O que é o aço? - Propriedades, usos | Tipos de aços

O que é um aço?

O aço é uma liga composta de ferro com tipicamente alguns décimos de porcentagem de carbono para melhorar sua resistência e resistência à fratura em comparação com outras formas de ferro. Muitos outros elementos podem estar presentes ou adicionados. Os aços inoxidáveis ​​resistentes à corrosão e à oxidação normalmente precisam de 11% de cromo adicional.

Devido à sua alta resistência à tração e baixo custo, o aço é usado em edifícios, infraestrutura, ferramentas, navios, trens, carros, máquinas, aparelhos elétricos e armas. O ferro é o metal base do aço.

Dependendo da temperatura, pode assumir duas formas cristalinas (formas alotrópicas):cúbica de centro do corpo e cúbica de centro da face. A interação dos alótropos do ferro com os elementos de liga, carbono primário, confere ao aço e ao ferro fundido sua gama de propriedades únicas.

No ferro puro, a estrutura cristalina tem relativamente pouca resistência aos átomos de ferro deslizando uns sobre os outros, e assim o ferro puro é bastante dúctil, ou macio e facilmente formado. No aço, pequenas quantidades de carbono, outros elementos e inclusões dentro do ferro atuam como agentes de endurecimento que impedem o movimento das discordâncias.

Quando o aço foi inventado?

A primeira produção conhecida de aço é vista em peças de ferragens escavadas em um sítio arqueológico na Anatólia (Kaman-Kalehöyük) e tem quase 4.000 anos, datando de 1800 aC. Horácio identifica armas de aço como a falcata na Península Ibérica, enquanto o aço Nórico foi usado pelos militares romanos.

O aço é um metal?

Como o aço é uma liga, não é um elemento puro e, como resultado direto, não é realmente um metal. Em vez disso, é na verdade uma variante de um metal. Embora o aço seja composto de ferro – que é metal – o carbono não metálico em sua composição química significa que não é um metal puro, portanto, não pode ser classificado como um.

Então, aí está. Aço não é metal .

Composição do aço

O aço é uma liga de ferro e carbono na qual o teor de carbono varia de até 2% (com maior teor de carbono, o material é definido como ferro fundido). De longe o material mais utilizado para a construção de infraestrutura e indústrias do mundo, é usado para fabricar tudo, desde agulhas de costura até navios petroleiros. Além disso, as ferramentas necessárias para construir e fabricar esses artigos também são feitas de aço.

O aço é uma liga de ferro e carbono contendo menos de 2% de carbono e 1% de manganês e pequenas quantidades de silício, fósforo, enxofre e oxigênio. O aço é o material de engenharia e construção mais importante do mundo.

É usado em todos os aspectos de nossas vidas; em carros e produtos de construção, geladeiras e máquinas de lavar, navios de carga e bisturis cirúrgicos.

Propriedades do Aço

O aço tem uma série de propriedades, incluindo dureza, tenacidade, resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento, resistência à fadiga, corrosão, plasticidade, maleabilidade e fluência.

As propriedades mais importantes no aço resistente ao desgaste e à abrasão são:

• DUREZA é a capacidade do material de resistir ao atrito e à abrasão. Vale a pena notar que, embora possa significar o mesmo que força e tenacidade na linguagem coloquial, isso é muito diferente de força e tenacidade no contexto das propriedades do metal.
• RESISTÊNCIA é difícil de definir, mas geralmente é a capacidade de absorver energia sem fraturar ou romper. Também é definido como a resistência de um material à fratura quando tensionado. Geralmente é medido em libras-pé. por sq. in ou Joules por sq. centímetro. É importante distinguir isso da dureza, pois um material que se deforma severamente sem quebrar, pode ser considerado extremamente resistente, mas não duro.
• YEILD resistência é uma medida da força necessária para iniciar a deformação do material (ou seja, flexão ou deformação).
• TRAÇÃO resistência é uma medida da força necessária para quebrar o material.
• ALONGAMENTO (ou Ductilidade) é o “Grau” em que o material pode ser esticado ou comprimido antes de quebrar. É expresso como uma porcentagem do comprimento que está sendo testado e está entre a resistência à tração e a resistência ao escoamento (ou seja, qual porcentagem o material dobra antes de quebrar).

Propriedades físicas básicas do aço

O aço tem uma densidade de 7.850 kg/m3, tornando-o 7,85 vezes mais denso que a água. Seu ponto de fusão de 1.510 C é maior que o da maioria dos metais. Em comparação, o ponto de fusão do bronze é 1.040 C, o do cobre é 1.083 C, o do ferro fundido é 1.300 C e o do níquel é 1.453 C. O tungstênio, no entanto, derrete a 3.410 C, o que não é surpreendente uma vez que este elemento é utilizado em filamentos de lâmpadas.

O coeficiente de expansão linear do aço a 20 C, em µm por metro por grau Celsius, é 11,1, o que o torna mais resistente à mudança de tamanho com mudanças de temperatura do que, por exemplo, cobre (16,7), estanho (21,4) e chumbo ( 29.1).

Do que é feito o aço?

O aço é feito por uma liga de ferro e carbono na qual o teor de carbono varia até 2% (com um teor de carbono mais alto, o material é definido como ferro fundido).

O ferro, o principal componente elementar do aço, é um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre. Todas as ligas de aço são principalmente ferro e 0,002–2,1% de carbono em peso. Nesta faixa, as ligações de carbono com o ferro criam uma estrutura molecular forte. A microestrutura de treliça resultante ajuda a alcançar certas propriedades do material, como resistência à tração e dureza, nas quais confiamos no aço.

Embora todo aço seja feito de ferro e carbono, diferentes tipos de aço contêm diferentes porcentagens de cada elemento. O aço também pode incluir outros elementos como níquel, molibdênio, manganês, titânio, boro, cobalto ou vanádio. Adicionar diferentes elementos à “receita” de uma liga de aço afeta as propriedades do material. O método de fabricação e tratamento do aço aumenta ainda mais essas habilidades.

Um grupo notável de ligas de aço contém cromo. Todas essas ligas são comumente conhecidas como aço inoxidável.

Qual ​​é o ponto de fusão do aço?

O ponto de fusão do aço varia de 2500-2800°F ou 1371-1540°C. Por que um intervalo? Por que não apenas um único ponto no termômetro? Ao contrário de um metal puro, como o ferro, o aço é uma liga.

Isso depende da liga de aço que você está falando. O termo liga é quase sempre usado incorretamente nos dias de hoje, especialmente entre os ciclistas. Eles usam o termo para significar alumínio. O que o termo liga realmente significa é uma mistura de metais, qualquer tipo de metal. Quase todo metal usado hoje é uma mistura e, portanto, uma liga.

A maioria dos aços tem outros metais adicionados para ajustar suas propriedades, como força, resistência à corrosão ou facilidade de fabricação. O aço é apenas o elemento ferro que foi processado para controlar a quantidade de carbono. O ferro, fora do solo, derrete a cerca de 1510 graus C (2750 ° F). O aço geralmente derrete em torno de 1370 graus C (2500 ° F).

Qual ​​é o ponto de fusão do aço carbono?

O ponto de fusão do aço varia de 2500-2800°F ou 1371-1540°C. Por que um intervalo? Por que não apenas um único ponto no termômetro?

Ao contrário de um metal puro, como o ferro, o aço é uma liga. Os metais puros têm uma temperatura precisa, que é o seu ponto de fusão. As ligas, no entanto, incluem vários elementos com diferentes pontos de fusão. Portanto, as ligas não derretem ou congelam a uma temperatura fixa.

O aço é uma liga de ferro e carbono. O aço inoxidável também inclui cromo e geralmente níquel e outros elementos em sua liga. A adição de cada novo elemento reduz o ponto de fusão geral. Isso é chamado de depressão do ponto de fusão.

Qual ​​é o ponto de fusão do aço inoxidável?

O ponto de fusão do aço inoxidável fica entre 2550 e 2790°F ou 1400 e 1530°C.

O ponto de fusão de um tipo particular de aço inoxidável depende de sua composição química exata. Cada elemento traz seu próprio ponto de fusão na equação. Os principais elementos que compõem o aço inoxidável são ferro, cromo e níquel.

O ferro puro tem um ponto de fusão fixo de 1535°C, cromo de 1890°C e níquel de 1453°C. Compare esses números com a faixa de 1400-1530°C para aço inoxidável.

Cada grau de aço inoxidável tem uma mistura de elementos ligeiramente diferente. Consequentemente, o ponto de fusão exato varia entre diferentes graus.

Como o ponto de fusão varia entre os diferentes graus?

O aço inoxidável vem em cinco famílias e mais de 150 graus. No entanto, apenas 15 dessas classes são comumente usadas.

As duas classes de aço inoxidável mais populares são 304 e 316. Ambas as classes fazem parte da família de aço inoxidável austenítico, que inclui cerca de dois terços do aço inoxidável produzido. O aço inoxidável austenítico apresenta uma estrutura cristalina cúbica de face centrada, que permanece constante em todas as temperaturas, desde a criogênica até o ponto de fusão.

Os pontos de fusão do aço inoxidável podem variar de 1375°C para aço grau 316 a um máximo de 1510°C para grau 430. O grau mais comum, 304, tem um ponto de fusão de 1400-1450°C.

Diferentes Tipos de Aço

Os quatro principais tipos de aço:

• Aço carbono
• Aço de liga
• Aço inoxidável
• Aço ferramenta

1. Aço carbono

O aço carbono parece opaco, fosco e é conhecido por ser vulnerável à corrosão. No geral, existem três subtipos para este:aço de baixo, médio e alto carbono, com baixo contendo cerca de 0,30% de carbono, médio 0,60% e alto 1,5%.

O próprio nome na verdade vem do fato de que eles contêm uma quantidade muito pequena de outros elementos de liga. Eles são excepcionalmente fortes, razão pela qual são frequentemente usados ​​para fazer coisas como facas, fios de alta tensão, peças automotivas e outros itens semelhantes.

• Aço que contém até 2% de carbono
• Aço que não contém quantidades padrão de elementos que o classificariam como um "aço de liga" (por exemplo, cobalto, níquel, tungstênio, molibdênio, titânio, zircônio, vanádio, cromo etc.)

Você também pode notar o termo “aço carbono” aplicado a aços com menos de 0,4% de cobre ou aços que possuem certos teores de magnésio a cobre, embora essas definições sejam contestadas em todos os setores. Para os propósitos disso, estamos falando sobre as duas primeiras definições.

Tipos de aço carbono

Existem três maneiras de classificar o aço carbono - baixo, médio e alto

• Aço de baixo carbono. Aço de baixo carbono (ou “aço carbono suave” ou “aço carbono simples”) refere-se a aços carbono que possuem até 0,30% de teor de carbono. Este é, de longe, o tipo de aço mais comum no mercado de metais. Existem algumas razões para isso. Para começar, o aço de baixo carbono é relativamente barato. Além disso, como o teor de carbono é menor do que os aços médio e alto, o aço de baixo carbono é fácil de moldar e é perfeito para aplicações onde a resistência à tração não é um problema imediato, como vigas estruturais.
• Aço carbono médio. Aço médio carbono refere-se a aços carbono que possuem entre 0,31% e 0,60% de teor de carbono e entre 0,31% e 1,60% de magnésio. Um dos maiores benefícios do aço médio carbono é sua resistência. No entanto, isso vem com algumas compensações. O aço de médio carbono tem baixa ductilidade e tenacidade, tornando-o mais difícil de moldar e soldar.
• Aço de alto carbono. Aço de alto carbono refere-se a aços carbono que têm entre 0,61% e 1,50% de teor de carbono e entre 0,31 e 0,90 de magnésio. Quando se trata de dureza e tenacidade, o aço de alto carbono é o aço carbono de escolha. No entanto, isso vem em uma troca. É muito difícil soldar, cortar ou formar aço de alto carbono.

