AÇOS E LIGAS ESPECIAIS PARA COMPONENTES AUTOMOTIVOS SPECIALTYS STEELS FOR AUTOMOTIVE PARTS

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1 AÇOS E LIGAS ESPECIAIS PARA COMPONENTES AUTOMOTIVOS SPECIALTYS STEELS FOR AUTOMOTIVE PARTS

2 Componentes Automotivos - Automotive Parts A Villares Metals oferece uma ampla gama de soluções em aços e ligas especiais para aplicação no segmento automotivo, desde soluções de logística a suporte técnico especializado oferecido pelos engenheiros de aplicação altamente qualificados. Destacam-se as soluções em aços e ligas especiais para aplicação em válvulas de combustão interna, componentes de sistemas de injeção e alojamentos empregados em galerias de combustível. Como exemplos, encontramos os aços rápidos empregados em sistema de injeção de combustível (alojamento de bico injetor, anéis de ressalto, roletes), ligas de níquel em eletrodos de velas e ligas especiais à base de níquel para componentes de turbocompressores. Para cada aplicação são propostas soluções com as suas propriedades adequadas a garantir o desempenho, de forma competitiva e sustentável. Para válvulas de motores de combustão interna a Villares Metals conta com a mais completa linha de produtos incluindo aços martensíticos, austeníticos e ligas à base de níquel. Cada uma destas classes apresenta um conjunto de propriedades únicas, as quais asseguram sua aplicação confiável em válvulas em acordo com as características de cada projeto de motor. Adicionalmente às soluções já consagradas no mercado são oferecidas soluções inovadoras em aços e ligas para válvulas, perfeitamente alinhadas às demandas atuais para redução de emissões, redução de peso e aumento da eficiência dos motores. O Centro de Pesquisa & Desenvolvimento da Villares Metals possui uma completa infraestrutura laboratorial, com equipamentos de última geração voltados para o desenvolvimento de soluções em aços e ligas especiais e produtos de alta qualidade, personalizados para o atendimento das necessidades específicas de cada aplicação de cliente, com destaque para o setor automotivo, através do contínuo trabalho para melhoria das propriedades dos materiais já consagrados, bem como desenvolvimento de soluções inovadoras para as novas necessidades, constituindo-se num centro de excelência em materiais para o setor automotivo. Villares Metals offers a complete solution line of specialty steels and alloys for application in the automotive segment. Solutions from logistical to specialized technical support are offered by the application engineers highly qualified. Emphasis is done for solutions in steels and specialty alloys for application in internal combustion engine valves, body injector, housings used in fuel galleries, high speed steels used in fuel injection systems (injector nozzle needle, rollers and cam rings, nickel based alloys for spark plug electrodes and specialty alloys for turbocharger components. For each application solutions are provided with adequate properties in order to guarantee the performance by a competitive and sustainable way. For internal combustion engine valve applications Villares Metals provide a complete solution line including martensitic and austenitic valve steels and nickel based alloys. Each of these classes presents a unique set of properties, which assure their application in valves accordingly with the demand and project of each engine. Additionally to the already established solutions, innovative solutions in steels and specialty alloys are offered. These innovative solutions proposed are perfectly aligned with the main requests for the greenhouse gas emission reduction, weight reduction and engine efficiency increase. The Research & Development Center of Villares Metals presents a complete laboratorial infrastructure, with new generation equipment, engaged in the development of new solutions in steels and specialty alloys and high quality products. This infrastructure is focused in handling the specific necessities of each costumer, with highlights to the automotive segment, by the continuous work to improve the materials properties of the already established materials, as well development of innovative solutions for the new demands, constituting in a materials excellence center for the automotive segment.

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4 Aços Válvula Martensíticos - Martensitic Valve Steels Os aços válvula martensíticos são aplicados principalmente em válvulas de admissão, entretanto também podem ser utilizados na fabricação de válvulas de exaustão quando a temperatura não ultrapassa C. Estes aços caracterizam-se por uma matriz martensítica com teores de cromo de até 20% apresentando teores de carbono e de elementos de liga variáveis em função da necessária resistência mecânica, resistência ao desgaste e à corrosão de cada aplicação. Martensitic valve steels are mainly applied for intake valves; however they can also be applied for manufacturing exhaust valves when the temperature does not exceed 700ºC. These steels are characterized by a martensitic matrix with chromium contents up to 20% and presenting carbon and alloying elements contents designed according the necessary need.

5 MARCA / GRADE VV45/N4718 VV40 VV48 V422A VV85 SAE J775-4 UNS S S64004 S EN 10090/ISO X45CrSi9-3 X40CrSiMo X50CrSi EN NUMBER JIS G4311 SUH-1 SUH-3 SUH-11M SUH AFNOR 35-S79 Z45 CS Z80CDMV19 Nome Comercial Commercial Name Sil 1 HNV3 SUH-3 HNV1 SUH-11M C % Si % Mn % SS HNV8 Chromo 193 Cr % OUTROS / OTHERS --- Mo= Mo=1.00 W=1.00 V=0.20 Mo=2.30 V=0.45 CARACTERÍSTICAS / CHARACTERISTICS Válvulas de admissão de motores a gasolina e diesel e válvulas de exaustão de motores a diesel. Gasoline and diesel intake valves and diesel engine exhaust valves. Aço Cr-Si-Mo com boa resistência a quente, para válvulas de aplicação na qual a temperatura de operação não exceda 600ºC. Cr-Si-Mo steel with good high temperature strength up to 600ºC. Indicado para válvulas de admissão e exaustão nas quais a temperatura de operação não exceda 560ºC. It is indicated for intake and exhaust valves to be used in temperature that does not exceed 560ºC. Aço martensítico indicado para válvulas de admissão e também em certos casos para válvulas de exaustão. Martensitic steel recommended for intake valves and exhaust valves in some cases. Aço Cr-Mo-V que mantém boa resistência mecânica e à corrosão até temperatura de 700ºC. Cr-Mo-V steel that keeps good mechanical and corrosion resistance up to 700ºC. A Villares Metals tem um catálogo especial para matrizes de forjamento, gentileza entrar em contato conosco. Villares Metals presents a special catalogue for forging dies, please contact us about this catalogue.

6 Aços Válvula Austeníticos - Austenitic Valve Steels Os aços austeníticos podem ser empregados na produção de válvulas de exaustão de motores de média e alta potência que estejam expostas a temperaturas de serviço de até C. Geralmente estes aços são utilizados como material-base em válvulas revestidas que exijam extrema resistência mecânica e à corrosão em alta temperatura. A microestrutura destes aços é fundamentalmente austenítica devido principalmente à presença de manganês, nitrogênio e níquel. Nesta classe de aços os altos teores de carbono e nitrogênio proporcionam o endurecimento por precipitação de carbonetos e nitretos, que são obtidos através de tratamentos térmicos adequados de solubilização e envelhecimento. Há também na classe de aços austeníticos os aços com alto teor de níquel, os quais são endurecíveis por precipitação de intermetálicos de forma a prover elevada resistência mecânica, à corrosão e ao desgaste em altas temperaturas. Austenitic valve steels can be applied in the manufacturing of exhaust valves for internal combustion engines which are exposed to service temperatures up to 870ºC. Generally these steels are applied as base material for coated valves which demand extreme mechanical da corrosion resistance at high temperatures. The microstructure of these steels is fundamentally austenitic due principally to the presence of nickel, manganese and nitrogen. In this steel class the high contents of carbon and nitrogen usually proportionate the precipitation hardening of carbides and nitrides, which are obtained after adequate heat treatments of solution annealing and aging. There are also present, in the austenitic steels class, the steels with high nickel contents which are hardened by intermetallic precipitation in order to provide a superior mechanical, corrosion and wear resistances at high temperatures.

