Alta resistência e estabilidade de rendimento para integridade estrutural
As placas de aço para construção naval devem apresentar excelente resistência mecânica para suportar as imensas forças encontradas durante as viagens oceânicas, incluindo flexão induzida pelas ondas, tensões na viga do casco e pressão local da carga e do lastro. Sociedades classificadoras como ABS, DNV, LR e CCS especificam valores mínimos de resistência ao escoamento para diferentes graus. Os graus de placas de navio de resistência normal (A, B, D, E) normalmente oferecem limite de escoamento de pelo menos 235 MPa, enquanto os graus de alta resistência (AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36) fornecem limite de escoamento de 315–355 MPa, permitindo projetos de casco mais leves e com maior eficiência de combustível. A resistência à tração geralmente varia de 400 a 520 MPa, dependendo do grau e da espessura. Propriedades mecânicas uniformes em toda a espessura da placa são críticas; portanto, as placas de navio são produzidas usando processos controlados de laminação e tratamento térmico, como normalização ou processamento termomecânico controlado (TMCP). Esses métodos refinam a estrutura dos grãos e garantem resistência consistente em seções espessas – geralmente até 50 mm ou mais para vasos grandes. Além disso, as placas de navio devem manter seu limite de escoamento em temperaturas elevadas para projetos resistentes ao fogo (por exemplo, graus FP). Para estruturas offshore, estão disponíveis classes de resistência ainda mais altas (EH40, EH47) com limites de escoamento de até 460 MPa.
Resistência superior a baixas temperaturas e resistência ao impacto
Uma das propriedades mais críticas do aço para construção naval é a sua capacidade de resistir à fratura frágil a baixas temperaturas, especialmente para navios que operam em condições marítimas árticas ou de inverno. As placas de navio são classificadas de acordo com sua resistência ao impacto Charpy V-notch em temperaturas de teste especificadas: Grau A não requer teste de impacto (para serviços mais suaves), Grau B requer 27J a 0°C, Grau D requer 27J a -20°C, e Grau E requer 27J a -40°C. Os graus de alta resistência seguem um padrão semelhante: teste AH32/36 a 0°C, DH32/36 a -20°C, EH32/36 a -40°C e FH32/36 a -60°C para ambientes extremos. Essa tenacidade garante que as trincas não se propaguem sob carga dinâmica causada pelo impacto das ondas, colisão com gelo ou tensões residuais de soldagem. A composição de granulação fina, baixo teor de carbono (normalmente ≤0,18%) e baixo teor de enxofre (≤0,005%), muitas vezes com refinamento de grão de alumínio, atinge a temperatura de transição dúctil-frágil necessária. As placas do navio também devem passar nos testes de ruptura por queda de peso (DWTT) para seções espessas para verificar a aparência da fratura por cisalhamento. Estas propriedades de tenacidade são verificadas através de testes de cupons retirados da placa real, orientados transversalmente à direção de laminação, de acordo com as regras aplicáveis da sociedade classificadora.
Excelente soldabilidade e resistência à corrosão para fabricação e serviço
As placas de aço para construção naval devem oferecer excelente soldabilidade para facilitar a construção e reparo eficientes de grandes estruturas de cascos. Valores de baixo equivalente de carbono (CEV) — normalmente abaixo de 0,40% para classes de resistência normal e abaixo de 0,43% para classes de alta resistência — minimizam o risco de rachaduras induzidas por hidrogênio em zonas afetadas pelo calor. Os requisitos de pré-aquecimento são assim reduzidos, acelerando a fabricação. As placas navais modernas são projetadas para soldagem com alto aporte de calor (até 150–200 kJ/cm) sem perda significativa de tenacidade, possibilitada pela dispersão controlada de partículas de nitreto de titânio (TiN). Isto permite o uso de processos automatizados de soldagem unilateral. Para resistência à corrosão, embora as placas dos navios não sejam inoxidáveis, elas são formuladas para resistir à corrosão atmosférica marítima e, para tanques de carga, podem ter propriedades adicionais de resistência à corrosão (por exemplo, para navios petroleiros). Além disso, classes especiais como AH36 com maior resistência à corrosão (frequentemente chamado de 'aço resistente à corrosão para tanques de óleo de carga') são usadas em navios novos para evitar a corrosão causada por cargas agressivas. Para navios que transportam produtos químicos corrosivos, são especificadas placas de aço inoxidável ou revestidas. Finalmente, as placas dos navios devem passar por testes não destrutivos rigorosos (ultrassônicos, partículas magnéticas) e ser totalmente rastreáveis com certificados de fábrica, garantindo que cada placa atenda ao perfil de propriedade exigido para um serviço marítimo seguro e de longo prazo.
