Aço ASTM A105 – carbono forjado para tubulação
Aço carbono-manganês para flanges, conexões e válvulas forjadas
Aço carbono-manganês forjado especificado pela ASTM A105/A105M para componentes de tubulação (flanges, conexões, corpos de válvula) em serviço à temperatura ambiente e elevada. É o material padrão de flanges ASME B16.5 em aço carbono. Para serviço abaixo de −29 °C usa-se A350 LF2; para forjados acima de 4.540 kg, ASTM A266.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | K03504 |
| W.Nr./EN | ≈ P250GH (1.0460) / P280GH (1.0426) – EN 10222-2 |
| DIN | ≈ C22.8 (antigo) |
| JIS | ≈ S25C / SFVC 2A (JIS G3202) |
| Comercial | A105, SA-105 (ASME) |
| Outras | Tubo: A106 Gr B; conexões BW: A234 WPB; fundido: A216 WCB |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forjado (flanges, conexões, válvulas) | ASTM A105/A105M; ASME SA-105 |
| Forjado > 4.540 kg | ASTM A266 |
| Barra | ASTM A105 (componentes usinados de barra, limites da norma) / SAE 1020–1025 |
| Tubo | ASTM A106 Gr B / API 5L B |
| Conexões soldáveis | ASTM A234 WPB |
| Dimensional flanges | ASME B16.5 / B16.47 |
Tolerâncias e NCM
- Barras forjadas (redondas e quadradas): sobremetal de 2 mm (Ø 6–16 mm) a 24 mm (Ø 400–500 mm) no diâmetro. Ex.: Ø 100–125 mm acabado: +7 mm, tolerância +6 / −0 (comprimento até 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremetal de 4 a 9 mm no diâmetro e de 3 a 11 mm na altura, tolerância só positiva.
- Corte e usinagem: serra fita −0 / +5 a +15 mm no comprimento; jato d’água +10 % da espessura no diâmetro (mín. 2 mm); usinados −0 / +2 a +5 mm no diâmetro. Ver tabelas completas (INF 002 e INF 003, iguais para todas as ligas).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EUA, 10 dígitos)* | CN (União Europeia, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7214.10.10 | 7214.10 | 7214.10.0000 | 7214 10 00 |
| Barra laminada a quente | 7214.99.10 | 7214.99 | 7214.99.0036 | 7214 99 71 |
| Tubo sem costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.1030 | 7304 19 10 |
| Tubo com costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.1050 | 7306 19 00 |
| Flange e conexão | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5010 | 7307 91 00 |
Classe fiscal: aço carbono não ligado (pela composição química, conforme as Notas do Capítulo 72 e a Nota 5 da Seção XV).
Tubos: 7304.19 e 7306.19 são tubos de linha para oleodutos e gasodutos; tubo de caldeira, trocador ou processo vai em 7304.39/7304.59 (sem costura) e 7306.30/7306.50 (com costura).
*: códigos de EUA e UE de referência. NCM pela legislação vigente (Regras Gerais de Interpretação, Notas dos Capítulos 72, 74 e 75 e Nota 5 da Seção XV). Confirme a NCM final com seu despachante conforme a dimensão e o acabamento do item. HS = 6 primeiros dígitos da NCM.
Composição química (%)
ASTM A105/A105M
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,35 |
| Mn | 0,60 – 1,05 (*) |
| P | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,040 |
| Si | 0,10 – 0,35 |
| Cu | ≤ 0,40 |
| Ni | ≤ 0,40 |
| Cr | ≤ 0,30 |
| Mo | ≤ 0,12 |
| V | ≤ 0,08 |
| Nb | ≤ 0,02 |
| Cu+Ni+Cr+Mo+V | ≤ 1,00 |
| Cr+Mo | ≤ 0,32 |
| (*) Mn | +0,06% para cada 0,01% de C abaixo de 0,35%, até 1,35% |
Calcule o carbono equivalente de Aço ASTM A105 – carbono forjado para tubulação para a soldagem →
Propriedades mecânicas
Conforme forjado ou tratado (normalizado, N+R ou T+R), à temperatura ambiente – ASTM A105
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 250 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 485 MPa |
| Alongamento (corpo redondo 4D) | ≥ 22% (≥ 30% em corpo de tira) |
| Redução de área | ≥ 30% |
| Dureza | ≤ 187 HBW |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,85 g/cm³ |
| Faixa de fusão | ≈ 1.420 – 1.510 °C |
| Módulo de elasticidade | ≈ 203 GPa |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 51 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 11,7 µm/m·K |
Calcule o peso de barra, chapa ou tubo de Aço ASTM A105 – carbono forjado para tubulação →
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | −29 °C a ≈ 425 °C em serviço contínuo (ASME B16.5 admite até 538 °C, mas acima de ≈ 425 °C há risco de grafitização/fluência). Abaixo de −29 °C usar A350 LF2. |
| Tratamento térmico | Obrigatório para flanges acima da Classe 300, flanges de projeto especial e demais componentes acima de NPS 4 e acima da Classe 300: recozimento, normalização (≈ 870–920 °C), normalização + revenimento ou têmpera + revenimento (revenido ≥ 590 °C). Flanges Classe 150/300 podem ser fornecidos no estado forjado. |
| Soldagem | Boa soldabilidade. Eletrodo AWS E7018 (A5.1), arame ER70S-6 (A5.18), arame tubular E71T-1. Pré-aquecimento de ≈ 80–100 °C para espessuras > 25 mm ou CE elevado; TTPS a 595–650 °C conforme código (ASME B31.3/VIII). |
| Usinagem | Boa usinabilidade (≈ 60–65% do 1212), com cavaco contínuo na condição normalizada. |
Calcule o forjado livre em Aço ASTM A105 – carbono forjado para tubulação: redução, esbeltez e quanto material enviar →Simule o plano de corte do lingote ou da barra →
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Flanges ASME B16.5 (WN, SO, cego, LJ)
- Conexões forjadas ASME B16.11 (socket weld e rosqueadas)
- Corpos e castelos de válvulas
- Bocais e luvas de vasos de pressão
- Linhas de água, vapor, ar, óleo e gás não corrosivos
- Refinarias, petroquímicas e utilidades
Alternativas: A350 LF2 para baixa temperatura (Charpy a −46 °C); A694 F52–F65 para flanges de dutos de alta resistência; A182 F11/F22 acima de ≈ 425 °C; A182 F304L/F316L ou duplex quando há corrosão.