7 MARCA / GRADE VV 33 VV 50 N4873 VV 53 VV 56 VV 320 VV 360 VV 460 SAE J775-4 UNS S63018 S S EN 10090/ISO X33CrNiMnN23-8 X50CrNiNbN21-9 X45CrNiW18-9 X53CrMnNiN21-9 X55CrMnNiN EN NUMBER JSI G SUH AFNOR 35-S79 - Z50CMnNb Z53CMn Nome Comercial Commercial Name 23-8N EV N+Nb+W N EV8 21-2N EV C % Si % Mn % Cr % Ni % OUTROS / OTHERS N=0.30 W=1.15 Nb=2.15 N=0.50 W=1.00 N=0.42 N=0.30 Ti=1.95 Al=1.80 Nb=3.90 Ti=1.10 Al=1.90 Nb=2.20 Ti=2.00 Al=1.20 Nb=3.85 CARACTERÍSTICAS / CHARACTERISTICS Aço Cr-Ni-Mn endurecível por precipitação com adição de nitrogênio para aumentar a resistência a quente. Indicado para válvulas de exaustão de motores a diesel de serviço pesado. Cr-Ni-Mn steel, hardenable by precipitation, with nitrogen addition in order to increase the high temperature strength. It is recommended for heavy duty diesel engine valves. Aço Cr-Mn-Ni-N endurecível por precipitação, com adições de Nb e W para aumentar a resistência mecânica em alta temperatura. Recomendado para válvulas de exaustão de motores para serviço extra pesado. Cr-Ni-Si-W steel with nitrogen, hardenable by precipitation with Nb an W additions in order to increase the high temperature mechanical resistance. It is recommended for extra heavy duty diesel engine valves. Aço Cr-Ni-Si-W com boas propriedades mecânicas e alta resistência à corrosão a quente. Indicado para motores de média solicitação. Cr-Ni-Si-W steels that presents good mechanical properties and high temperature corrosion resistance. It is recommended for medium performance engine valves. Aço endurecível por precipitação com adição de nitrogênio para aumentar a resistência mecânica a quente. Indicado para válvulas de exaustão de motores de alta solicitação até 800 C. Hardenable by precipitation steel with nitrogen addition in order to increase the high temperature mechanical resistance. It is recommended for high performance engine exhaust valves which work up to 800 C. Aço austenítico de endurecimento por precipitação. Indicado para válvulas de exaustão de motores de combustão interna, de alta solicitação, até temperatura de cerca de 780 C. Hardenable by precipitation steel. It is recommended for high performance engine exhaust valves which work up to 780 C. VV 320 é uma nova liga (Fe-Ni-Cr) endurecível por precipitação para aplicações em válvulas para motores de combustão interna e outras aplicações de alta temperatura e alto nível de corrosão, nas quais a liga requerida deve apresentar várias propriedades como: resistência à oxidação a quente, ao desgaste e resistência a quente. VV 320 is a new precipitation hardened alloy (Fe-Ni-Cr), for application in internal combustion engine valves or other high temperature and corrosion application, where the alloy is required to have several properties, among them hot oxidation resistance, corrosion resistance and heat resistance. It is recommended for heavy duty diesel engine valves. VV 360 é uma nova liga (Fe-Ni-Cr) endurecível por precipitação para aplicações em válvulas para motores de combustão interna e outras aplicações de alta temperatura e alto nível de corrosão, nas quais a liga requerida deve apresentar várias propriedades como: resistência à corrosão em ácido sulfúrico e oxidação a quente. VV 360 is a new precipitation hardened alloy (Fe-Ni-Cr), for application in internal combustion engine valves or other high temperature and corrosion application, where the alloy is required to have high temperature mechanical properties and several other properties, like corrosion resistance to sulfuric acid and hot oxidation. VV 460 é uma liga (Ni-Fe-Cr) endurecível por precipitação para aplicações em válvulas de motores de combustão interna e outras aplicações de alta temperatura e alto nível de corrosão, nas quais a liga requerida deve apresentar várias propriedades como: resistência ao desgaste e resistência a quente. VV 460 is a precipitation hardened alloy (Ni-Fe- Cr), for application in internal combustion engine valves or other high temperature and corrosion application, where the alloy is required to have several properties, among them hot oxidation resistance, corrosion resistance, wear resistance and heat resistance. Mais detalhes sobre os produtos podem ser obtidos no site da Villares Metals através das Fichas Técnicas. More product details can be obtained in Villares Metals website by the Technical Datasheets.

