O que é Aço? Propriedades, Usos e Tipos Explicados

O que é Aço?

O aço é uma liga composta de ferro com tipicamente alguns décimos de porcento de carbono para melhorar sua resistência e resistência à fratura em comparação com outras formas de ferro. Muitos outros elementos podem estar presentes ou ser adicionados. Aços inoxidáveis que são resistentes à corrosão e oxidação precisam tipicamente de 11% adicionais de cromo.

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

Dependendo da temperatura, pode assumir duas formas cristalinas (formas alotrópicas): cúbico de corpo centrado e cúbico de face centrada. A interação dos alótropos do ferro com os elementos de liga, principalmente carbono, dá 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 mole e facilmente conformado. No aço, pequenas quantidades de carbono, outros elementos e inclusões dentro do ferro atuam como agentes de endurecimento que impedem o movimento de discórdias.

Quando o aço foi inventado?

A produção mais antiga conhecida de aço é vista em peças de utensílios de ferro escavadas de um sítio arqueológico na Anatólia (Kaman-Kalehöyük) e tem quase 4.000 anos, datando de 1800 a.C. Horácio identifica armas de aço como a falcata na Península Ibérica, enquanto o aço Nórico era usado pelo exército romano.

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, então não pode ser classificado como um.

Então, aí está. O aço não é um metal.

Composição do Aço

O aço é uma liga de ferro e carbono na qual o teor de carbono varia até 2 por cento (com maior teor de carbono, o material é definido como ferro fundido). De longe, o material mais amplamente usado para construir a infraestrutura e indústrias do mundo, é usado para fabricar tudo, desde agulhas de costura até petroleiros. Além disso, as ferramentas necessárias para construir e fabricar tais 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 várias propriedades, incluindo dureza, tenacidade, resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento, resistência à fadiga, corrosão, plasticidade, maleabilidade e fluência.

As propriedades mais importantes em aço resistente ao desgaste e abrasão são:

• DUREZA é a capacidade do material de suportar atrito e abrasão. Vale notar que, embora possa significar o mesmo que resistência e tenacidade na linguagem coloquial, isso é muito diferente de resistência e tenacidade no contexto de propriedades de metais.
• TENACIDADE é difícil de definir, mas geralmente é a capacidade de absorver energia sem fraturar ou romper. Também é definida como a resistência de um material à fratura quando tensionado. Geralmente medida em ft-lbs/pol² ou Joules/cm². É importante distinguir isso da dureza, pois um material que se deforma severamente sem quebrar pode ser considerado extremamente tenaz, mas não duro.
• LIMITE DE ESCOAMENTO é uma medida da força necessária para iniciar a deformação do material (ou seja, dobrar ou empenar).
• RESISTÊNCIA À TRAÇÃO é uma medida da força necessária para romper o material.
• ALONGAMENTO (ou Ductilidade) é o "Grau" em que o material pode ser esticado ou comprimido antes de quebrar. É expresso como porcentagem do comprimento testado e está entre a resistência à tração e o limite de escoamento (ou seja, qual porcentagem o material dobra antes de quebrar).

Propriedades Físicas Básicas do Aço

O aço tem 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 mais alto 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 escaldantes, o que não é surpreendente, pois este elemento é usado 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 a mudanças de tamanho com mudanças de temperatura do que, por exemplo, cobre (16,7), estanho (21,4) e chumbo (29,1).

Do que o aço é feito?

O aço é feito por uma liga de ferro e carbono na qual o teor de carbono varia até 2 por cento (com maior teor de carbono, 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, o carbono liga-se ao ferro criando uma estrutura molecular forte. A microestrutura de rede resultante ajuda a alcançar certas propriedades de 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 suas propriedades de material. O método de fabricação e tratamento do aço aprimora ainda mais essas capacidades.

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 uma faixa? 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 sobre a qual você está falando. O termo liga é quase sempre usado incorretamente hoje em dia, especialmente entre 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 resistência, 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, saído do solo, derrete a cerca de 1510 graus C (2750°F). O aço frequentemente derrete a cerca 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 uma faixa? Por que não apenas um único ponto no termômetro?

Ao contrário de um metal puro como o ferro, o aço é uma liga. Metais puros têm uma temperatura precisa, que é seu ponto de fusão. Ligas, no entanto, incluem múltiplos elementos com diferentes pontos de fusão. Portanto, 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 abaixa 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 varia 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 para a equação. Os principais elementos que compõem o aço inoxidável são ferro, cromo e níquel.

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

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

Como o ponto de fusão varia entre diferentes graus?

O aço inoxidável vem em cinco famílias e mais de 150 graus. Apenas 15 desses graus são comumente usados, no entanto.