Aço ASTM A105: guia completo
O que é o aço ASTM A105
O A105 é um aço carbono comum, não uma liga especial: contém ferro, até 0,35% de carbono, manganês e silício, com limites para elementos residuais (Cu, Ni, Cr, Mo, V, Nb). A norma ASTM A105/A105M cobre forjados de aço carbono para componentes de tubulação, com peso máximo de 4.540 kg (10.000 lb) por peça; acima disso aplica-se a ASTM A266.
Composição química e carbono equivalente
O carbono (≤ 0,35%) e o manganês (0,60 – 1,05%) controlam a resistência; o silício desoxida o aço. A norma limita a soma dos residuais e, quando o comprador pede o requisito suplementar S4 (Carbon Equivalent), o carbono equivalente da corrida a 0,47 pela fórmula IIW até 2 in (50,8 mm) de seção e 0,48 acima; valor menor, como 0,43, pode ser combinado entre comprador e fornecedor (S4.3), o que garante a boa soldabilidade que faz do A105 o material mais usado em tubulação industrial.
Propriedades mecânicas
A norma exige limite de escoamento mínimo de 250 MPa, limite de resistência mínimo de 485 MPa, alongamento mínimo de 22% em corpo de prova redondo, redução de área mínima de 30% e dureza máxima de 187 HBW. Os valores valem para a peça no estado de fornecimento, forjada ou tratada termicamente.
Tratamento térmico
Ao contrário do que se costuma afirmar, o tratamento térmico não é obrigatório em todos os casos: flanges até a Classe 300 e demais componentes até a Classe 300 ou até NPS 4 podem ser fornecidos no estado forjado. Acima disso, a norma exige um dos ciclos previstos, e cabe ao comprador escolher: recozimento, normalização, normalização e revenimento ou têmpera e revenimento. A Dustre executa esses ciclos em fornos próprios dentro do serviço de tratamentos térmicos.
Limites de temperatura
O A105 não é material para alta temperatura: o uso contínuo recomendado vai até cerca de 425 °C, acima disso entram os aços cromo-molibdênio como o F11 e o F22. Também não é indicado abaixo de −29 °C, faixa em que se usa o ASTM A350 LF2, com ensaio de impacto a −46 °C.
Aplicações
Flanges de todos os tipos e classes, conexões forjadas, corpos e tampas de válvulas, blocos, bujões e peças usinadas de tubulação para água, vapor de baixa pressão, ar, óleo e gás em refinarias, petroquímicas, indústria de papel e celulose, mineração e geração de energia.
Formas de fornecimento e serviços da Dustre
Barras redondas e blocos forjados em matriz aberta, cortados em serra fita na medida, com usinagem de desbaste ou acabamento, tratamento térmico em fornos próprios e ensaios de dureza, tração e impacto. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do Aço ASTM A105?
Pela ASTM A105/A105M: C ≤ 0,35; Mn 0,60 – 1,05 (*); P ≤ 0,035; S ≤ 0,040; Si 0,10 – 0,35; Cu ≤ 0,40.
Quais normas cobrem o Aço ASTM A105?
Forjado (flanges, conexões, válvulas): ASTM A105/A105M; ASME SA-105. Forjado > 4.540 kg: ASTM A266. Barra: ASTM A105 (componentes usinados de barra, limites da norma) / SAE 1020–1025. Tubo: ASTM A106 Gr B / API 5L B. Conexões soldáveis: ASTM A234 WPB. Dimensional flanges: ASME B16.5 / B16.47.
Até que temperatura o Aço ASTM A105 pode ser usado?
−29 °C a ≈ 425 °C em serviço contínuo (ASME B16.5 admite até 538 °C, mas acima de ≈ 425 °C há risco de grafitização/fluência). Abaixo de −29 °C usar A350 LF2.
Quais materiais substituem o Aço ASTM A105?
A350 LF2 para baixa temperatura (Charpy a −46 °C); A694 F52–F65 para flanges de dutos de alta resistência; A182 F11/F22 acima de ≈ 425 °C; A182 F304L/F316L ou duplex quando há corrosão.
Onde comprar Aço ASTM A105 no Brasil?
A Dustre fornece Aço ASTM A105 em barra, chapa, tubo, bloco e peças forjadas ou usinadas, conforme disponibilidade, com certificado de qualidade. Matriz em Osasco/SP, filiais em Joinville/SC e Baixo Guandu/ES, entrega em todo o Brasil e exportação. Para cotar, fale com a Helena, nossa assistente virtual no WhatsApp +55 11 98649-0075, ou escreva para vendas@dustre.com.br.