Parafuso ASTM A325 vs A490: Diferenças, Especificações e Aplicações [Guia 2025]

Parafusos estruturais ASTM A325 e A490 são os padrões da indústria de construção de estruturas metálicas nos Estados Unidos e, por extensão, em projetos internacionais que seguem normas americanas (AISC, RCSC). Este guia completo aborda diferenças técnicas, quando usar cada especificação, procedimentos de instalação, marcações obrigatórias e equivalências com normas métricas.

1. Diferenças Fundamentais

1.1 ASTM A325 - Padrão Estrutural

Especificação Completa:

Material: Aço carbono temperado e revenido
Composição Típica:
- Carbono (C): 0,30-0,52%
- Manganês (Mn): 0,60-1,65%
- Fósforo (P): ≤0,04%
- Enxofre (S): ≤0,05%

Propriedades Mecânicas:
- Resistência à Tração: 830 MPa (120 ksi) mínimo
- Limite de Escoamento: 635 MPa (92 ksi) mínimo
- Alongamento: 14% mínimo em 50 mm
- Redução de Área: 35% mínimo
- Dureza: 241-321 HB (Brinell) ou 25-35 HRC (Rockwell C)

Diâmetros Disponíveis: 1/2" a 1-1/2" (M12 a M36 em versões métricas)
Comprimentos: 1" a 12" (passo 1/4" ou 1/2")
Roscas: UNC (grossa) ou UNF (fina) - Padrão ANSI B1.1

Marcação Obrigatória:

• Cabeça: "A325" gravado ou estampado em relevo
• Marca do Fabricante: Código identificador (rastreabilidade)
• Tipo: A325 Tipo 1 (sem marcação extra), Tipo 3 (marcação "3" ou "A325T3")

Tipos de A325:

Tipo 1 (Medium Carbon Steel):
- Acabamento: Plain (natural), galvanizado mecânico, ou revestimento
- Uso: Maioria das aplicações estruturais
- Disponibilidade: Alta (estoque padrão)

Tipo 3 (Weathering Steel):
- Material: Aço patinável (Cor-Ten, A588)
- Cor: Marrom-avermelhado (oxidação controlada)
- Uso: Estruturas expostas sem pintura (pontes, fachadas)
- Disponibilidade: Sob encomenda (prazo 4-8 semanas)

Aplicações Típicas:

• Conexões de vigas e colunas em edifícios
• Estruturas de pontes (tabuleiros, vigas principais)
• Torres de transmissão (bases, diagonais)
• Estruturas de galpões industriais
• Equipamentos pesados (bases, suportes)

Preço: R$ 2,80-15,00 por unidade (depende do diâmetro e acabamento)

1.2 ASTM A490 - Alta Resistência

Especificação Completa:

Material: Aço liga temperado e revenido
Composição Típica:
- Carbono (C): 0,38-0,53%
- Manganês (Mn): 0,65-1,10%
- Molibdênio (Mo): 0,15-0,30% ← Diferencial vs. A325
- Cromo (Cr): 0,30-0,60% (opcional)
- Níquel (Ni): 0,40-0,70% (opcional)

Propriedades Mecânicas:
- Resistência à Tração: 1.040 MPa (150 ksi) mínimo ← 25% superior ao A325
- Limite de Escoamento: 895 MPa (130 ksi) mínimo
- Alongamento: 14% mínimo
- Redução de Área: 35% mínimo
- Dureza: 293-362 HB ou 31-39 HRC

Diâmetros: 1/2" a 1-1/2" (igual A325)
Comprimentos: 1" a 12"
Roscas: UNC ou UNF

Marcação Obrigatória:

• Cabeça: "A490" gravado ou estampado
• Marca do Fabricante: Rastreabilidade obrigatória
• Tipo: A490 Tipo 1 (padrão), Tipo 3 (weathering steel)

Tipos de A490:

Tipo 1 (Alloy Steel):
- Acabamento: Plain, galvanizado mecânico
- Uso: Conexões de alta solicitação
- Disponibilidade: Média (estoque limitado, prazo 2-4 semanas)

Tipo 3 (Weathering Alloy):
- Material: Liga patinável
- Uso: Pontes expostas, alta resistência + corrosão
- Disponibilidade: Sob encomenda (prazo 6-10 semanas)

Aplicações Típicas:

• Pontes de grande vão (conexões críticas)
• Edifícios de grande altura (>20 andares)
• Estruturas sísmicas (alta ductilidade)
• Torres eólicas (cargas dinâmicas + fadiga)
• Equipamentos offshore (alta resistência + ambiente agressivo)

Preço: R$ 4,20-25,00 por unidade (+50-80% vs. A325)

1.3 Comparação Direta

Quando Usar A325 vs A490:

• A325: Padrão para 95% das estruturas (edifícios, pontes, galpões)
• A490: Apenas quando projeto estrutural especificar (alta solicitação, espaço limitado)