Os dois graus mais populares de aço inoxidável são 304 e 316. Ambos os graus fazem parte da família de aços inoxidáveis austeníticos, 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 criogênicas até o ponto de fusão.

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

Diferentes Tipos de Aço

Os Quatro Principais Tipos de Aço:

• Aço Carbono
• Aço Liga
• Aço Inoxidável
• Aço Ferramenta

1. Aço Carbono

O aço carbono tem aparência fosca, mate e é conhecido por ser vulnerável à corrosão. No geral, existem três subtipos: baixo, médio e alto carbono, com baixo contendo cerca de 0,30% de carbono, médio 0,60% e alto 1,5%.

O próprio nome vem da realidade de que contêm uma quantidade muito pequena de outros elementos de liga. São excepcionalmente fortes, por isso são frequentemente usados para fazer coisas como facas, fios de alta tensão, peças automotivas e itens semelhantes.

• Aço que contém até 2% de carbono
• Aço que não contém quantidades padrão de elementos que o classificariam como "aço liga" (ex: 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 têm certos teores de magnésio-cobre, embora essas definições sejam contestadas entre indústrias. Para nossos propósitos, estamos falando das duas primeiras definições.

Tipos de Aço Carbono

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

• Aço Baixo Carbono. Aço de baixo carbono (ou "aço carbono suave" ou "aço carbono comum") refere-se a aços carbono que têm até 0,30% de teor de carbono. Este é, de longe, o tipo mais comum de aço 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 que nos aços médio e alto, o aço de baixo carbono é fácil de conformar e perfeito para aplicações onde a resistência à tração não é uma questão imediata, como vigas estruturais.
• Aço Médio Carbono. Aço de médio carbono refere-se a aços carbono que têm 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 de 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 conformar e soldar.
• Aço 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 com uma compensação. É muito difícil soldar, cortar ou conformar aço de alto carbono.

2. Aço 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 variedade incrivelmente ampla de aços liga, mas alguns dos mais comuns incluem Cromo, Cobalto, Molibdênio, Níquel, Tungstênio, Vanádio.

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

Estes tendem a ser mais resistentes à corrosão e são favorecidos para algumas peças de carros, dutos, cascos de navios e projetos mecânicos. Para este, a resistência depende da concentração dos elementos que contém.

3. Aço Ferramenta

O aço ferramenta é famoso por ser duro e resistente ao calor e abrasão. O nome deriva do fato de serem 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 de ferramenta são resistentes ao calor, duráveis e fortes.

Existem 6 graus de aço ferramenta:

• Endurecimento ao ar
• Endurecimento à água
• Tipo D
• Trabalho a quente
• Tipos resistentes a choque
• Endurecimento a 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 tem 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 muito facilmente moldado em formas variadas. Devido à sua fácil manipulação, flexibilidade e qualidade, o aço inoxidável pode ser encontrado em equipamentos cirúrgicos, aplicações domésticas, talheres e até implementado como revestimento externo para edifícios comerciais/industriais.

MAIS: O que é Aço Inoxidável?

Usos do Aço

Ferro e aço são amplamente usados na construção de estradas, ferrovias, outra infraestrutura, eletrodomésticos e edifícios. A maioria das grandes estruturas modernas, como estádios e arranha-céus, pontes e aeroportos, são suportadas por um esqueleto de aço. Mesmo aquelas com estrutura de concreto empregam aço para reforço.

Alguns Usos do aço são dados abaixo:

• O aço é ecologicamente correto e sustentável. Possui grande durabilidade.
• Comparado a outros materiais, o aço requer baixa quantidade de energia para produzir construção leve de aço.
• O aço é o material mais reciclado do mundo, que pode ser reciclado muito facilmente. 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 corte que o ferro usado para fazer armas.
• Aços de engenharia são usados para setores gerais de engenharia e manufatura.
• O aço é altamente usado na indústria automobilística. Diferentes tipos de aços são usados em carroceria, portas, motor, suspensão e interior. A média de 50% de um carro é feita de aço.
• O aço reduz emissões de CO2.
• Todos os tipos de setores de energia demandam aço para infraestrutura e extração de recursos.
• Aços inoxidáveis são usados para produzir plataformas offshore e dutos.
• Aços são usados para embalagem e proteção de mercadorias contra água, ar e exposição à luz.
• A maioria dos eletrodomésticos como geladeira, TV, forno, pias, etc. são feitos de aço.
• Aços são usados para produzir bens industriais como veículos e máquinas agrícolas.
• Aço inoxidável é usado como material de talheres.
• Devido à sua fácil capacidade de soldagem e acabamento atraente, o aço tornou-se uma característica proeminente na arquitetura moderna.
• Aço inoxidável dá um ambiente higiênico. Por isso é usado para implantes cirúrgicos.
• O aço tem uma faixa de temperatura mais ampla, usada para fazer grandes chapas.
• Recursos de energia renovável como solar, hidrelétrica e eólica usam componentes de aço inoxidável.
• Aço suave é usado para construção de edifícios. Também é um material de estrutura de construção altamente favorecido.

