Aço Baixo Carbono vs. Alto Carbono: Principais Diferenças Explicadas

Segundo composição química, aço divide-se em: aço carbono e aço liga.

Aço carbono subdivide-se em:

• Aço baixo carbono: teor de C < 0,25%.
• Aço médio carbono: C = 0,25–0,6%.
• Aço alto carbono: C > 0,6%.

Aço doce (Mild steel) = aço carbono com C < 0,25%. Baixa resistência, dureza baixa, maciez → "aço doce". Inclui a maioria dos aços estruturais de carbono comuns e alguns aços estruturais de carbono de qualidade. Maioria usada para peças estruturais de engenharia sem tratamento térmico; alguns para peças mecânicas que exigem resistência ao desgaste após cementação e outros tratamentos.

Aço médio carbono: boa trabalhabilidade a quente e corte; soldabilidade ruim. Resistência e dureza > baixo carbono; plasticidade e tenacidade < baixo carbono. Usado diretamente sem tratamento, material laminado a frio, trefilado, ou após tratamento. Temperado e revenido: boas propriedades mecânicas globais. Dureza máxima ~ HRC55 (HB538), σb 600–1100 MPa. Por isso, aço médio carbono é o mais usado em aplicações de nível médio de resistência. Além de material de construção, amplamente usado na fabricação de peças mecânicas diversas.

Aço alto carbono (High Carbon Steel) = aço ferramenta (tool steel), C = 0,60–1,70%. Pode ser temperado e revenido; soldabilidade ruim. Martelos, pés-de-cabra: aço C ~ 0,75%. Ferramentas de corte (brocas, machos, alisadores): aço C 0,90–1,00%.

Soldabilidade do aço depende principalmente da composição química. Elemento mais influente: carbono → teor de carbono determina soldabilidade. Outros elementos de liga geralmente não favorecem soldagem, mas influência muito menor que carbono.

• Baixo carbono: boa soldabilidade; geralmente sem medidas especiais. Só eletrodos alcalinos em baixa temp, chapas grossas ou alta exigência, com pré-aquecimento adequado. Se C e S no limite superior: eletrodos baixo-hidrogênio de qualidade + pré e pós-aquecimento + forma de chanfro razoável + reduzir razão de fusão → evitar trincas a quente.
• Médio carbono: tendência a trinca a frio. Maior C → maior tendência de endurecimento na ZTA → maior tendência trinca a frio → pior soldabilidade. Com aumento de C no metal base, C no metal de solda também aumenta. Com efeito adverso do enxofre → fácil trinca a quente na solda. Soldagem: eletrodos alcalinos com boa resistência a trinca + pré e pós-aquecimento para reduzir tendência de trinca.
• Alto carbono: alta tensão de soldagem por alto C. Endurecimento e trinca a frio na ZTA maiores; solda mais propensa a trinca a quente. Pior soldabilidade → não usado em estruturas soldadas gerais; só reparo de fundição ou revestimento. Após solda: revenimento para eliminar tensão, fixar estrutura, prevenir trincas, melhorar desempenho da solda.