Aço: Sua aplicação e relação com o carbono

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O aço é a liga entre o ferro e o carbono com teor de carbono entre 0,008% até 2% em peso. Ele é um dos principais materiais utilizado na fabricação de praticamente tudo que utilizamos no dia a dia, desde a agulha que usamos para costurar uma roupa até veículos automotores de todos os portes. As ferramentas utilizadas para construir e fabricar esses artigos, feitos de aço, são também fabricadas em aço.

O aço se popularizou devido ao seu baixo custo de fabricação e à abundância da sua matéria prima. Entretanto, existem diferentes tipos de aço e dentro dessa família cada tipo de aço pode apresentar resistência mecânica e conformabilidade muito variada, isso vai depender da composição química e do tratamento térmico que o aço recebe.

Dentre os milhares tipos de aço que existem no mundo, que se diferem a partir de composições químicas, tratamentos térmicos, microestruturas, condições de conformação, geometrias e acabamento superficial, eles podem ser classificados em três categorias principais, de acordo com sua composição química: aços carbono, aços de baixa-liga e aços de alta-liga.

As diferentes classificações do Aço e seus usos

Aços carbono

Esse é o tipo de aço mais produzido e são geralmente agrupados em aços de alto carbono C>0,5%; médio carbono 0,2% < %C < 0,49% e baixo-carbono com teores entre 0,05% e 0,19%. São ligas ferro carbono contendo menos que 1,65% Mn, 0,6 %Si, com o teor total dos outros elementos não excedendo 2%.

Alguns exemplos de suas utilizações são: chapas para estampagem de carrocerias de veículos automotores e utensílios domésticos da linha branca, fabricados em aço baixo carbono, placas de aços estruturais de médio teor de carbono empregadas na indústria da construção civil e da construção mecânica e trilhos e arames de alta resistência fabricados em aços de alto carbono.

Aços de baixa-liga

Os aços especiais de baixa-liga são os que recebem elementos de liga na composição química para melhorar suas propriedades. Além de conter elementos de liga em sua composição química, esses aços recebem um processamento feito a partir de técnicas especiais que garantem uma maior limpeza no produto final.

Eles contêm, além do carbono, elementos de liga tais como Cr, Ni, Mn, V, Mo, etc., em teores totais menores que 5%. O carbono agrega aos aços resistência e dureza: quanto maior o teor de carbono maior a resistência mecânica. Porém, a adição de outros elementos de liga possibilita ao aço ser tratado termicamente para obter ainda mais resistência mecânica.

Alguns exemplos do seu uso são peças de seção espessa ou de grande porte.

Aços de alta-liga

Os aços de alta-liga possuem um teor de elementos de liga maior que 5%. Na sua composição são utilizados cerca de 20 elementos de liga, além do carbono, para melhorar suas propriedades. Alguns deles são: manganês, silício, alumínio, níquel, cromo, cobalto, molibdênio, vanádio, tungstênio, nióbio, titânio, chumbo, entre outros.

São aços inoxidáveis, aços resistentes ao calor, aços ferramenta e outros utilizados para finalidades específicas.

Conteúdo produzido pelo Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin
Engenheiro Metalurgista pela USP  e Doutor em Engenharia Metalúrgica pela USP.
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo