Aço Médio Carbono: Propriedades, Usos e Vantagens

O aço é uma liga de metais que consiste principalmente de ferro e contém 0,2 a 2,1 por cento de carbono. Todo aço contém carbono, mas o termo "aço carbono" aplica-se especificamente ao aço que tem o carbono como principal elemento de liga. O aço médio carbono é o aço carbono que contém entre 0,30 e 0,60 por cento de carbono. Também tem teor de manganês entre 0,6 e 1,65 por cento. Este tipo de aço proporciona um bom equilíbrio entre resistência e ductilidade, sendo comum em muitos tipos de peças de aço.

Efeito do Carbono na Estrutura do Ferro

O ferro consiste em uma rede cristalina de átomos de ferro que permitem que os átomos deslizem uns sobre os outros, tornando o ferro puro relativamente macio. O carbono no aço reduz esta tendência, tornando o aço médio carbono mais duro que o ferro. Elementos adicionais como cromo, manganês, tungstênio e vanádio também podem atuar como agentes de endurecimento no aço. A proporção precisa destes elementos determina as propriedades específicas do aço.

Equilíbrio entre Dureza e Ductilidade

Carbono adicional torna o aço mais duro, mas também mais frágil, então a fabricação de aço carbono requer equilíbrio entre dureza e ductilidade. Os usos mais comuns de aço médio carbono são em máquinas pesadas, como eixos, virabrequins, acoplamentos e engrenagens. Aço com teor de carbono entre 0,4 e 0,6 por cento é comumente usado na indústria ferroviária para fabricar eixos, trilhos e rodas.

Tratamento Térmico

O tratamento do aço médio carbono com calor altera significativamente as propriedades mecânicas, como ductilidade, dureza e resistência. O tratamento térmico afeta levemente outras propriedades, como capacidade de conduzir calor e eletricidade. Existem diversos métodos para tratar aço com calor.

Têmpera e Revenimento

O teor de carbono e manganês no aço médio carbono torna a têmpera e o revenimento o método mais comum de tratamento térmico para este tipo de aço. Este processo geralmente envolve aquecer repetidamente o aço a menos de 723°C (1.333°F) e resfriá-lo rapidamente por têmpera em líquido como óleo ou água. A temperatura e o tempo permitem ao fabricante controlar precisamente as propriedades finais do aço.

Cementação (Case Hardening)

A cementação é um processo para endurecer o aço que afeta apenas o exterior. Produz um exterior duro e resistente à água com interior mais dúctil. O aço carbono é frequentemente cementado porque é difícil endurecer completamente uma peça grossa de aço carbono. Aços com mais elementos de liga que o aço médio carbono têm maior capacidade de endurecimento e podem não precisar de cementação.