Perguntas Frequentes

O que é Aço?

O aço é uma liga de ferro com tipicamente alguns por cento de carbono para melhorar sua resistência e resistência à fratura em comparação ao ferro. Muitos outros elementos podem estar presentes ou adicionados. Aços inoxidáveis que são resistentes à corrosão e oxidação precisam tipicamente de 11% adicionais de cromo.

Do que o aço é feito?

O aço, uma liga de ferro e carbono na qual o teor de carbono varia até 2 por cento (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 uma faixa? Por que não apenas um único ponto no termômetro? Ao contrário de um metal puro como o ferro, o aço é uma liga.

Qual é a Composição do 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 várias 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 tem aparência fosca, mate e é conhecido por ser vulnerável à corrosão.
2. Aço Liga. Em seguida vem o aço liga, 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. Pode ser reciclado indefinidamente 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, então não pode ser classificado como um.

Por que é chamado aço?

O substantivo aço origina-se do adjetivo proto-germânico stakhlijan que, quando traduzido para seu equivalente em inglês, significa "feito de aço", que também está relacionado ao termo stakhla que significa "firme". A raiz da palavra stakhla é stak, significando "ficar em pé, colocar ou ser firme".

Quem inventou o aço?

Henry Bessemer, um dos inventores mais significativos da Segunda Revolução Industrial, Bessemer também fez mais de 100 outras invenções nos campos 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 do aço é crítica para a economia dos EUA. O aço é o material de escolha para muitos elementos de manufatura, construção, transporte e vários produtos de consumo. Tradicionalmente valorizado por sua resistência, o aço também se tornou o material mais reciclado.

Qual a importância do aço em nossa vida diária?

O aço teve grande influência em nossas vidas, os carros que dirigimos, os edifícios em que trabalhamos, as casas em que vivemos e incontáveis outras facetas entre eles. O aço é usado em nossas torres de linhas de energia elétrica, dutos de gás natural, ferramentas de máquina, armas militares — a lista é infinita.

O aço é um bom material?

O aço é não inflamável e resiste a flambagem ou empenamento, então é uma escolha principal para áreas propensas a terremotos. Como é manufaturado, diferente da madeira, tem qualidade e resistência uniformes. Além disso, avanços continuam a ser feitos que mantêm o aço à frente de outros materiais de construção em termos de resistência padrão.

O aço é melhor que o ferro?

Propriedades do Ferro. O aço é mais forte que o ferro (limite de escoamento e resistência à tração última) e mais tenaz que muitos tipos de ferro também (frequentemente medido como tenacidade à fratura). Os tipos mais comuns de aço têm adições de menos de 0,5% de carbono em peso.

Qual a diferença entre ferro e aço?

A diferença primária entre ferro e 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 feita pelo homem que é feita misturando ferro e carbono juntos.

Quão forte é o aço?

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

Qual país inventou o aço?

A Índia produziria o primeiro aço verdadeiro. Por volta de 400 a.C., metalúrgicos indianos inventaram um método de fundição que aconteceu de ligar a quantidade perfeita de carbono ao ferro. A chave foi um receptáculo de argila para o metal fundido: um cadinho.

Onde o aço é encontrado?

No nível mais básico, o aço é feito misturando carbono e ferro a temperaturas muito altas (acima de 2600°F). A produção primária de aço cria aço a partir de um produto chamado "ferro-gusa". O ferro-gusa é ferro fundido, 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. Removendo impurezas do minério, obtemos aço. Como o aço é uma liga de ferro e carbono e frequentemente vários outros elementos, ligas de aço não existem normalmente em rochas naturais.

Como o aço é feito naturalmente?

O aço é produzido a partir de ferro-gusa removendo parte do carbono em um conversor de oxigênio básico 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 forno a arco elétrico.

O que é único sobre o aço?

O aço é aproximadamente 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 na entrega de energia renovável como solar, hidrelétrica e eólica.

Como a fabricação de aço beneficia a sociedade?

Baixas Emissões. Naturalmente, a eficiência energética significa que o aço contribui ativamente para um futuro de baixo carbono reduzindo emissões gerais de CO2. Será central na construção de uma sociedade forte e sustentável. Além disso, "ficar verde" tem incentivos de negócios: 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 comparado à maioria dos plásticos comerciais. Além disso, o aço pode suportar flutuações de temperatura rápidas ou cíclicas melhor que a maioria dos plásticos. Mais resistência à corrosão: Aço inoxidável resiste à corrosão em ambientes atmosféricos e de água pura.