2. Normas e Especificações

2.1 AISC (American Institute of Steel Construction)

AISC 360 - Specification for Structural Steel Buildings:

• Define critérios de projeto para conexões parafusadas
• Estabelece fatores de segurança (φ = 0,75 para tração, 0,75 para cisalhamento)
• Exige pré-tensão em conexões de deslizamento crítico (slip-critical)

Tipos de Conexões:

Snug-Tight (Aperto Manual):
- Torque: Até resistência da chave de impacto (sem controle preciso)
- Uso: Conexões onde deslizamento é aceitável
- Fator de Resistência: Menor (conexão por apoio, não por atrito)

Pretensioned (Pré-Tensionado):
- Pré-carga: 70% da resistência à tração (carga de prova)
- Uso: Conexões de deslizamento crítico (sem movimento permitido)
- Verificação: Método direto de tensão (DTM) ou torque/giro

Fully Tensioned (Totalmente Tensionado):
- Igual ao pretensioned, termo antigo (AISC usa "pretensioned" atualmente)

2.2 RCSC (Research Council on Structural Connections)

RCSC Specification - Guia para instalação de parafusos estruturais:

Métodos de Instalação:

1. Turn-of-Nut (Giro da Porca):
- Aperto inicial: Snug-tight (chave de impacto)
- Marcação: Riscar porca + parafuso
- Giro adicional: 1/3 de volta (120°) para L<4D, 1/2 volta (180°) para L>4D
- Verificação: Visual (marcação desalinhada)

2. Calibrated Wrench (Torquímetro Calibrado):
- Torque específico conforme diâmetro e lubrificação
- Verificação: 10% dos parafusos com torquímetro de verificação
- Limitação: Precisão ±20% (atrito varia)

3. Direct Tension Indicator (DTI - Arruela Indicadora):
- Arruela especial com protuberâncias que achatam sob carga
- Verificação: Calibre de folga (0,38 mm - não passa = OK)
- Custo: +R$ 3-8 por arruela (mais caro)

4. Twist-Off Bolt (Parafuso com Ponta Quebrável):
- Ponta estendida quebra ao atingir torque correto
- Instalação rápida (chave especial)
- Custo: +30-50% vs. parafuso padrão

2.3 Equivalências com Normas Métricas

ISO 898-1 (Métrico):

IMPORTANTE: NÃO substituir A325/A490 por classe métrica sem validação de engenharia. Roscas são incompatíveis (UNC/UNF vs. ISO métrica).

DIN EN 14399 (Europeu - Estrutural):

• EN 14399-3: Parafuso HV (High Strength) - Similar A325
• EN 14399-4: Parafuso HV Classe 10.9 - Similar A490

3. Instalação e Torques

3.1 Tabela de Torques (Método Calibrated Wrench)

ASTM A325 (Tipo 1, Plain Finish):

ASTM A490 (Tipo 1, Plain Finish):

Fatores de Correção de Torque:

• Galvanizado: +10-15% torque (maior atrito)
• Lubrificado (óleo): -10-15% torque (menor atrito)
• Arruelas biseladas: +5% torque (compensar angulação)

3.2 Método Turn-of-Nut (Mais Preciso)

Procedimento RCSC:

1. Aperto Snug-Tight:
   - Usar chave de impacto (não especificar torque exato)
   - Todas as chapas em contato firme (sem folgas)

2. Marcação:
   - Riscar porca + parafuso com lápis marcador (linha contínua)

3. Giro Adicional:
   Comprimento Parafuso (L) vs. Diâmetro (D):
   - L ≤ 4D: Giro 1/3 de volta (120°)
   - 4D < L ≤ 8D: Giro 1/2 volta (180°)
   - L > 8D: Giro 2/3 de volta (240°)

   Exemplo: Parafuso 3/4" x 3" (L=76mm, D=19mm → L/D=4)
   - 4D = 4 x 19 = 76 mm → L = 4D → Giro 1/3 de volta

4. Verificação:
   - Marcação desalinhada conforme giro especificado (±30°)
   - 10% dos parafusos: Verificação adicional com torquímetro

Vantagens Turn-of-Nut:

• Precisão ±10% (vs. ±20% do torquímetro)
• Independe do coeficiente de atrito (lubrificação não afeta)
• Método preferido AISC/RCSC para conexões críticas

4. Aplicações Práticas

4.1 Conexões de Vigas (Edifícios)

Exemplo: Viga W18x50 conectada a coluna W14x90

Cálculo Simplificado:

Momento Máximo: 150 kN·m
Braço de alavanca: 450 mm (distância entre fileiras de parafusos)
Força de tração: F = M / d = 150.000 / 450 = 333 kN

Solução com A325 3/4":

Resistência por parafuso (cisalhamento duplo): 75 kN
Número de parafusos: 333 / 75 = 4,44 → 6 parafusos (arredondar para cima + 30% FS)
Arranjo: 2 fileiras x 3 parafusos
Custo: 6 x R$ 5,50 = R$ 33,00

Alternativa com A490 5/8" (reduzir diâmetro):

Resistência por parafuso: 60 kN (menor diâmetro, mas maior resistência do material)
Número: 333 / 60 = 5,55 → 6 parafusos
Custo: 6 x R$ 6,20 = R$ 37,20 (+12%)

Vantagem: Furos menores (5/8" vs. 3/4") = menos dano à viga

Decisão: A325 3/4" é padrão (custo similar, maior disponibilidade).

