Como o Carbono Molda o Aço: Aumentando Resistência e Versatilidade

A transformação do aço é possível graças ao carbono. O teor de carbono no aço altera suas propriedades para diferentes aplicações. Propriedades de tração podem criar desde aço maleável até chapas de blindagem resistentes a impactos, utilizando uma porcentagem medida de carbono no aço.

Propriedades do Aço

O ferro é o metal base do aço, mas é demasiado mole para ser produtivo. Quando a austenita e a ferrita (formas de carbono) são introduzidas, diferentes formações de aço podem ser realizadas. Outros elementos de liga, como a cementita, também podem ser usados para alterar o valor estrutural do aço. O aquecimento e resfriamento controlados subsequentes solidificam o material.

Melhorias na Produção

Antes de 1968, o processo Bessemer era a base da produção comercial de aço. Oxigênio era usado para queimar impurezas como silício, manganês e carbono. Em 1968, fornos a oxigênio básico foram desenvolvidos para melhorar o controle e a velocidade do oxigênio. Hoje, mais de 66% de toda a produção mundial de aço utiliza este processo.

Aços-carbono Mais Utilizados

Existem 3 tipos de aços-carbono usados frequentemente em diferentes aplicações. Os níveis de carbono criam a tração adequada para fabricação, soldagem e determinação da segurança estrutural de cada projeto.

• Baixo carbono tem a menor porcentagem de carbono por peso (0,05–0,25%). É usado principalmente em produtos laminados a plano, como fios, chapas de estanho e painéis de carroceria automotiva.
• Médio carbono aumenta o teor de carbono para 0,30–0,60%. Adiciona-se manganês (0,60–1,65%) e a condição de têmpera muda para uma forma mais resiliente. Aço estrutural, como eixos, engrenagens e trilhos, suportam maior resistência usando aço de médio carbono.
• Alto carbono varia de 0,60–1,00% com manganês combinado de 0,30–0,90% por peso. Conhecido pela combinação ótima de resistência, dureza, tenacidade e resistência ao desgaste, este tipo de aço estrutural é reservado para produtos como facas, eixos de serviço pesado e barras de metal duro.

A Importância das Propriedades Mecânicas

Existe uma química na criação de aço estrutural conhecida como metalurgia. Através do estudo e pesquisa da oxidação e adição ou remoção de elementos, observa-se que qualquer aumento de carbono acima de 0,12% prova ser insignificante. Propriedades mecânicas são então introduzidas no aperfeiçoamento do aço estrutural para alinhá-lo com condições atmosféricas. Corrosão atmosférica é comum no aço estrutural sem o auxílio de certas propriedades mecânicas. O carbono pode formar uma tração desejada em aços-carbono convencionais, mas maior resistência aos elementos é entregue através de aços micro-ligados.

Tratamento Térmico em Aços de Baixa Liga

Regulamentações podem se aplicar a aços de baixa liga tratados termicamente, bem como têmpera e revenido, normalizado e revenido. Ligas, como o aço, são usadas para proteger contra corrosão e outras degradações ambientais. Também auxiliam na formação de tenacidade após tratamento térmico.

1. Aços de baixo carbono têmperados e revenidos são excelentes para forjamento ou fundição.
2. Aços de médio carbono ultra alta resistência funcionam bem como tarugos, barras, vergalhões, chapas e tubos.
3. Aços para rolamentos são usados em aplicações de rolamentos de esferas e rolos e podem ser de alto ou baixo carbono – dependendo da aplicação.
4. Aços cromo-molibdênio são frequentemente exigidos nas indústrias de petróleo e gás devido à resistência à oxidação e corrosão e proteção a altas temperaturas.

As propriedades químicas e mecânicas do aço estrutural podem ser ajustadas para quase qualquer tipo de aplicação, mas apenas quando o carbono tem permissão para desempenhar um papel significativo. Dependendo da indústria e requisitos atmosféricos de um trabalho, a fórmula perfeita pode ser feita. Leve em conta a resistência, resistência a elementos, preocupações ambientais e padrões de desempenho estabelecidos por agências regulatórias ao decidir como melhorar sua situação atual.

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