelas e manuais de referência cruzada: Quando um desenho ou especificação exige um material sob um padrão desconhecido, o primeiro passo é consultar uma tabela ou manual de referência cruzada confiável. Esses recursos listam notas equivalentes ou semelhantes em diferentes padrões. É fundamental compreender que “equivalente” nem sempre significa “idêntico”; pode haver diferenças sutis, mas importantes, nos níveis de impurezas permitidos ou nos requisitos de processamento.
Considerações críticas para seleção e substituição de materiais: A substituição de um material com base apenas na correspondência de composição química de uma tabela de referência cruzada pode ser arriscada. Uma avaliação abrangente deve considerar:
Requisitos de propriedade mecânica: Verifique se o substituto atende a todos os valores especificados de resistência, ductilidade e tenacidade.
Resposta ao Tratamento Térmico: Diferentes rotas de processamento podem levar a diferentes microestruturas e desempenho.
Resistência à corrosão: Pequenas diferenças na composição podem impactar significativamente o comportamento da corrosão.
Soldabilidade e conformabilidade: Essas características de processamento nem sempre são totalmente capturadas em uma designação de classe básica.
Especificações e certificações aplicáveis: Em indústrias regulamentadas (aeroespacial, médica, nuclear), um material deve frequentemente ser adquirido e certificado de acordo com um padrão específico, e não apenas um padrão “semelhante”.