4.2 Conexões de Pontes

Exemplo: Emenda de vigas em ponte rodoviária (40m de vão)

Especificação Típica:

Norma: AASHTO LRFD Bridge Design Specifications
Parafusos: A490 Tipo 3 (weathering steel) - Sem pintura
Diâmetro: 7/8" (cargas elevadas)
Instalação: Pretensioned (slip-critical)
Método: Turn-of-Nut com verificação DTI (10% das conexões)

Por que A490 Tipo 3?

• Resistência superior (cargas de tráfego pesado + fadiga)
• Weathering steel elimina manutenção de pintura (economia 20 anos)
• Durabilidade: 50-75 anos vs. 25-40 anos (A325 pintado)

Custo-Benefício:

Custo Inicial:
- A325 Tipo 1 + pintura: R$ 180.000 (material + aplicação)
- A490 Tipo 3 sem pintura: R$ 240.000 (+33%)

Custo Vida Útil (50 anos):
- A325: R$ 180.000 + 3x repintura (R$ 60.000 cada) = R$ 360.000
- A490: R$ 240.000 (sem manutenção)

Economia: R$ 120.000 ao longo de 50 anos (33%)

4.3 Bases de Equipamentos (Indústria)

Exemplo: Compressor 15 toneladas, vibração 1,5 mm/s RMS

Solução:

Parafusos: A325 1" (alta resistência à fadiga)
Quantidade: 8 (4 em cada canto da base)
Instalação: Pretensioned (absorver vibração por atrito)
Re-torque: Após 100h de operação (acomodação)

Cálculo:
- Peso: 15.000 kg x 9,81 = 147.150 N
- Fator dinâmico: 3 (vibração)
- Carga projeto: 147.150 x 3 = 441.450 N
- Por parafuso: 441.450 / 8 = 55.181 N ≈ 55 kN
- Resistência A325 1": 95 kN (tração) > 55 kN ✓ (FS = 1,7)

5. Preços de Referência (2025)

ASTM A325 Tipo 1 (Plain Finish):

ASTM A490 Tipo 1 (Plain Finish):

Porcas e Arruelas:

6. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso substituir A325 por A490 para maior segurança?

R: Não necessariamente. A490 tem resistência 25% maior, mas é mais frágil (menos alongamento). Para estruturas sísmicas, A325 pode ser preferível (maior ductilidade). Sempre siga especificação do projeto estrutural.

P: A325 galvanizado é permitido?

R: Sim, mas atenção: galvanização aumenta atrito (torque +10-15%). Use tabelas corrigidas. A490 galvanizado requer cuidado extra (risco de fragilização por hidrogênio - verificar tratamento térmico pós-galvanização).

P: Qual diferença entre A325 Tipo 1 e Tipo 3?

R: Material. Tipo 1 = aço carbono comum (pintado). Tipo 3 = weathering steel (Cor-Ten, sem pintura, forma pátina protetora). Resistências mecânicas são iguais.

P: Posso usar parafuso métrico classe 8.8 em vez de A325?

R: Não, tecnicamente NÃO. Roscas incompatíveis (UNC vs. métrica). Resistências similares, mas normas AISC exigem A325. Se projeto especifica A325, use A325.

P: Preciso de torquímetro especial para A325/A490?

R: Para diâmetros ≤1", torquímetro 0-1.500 Nm basta. Para >1", use torquímetro hidráulico (0-3.000 Nm) ou método turn-of-nut (preferido RCSC).

7. Conclusão

ASTM A325 e A490 são padrões consolidados para estruturas metálicas, com A325 atendendo 95% das aplicações e A490 reservado para situações de alta solicitação ou restrições de espaço. A instalação correta (torque adequado ou turn-of-nut) é crítica para garantir desempenho da conexão. Sempre siga especificações do projeto estrutural e normas AISC/RCSC.

Resumo:

• A325: Padrão geral, custo-benefício ideal
• A490: Alta resistência, aplicações críticas (+50% custo)
• Instalação: Turn-of-nut é mais preciso que torquímetro
• Galvanização: Permitida, ajustar torques (+10-15%)

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Última atualização: Janeiro/2025. Baseado em ASTM A325-20, A490-20, AISC 360-22, RCSC 2020. Preços de referência.