2. Aço de liga

O próximo tipo de aço é o aço liga, estes são feitos combinando aço carbono com vários elementos de liga para fornecer propriedades únicas a cada aço. Existe uma gama incrivelmente ampla de aços de liga, mas alguns dos mais comuns incluem cromo, cobalto, molibdênio, níquel, tungstênio e vanádio.

Devido à incrível variedade de ligas de aço, você pode criar aços com quase todas as propriedades possíveis usando elementos de liga. Dito isto, alguns desses aços são relativamente caros.

Estes tendem a ser mais resistentes à corrosão e são preferidos para algumas peças de automóveis, tubulações, cascos de navios e projetos mecânicos. Para este, a força depende da concentração dos elementos que contém.

3. Aço ferramenta

O aço ferramenta é famoso por ser duro e resistente ao calor e a arranhões. O nome é derivado do fato de que eles são muito comumente usados ​​para fazer ferramentas de metal, como martelos.

Estes são aços usados ​​para atividades de ferramentaria, como perfuração. Comumente compostos de molibdênio, vanádio, tungstênio e cobalto, os aços para ferramentas são resistentes ao calor, duráveis ​​e fortes.

Existem 6 graus de aço ferramenta:

• Endurecimento ao ar
• Endurecimento da água
• Tipo D
• Trabalho a quente
• Tipos resistentes a choques
• Endurecimento do óleo

4. Aço inoxidável

Por último, mas não menos importante, os aços inoxidáveis ​​são provavelmente o tipo mais conhecido no mercado. Este tipo é brilhante e geralmente possui cerca de 10 a 20% de cromo, que é seu principal elemento de liga.

Esta combinação permite que o aço seja resistente à corrosão e facilmente moldado em vários formatos. Devido à sua fácil manipulação, flexibilidade e qualidade, o aço inoxidável pode ser encontrado em equipamentos cirúrgicos, aplicações domésticas, talheres e até mesmo implementado como revestimento externo para edifícios comerciais/industriais.

MAIS: O que é Aço Inoxidável?

Usos do aço

Ferro e aço são amplamente utilizados na construção de estradas, ferrovias, outras infraestruturas, eletrodomésticos e edifícios. A maioria das grandes estruturas modernas, como estádios e arranha-céus, pontes e aeroportos, são sustentados por um esqueleto de aço. Mesmo aqueles com estrutura de concreto empregam aço para reforço.

Alguns Usos do aço é dado abaixo:

• O aço é ecologicamente correto e sustentável. Possui grande durabilidade.
• Comparado a outros materiais, o aço requer uma baixa quantidade de energia para produzir uma construção leve de aço.
• O aço é o material mais reciclado do mundo e pode ser reciclado com muita facilidade. Suas propriedades magnéticas únicas o tornam um material fácil de recuperar do fluxo para ser reciclado.
• O aço pode ser projetado em várias formas. Dá melhor forma e borda do que o ferro que é usado para fazer armas.
• Os aços de engenharia são usados ​​para setores de engenharia e manufatura em geral.
• O aço é muito utilizado na indústria automobilística. Diferentes tipos de aços são usados ​​na carroceria, nas portas, no motor, na suspensão e no interior do carro. A média de 50% de um carro é feito de aço.
• O aço reduz as emissões de CO2.
• Todos os tipos de setores de energia demandam aço para infraestrutura e extração de recursos.
• Os aços inoxidáveis ​​são usados ​​para produzir plataformas e dutos offshore.
• Os aços são usados ​​para embalar e proteger mercadorias da exposição à água, ao ar e à luz.
• A maioria dos eletrodomésticos, como geladeira, TV, forno, pia, etc, são feitos de aço.
• Os aços são usados ​​para produzir produtos industriais, como veículos e máquinas agrícolas.
• O aço inoxidável é usado como material de talheres.
• Por causa de sua capacidade de soldagem fácil e acabamento atraente, o aço tornou-se uma característica proeminente na arquitetura moderna.
• O aço inoxidável proporciona um ambiente higiênico. É por isso que é usado para implantes cirúrgicos.
• O aço tem uma faixa de temperatura mais ampla que é usada para fazer chapas grandes.
• Recursos de energia renovável como energia solar, hídrica e eólica usam os componentes de aço inoxidável.
• O aço macio é usado para construção civil. É também um material de estrutura de construção altamente favorecido.

Perguntas frequentes.

O que é um aço?

O aço é uma liga de ferro com tipicamente uma pequena porcentagem de carbono para melhorar sua resistência e resistência à fratura em comparação com o ferro. Muitos outros elementos podem estar presentes ou adicionados. Os aços inoxidáveis ​​resistentes à corrosão e à oxidação normalmente precisam de 11% de cromo adicional.

Do que é feito o aço?

Aço, uma liga de ferro e carbono na qual o teor de carbono varia até 2% (com maior teor de carbono, o material é definido como ferro fundido).

Qual ​​é o ponto de fusão do aço?

O ponto de fusão do aço varia de 2500-2800°F ou 1371-1540°C. Por que um intervalo? Por que não apenas um único ponto no termômetro? Ao contrário de um metal puro, como o ferro, o aço é uma liga.

O que é composição de aço?

O aço é uma liga de ferro e carbono contendo menos de 2% de carbono e 1% de manganês e pequenas quantidades de silício, fósforo, enxofre e oxigênio. O aço é o material de engenharia e construção mais importante do mundo.

Quais são as propriedades do aço?

O aço tem uma série de propriedades, incluindo dureza, tenacidade, resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento, resistência à fadiga, corrosão, plasticidade, maleabilidade e fluência.

Quais são os tipos de aço?

Os quatro principais tipos de aço:

1. Aço carbono. O aço carbono parece opaco, fosco e é conhecido por ser vulnerável à corrosão.
2. Aço de liga. Em seguida, vem a liga de aço, que é uma mistura de vários metais diferentes, como níquel, cobre e alumínio.
3. Aço ferramenta.
4. Aço inoxidável.

Para que o aço é usado?

O aço é o material de engenharia e construção mais importante do mundo. É usado em todos os aspectos de nossas vidas; em carros e produtos de construção, geladeiras e máquinas de lavar, navios de carga e bisturis cirúrgicos. Ele pode ser reciclado uma e outra vez sem perda de propriedade.

O aço é um metal?

Como o aço é uma liga, não é um elemento puro e, como resultado direto, não é realmente um metal. Em vez disso, é na verdade uma variante de um metal. Embora o aço seja composto de ferro – que é metal – o carbono não metálico em sua composição química significa que não é um metal puro, portanto, não pode ser classificado como um.

Por que é chamado de aço?

O substantivo aço origina-se do adjetivo proto-germânico stakhlijan que, quando traduzido para o inglês, significa “feito de aço”, que também está relacionado ao termo stakhla que significa “ficar rápido”. A raiz da palavra stakhla é stak, que significa “ficar, colocar ou ser firme”.

Quem inventou o aço?

Henry Bessemer, um dos inventores mais importantes da Segunda Revolução Industrial, Bessemer também fez mais de 100 outras invenções nas áreas de ferro, aço e vidro.

O aço é um mineral?

O aço não é um mineral porque é uma liga produzida por pessoas. “Inorgânico” significa que a substância não é feita por um organismo.

Por que o aço é tão importante?

A indústria siderúrgica é fundamental para a economia dos EUA. O aço é o material de escolha para muitos elementos de fabricação, construção, transporte e vários produtos de consumo. Tradicionalmente valorizado por sua resistência, o aço também se tornou o material mais reciclado.

Qual ​​é a importância do aço em nossa vida diária?

O aço teve uma grande influência em nossas vidas, nos carros que dirigimos, nos prédios em que trabalhamos, nas casas em que moramos e em inúmeras outras facetas intermediárias. O aço é usado em nossas torres de linhas de energia elétrica, gasodutos de gás natural, máquinas-ferramentas, armas militares - a lista é interminável.

O aço é um bom material?

O aço não é inflamável e resiste à flambagem ou empenamento, por isso é a escolha principal para áreas propensas a terremotos. Por ser fabricada, ao contrário da madeira, tem qualidade e resistência uniformes. Além disso, continuam a ser feitos avanços que mantêm o aço à frente de outros materiais de construção em termos de resistência padrão.

O aço é melhor ou o ferro?

Propriedades do Ferro. O aço é mais forte do que o ferro (rendimento e resistência à tração final) e mais resistente do que muitos tipos de ferro também (geralmente medido como tenacidade à fratura). Os tipos mais comuns de aço têm adições inferiores a. 5% de carbono em peso.

Qual ​​é a diferença entre ferro e aço?

A principal diferença entre o ferro e o aço é que o primeiro é metal, enquanto o último é uma liga. O ferro é simplesmente um elemento metálico que ocorre naturalmente na Terra. Em comparação, o aço é uma liga artificial feita pela mistura de ferro e carbono.

Qual ​​é a resistência do aço?

A resistência média à tração e ao escoamento de uma peça de aço carbono pode variar tremendamente dependendo do teor de carbono do aço e de outros fatores de fabricação. O aço AISI 1020, aço macio de baixo carbono, tem um limite de escoamento de 47.900 psi e uma resistência à tração de 65.300 psi.

Qual ​​país inventou o aço?

A Índia produziria o primeiro aço verdadeiro. Por volta de 400 aC, os metalúrgicos indianos inventaram um método de fundição que ligava a quantidade perfeita de carbono ao ferro. A chave era um receptáculo de barro para o metal fundido:um cadinho.

Onde o aço encontra?

No mais básico, o aço é feito misturando carbono e ferro a temperaturas muito altas (acima de 2600°F). A siderurgia primária cria aço a partir de um produto chamado “ferro-gusa”. O ferro-gusa é o ferro fundido, a partir do minério, que contém mais carbono do que o correto para o aço.

O aço é considerado uma rocha?

Todos os minérios são minerais, mas nem todos os minerais são minérios. O minério de Ferro é Hematita, Magnetita. Ao retirar as impurezas do minério, obtemos o aço. Como o aço é uma liga de ferro e carbono e muitas vezes vários outros elementos, as ligas de aço normalmente não existem na rocha natural.

Como o aço é feito naturalmente?

O aço é produzido a partir do ferro-gusa, removendo parte do carbono em um conversor básico de oxigênio e adicionando vários elementos de liga, como manganês, cromo, cobre, níquel, titânio, molibdênio, tungstênio e vanádio. O aço também é feito pela reciclagem de sucata ferrosa em um forno elétrico a arco.

O que é único no aço?

O aço é cerca de 1.000 vezes mais forte que o ferro em sua forma mais pura e pode ser reciclado sem perda de resistência. O aço é o principal material usado no fornecimento de energia renovável, como energia solar, hídrica e eólica.

Como a siderurgia beneficia a sociedade?

Baixas Emissões. Naturalmente, a eficiência energética significa que o aço contribui ativamente para um futuro de baixo carbono, reduzindo as emissões gerais de CO2. Será central na construção de uma sociedade forte e sustentável. Além disso, “tornar-se verde” tem incentivos comerciais:bom PR para sua empresa e deduções fiscais também.

Por que o aço é o melhor?

Mais resistência à temperatura:o aço pode suportar uma faixa mais ampla de temperaturas em comparação com a maioria dos plásticos comerciais. Além disso, o aço pode suportar flutuações de temperatura rápidas ou cíclicas melhor do que a maioria dos plásticos. Mais resistência à corrosão:O aço inoxidável resiste à corrosão em ambientes atmosféricos e de água pura.