8 Ligas de Níquel - Nickel Based Alloys Uma importante classe de materiais empregados na fabricação de válvulas para motores de combustão interna são as ligas à base de níquel. Estas ligas possuem o níquel como principal elemento em sua composição, além da presença de cromo, titânio, alumínio, molibdênio e ferro. A microestrutura destas ligas geralmente é composta por uma matriz austenítica com precipitação de fases intermetálicas e eventualmente de carbonetos, de forma que estas ligas apresentam elevada resistência mecânica, à corrosão e ao desgaste. Geralmente sua aplicação é realizada em motores de alto desempenho que trabalham em temperaturas muito elevadas. Há também as ligas de níquel para aplicação em turbocompressores e eletrodos para velas de ignição. One important class of materials used in the manufacturing of valves of internal combustion engines are the nickel based alloys. These alloys present nickel as the main element of its constitution, besides the presence of chromium, titanium, aluminium, molybdenum and iron. The microstructure of these alloys is generally composed by an austenitic matrix with precipitation of intermetallic phases and eventually carbides, in order to provide a high mechanical, corrosion and wear resistance. Usually its application is made in high performance engines which work at very high temperatures. There are also the nickel based alloys for application in turbocharger and spark plug electrodes.

9 MARCA/GRADE VAT 751 VAT 80A VAT 31V VEV 952 VEV 962 VAT 713C VAT 713LC VAT 235 SAE J UNS N07751 J775 Grade HEV 5 J775 Grade HEV EN 10090/ISO NiCr15Fe7TiAl NiCr20TiAl JIS G4311 G4902 Grade NCF 751 G4902 Grade NCF 80A SAE AMS / AISI AMS 5311 AMS 5377 AISI 686 Nome Comercial Commercial Name Inconel 751 HEV3 Nimonic 80A HEV5 Pyromet 31V HEV C % máx. Si % max max 0.30 Mn % Cr % Ni % Rest. Rest Rest Rest. Rest. Rest. Fe % Rest max Ti % Al % OUTROS / OTHERS Nb= Mo=2.00 Co 0.03 Mg 0.03 Fe+Cu 0.03 Mo 0.15 Mo=4.50 Nb=2.50 Co 1.00 Mo=4.50 Mo=5.00 CARACTERÍSTICAS / CHARACTERISTICS Combina alta resistência à corrosão e oxidação com alta resistência à fluência até 870 C. Uma aplicação típica é a utilização em corpos de válvulas e peças para motores a diesel. Corrosion and oxidation resistant with high creep resistance up to 870 C. A typical application is diesel engine valve bodies and parts. Possui boa resistência à fluência até 870 C. Além da resistência mecânica possui boa resistência à fadiga e à oxidação em altas temperaturas. Utilizada em válvulas de motores de combustão interna que requerem resistência à fadiga, erosão e corrosão dos gases da combustão. Good creep resistance up to 760 C. Besides a good mechanical strength it has a good resistance to fatigue and to oxidation at high temperature. It is used to internal combustion engine valves requiring resistance to fatigue, erosion and corrosion by combustion gases. Liga para válvulas de exaustão de motores diesel de alta potência. É resistente à sulfetação, possui boa resistência à corrosão e boa resistência mecânica até 870 C. Alloy for high power diesel engine exhaust valves. It is sulfide resistant, and has good resistance to corrosion and good mechanical strength up to 815 C. Material utilizado para eletrodo de vela de ignição, resistente à corrosão e oxidação por gases de combustão, boa trabalhabilidade a frio e excelentes características elétricas. These alloys are applied for sparkplug electrodes due to its resistance against the oxidation promoted by the combustion gases. Material utilizado para eletrodo de vela de ignição, resistente à corrosão e oxidação por gases de combustão, boa trabalhabilidade a frio e excelentes características elétricas. These alloys are applied for sparkplug electrodes due to its resistance against the oxidation promoted by the combustion gases. Utilizada para rotores de turboalimentação de motores a diesel e gasolina. Utilizada também em discos e pás de turbinas. Alloy used in turbocharger rotors for engines fueled with diesel or gasoline and also disks. This alloy is also used for disks and blades for jet turbines. Liga com menor teor de carbono que a VAT 713C, porém com maior ductilidade para as mesmas aplicações. Lower carbon VAT 713C alloy with higher ductility and same applications. Utilizada para rotores de turboalimentação de motores a diesel e gasolina. Alloy used in turbocharger rotors for engines fueled with diesel or gasoline.

10 Aços inoxidáveis, Aços para Construção Mecânica e Aços Rápidos Stainless Steel, Enginnering Steels and High Speed Steels A Villares Metals também produz vários outros aços e ligas especiais utilizados na indústria automotiva, com destaque para os aços inoxidáveis especiais e aços rápidos. Os aços inoxidáveis especiais podem ser utilizados para fabricação de componentes como corpo de injetor de combustível e alojamentos empregados em galerias de combustível. Os aços rápidos são empregados em sistema de injeção de combustível como alojamento de bico injetor, anéis de ressalto e roletes. MARCA / GRADE V430FG N4418 SAE J775-4 UNS / AISI 430F - DIN-WNr C % Mn % Cr % NI % Mo % - - V % - - Dureza de utilização HRC Hardness HRC OUTROS / OTHERS - - S 0.15 Mo = 0.15 N 0.02 Mo = 0.15 AÇO Villares Metals also produces many others special steels used in the automotive industry, with highlight given to special stainless steels and high speed steels. Special stainless steels that can be used for the manufacturing of components such as body injector and housings used in fuel galleries. High speed steels used in fuel injection systems like injector nozzle needle, rollers and cam rings. CARACTERÍSTICAS / CHARACTERISTICS Aço inoxidável ferrítico, com adição de enxofre para melhorar a usinabilidade. É muito utilizado na confecção de válvulas solenóides e corpo injetor. It is a ferritic steel which contains sulfur to increase the machinability. It is largely used in solenoid valves and body for injector. Utilizado na fabricação de componentes tais como: tampas, conectores e alojamentos para uso em galerias (sistema de distribuição de combustível no motor). It is used to manufacture components such as: covers, connectors, housings used in fuel galleries (combustion distribution system).

11 INOXIDÁVEL - STAINLESS STEELS AÇO CONSTRUÇÃO MECÂNICA - ENGINEERING STEEL AÇOS RÁPIDO - HIGH SPEED STEELS N4301 V303 VC150 N7225AL VL30AL VWM2 VHSSM50 VH13ISOA ~4140. ~4130. M2 M50 H ~ ,38 0,45 0,28 0, ,6 0,9 0,4 0, ,9 1,1 0,8 1, ,15 0,30 0,15 0, N 0.11 S W = Si = 1.00 Utilizado na fabricação de componentes tais como: tampas, conectores e alojamentos para uso em galerias (sistema de distribuição de combustível no motor). It is used to manufacture components such as: covers, connectors, housings used in fuel galleries (combustion distribution system). Aço inoxidável austenítico, porém com mínimo de 0,15% de enxofre para melhor usinabilidade. Utilizado na fabricação de diversos componentes que requerem serviços de usinagem. Austenitic stainless steel with sulfur addition to increase the machinability. It is recommended for manufacturing many different components which require machine service. Aço inoxidável martensítico com elevada resistência à corrosão para aplicação em pistão de freio e componentes para freio estacionário de motores pesados. Martensitic stainless steel with high corrosion resistance for application in pistons and parts for stationary brakes for heavy duty engines. Aço com média temperabilidade, com boas propriedades mecânicas em secções grandes. Aço aplicado geralmente em mancais de arcondicionado de veículos pesados. Engineering steel with medium hardenability and good mechanical properties in large sections. Steel usually applied in air conditioned bushing for heavy duty vehicles. Aço de baixa temperabilidade, pode ser temperado em água ou óleo dependendo da bitola. Mais utilizado em peças pequenas e médias como espaçadores de carroceria de caminhões. Engineering steel with low hardenability that can be quenched in water or oil depending up to the bar section. This steel is applied as spacer shaft of the body of trucks. Entre as aplicações automotivas estão: agulha de bico injetor a diesel, anéis de ressalto. Among the automotive applications are: injector nozzle needle and cam ring. Este material é utilizado principalmente para a fabricação de pistão da bomba injetora diesel. This steel is manly used for manufacturing diesel engine pump shaft. Partes para injeção de motores a diesel. Parts for diesel engines injection system. A Villares Metals também conta com uma completa linha de soluções em aços especiais para moldes e ferramentas. Villares Metals presents a complete solution line in special steels for application in moulds and tooling.

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