AÇO PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS E UTILIZAÇÃO

1. INTRODUÇÃO

O Aço é um “elemento” de suma importância, e de grande relevância para diversas áreas de produção e crescimento social. Como há de ser elucidado nos trechos que seguem, o que conhecemos por aço nada mais é que a liga metálica formada entre os dois elementos químicos conhecidos como ferro, e carbono, em quantidades que variam entre si;

“Aços são ligas ferro-carbono com teor de carbono de até 2% em peso. É de longe o material mais amplamente empregado na fabricação de bens de consumo e bens de produção, nas indústrias, na fabricação de máquinas, veículos automotores, na construção civil, etc. O aço é utilizado para fabricar quase tudo, desde uma agulha de costura até tanques de armazenamento de óleo. Além disso, as ferramentas, necessárias para construir e fabricar esses artigos, são também fabricadas em aço"

Apesar de sempre apresentada com estes dois elementos básicos, a liga ainda pode sofrer adição de elementos secundários como cobalto, cromo, magnésio, e alguns outros. Essas adições produzem diferentes ligas a serem discutidas na sequência.  No presente trabalho, há a explanação referente a todos os itens supracitados.

Gostaríamos de salientar que, devido à enorme gama de possibilidades de utilização, extenso histórico de produção, e as mais variadas características particulares de cada aço, optamos por uma abordagem que se relaciona com a utilização do aço dentro das disciplinas de Engenharia Civil e Mecânica. 

1. OBJETIVO

        O presente trabalho tem como objetivo principal trazer a luz algumas das diversas utilizações possíveis do aço, bem como suas mais variadas tipologias, meios de confecção, e características principais e particulares de cada uma destas. Neste apresentaremos as características de formação das diversas ligas metálicas consideradas como aço, as características de formação e os métodos utilizados para trabalhar tais ligas.

1. DESENVOLVIMENTO

1. HISTÓRIA

O desenvolvimento de aço pode ser rastreado até 4000 anos para o início da Idade do Ferro. Provando ser mais difícil e mais forte do que o bronze, que tinha sido anteriormente o metal mais amplamente utilizado, de ferro começou a deslocar bronze e aço em armas e ferramentas.

Para os seguintes milhares de anos, no entanto, a qualidade de ferro produzido iria depender tanto do minério disponível como sobre os métodos de produção.

Até o século 17, as propriedades do ferro foram bem compreendidos, mas a crescente urbanização na Europa exigiu um metal estrutural mais versátil.

E, no século 19, a quantidade de ferro que estão sendo consumidos pela expansão ferrovias fornecidas metalúrgicos com o incentivo financeiro para encontrar uma solução para a fragilidade do ferro e processos de produção ineficientes.

Sem dúvida, porém, o grande avanço na história do aço veio em 1856, quando Henry Bessemer desenvolveu uma forma eficaz de usar o oxigênio para reduzir o teor de carbono no ferro: A indústria siderúrgica moderna nasceu.

Um dos principais motivos que levaram ao tardio uso do ferro no Brasil (e conseqüentemente do aço), foram as altas temperaturas, necessárias para sua fabricação, e que encareciam seu processo de fabricação, dificultando tanto a popularização quanto a comercialização.

1. PRODUÇÕES E DEFINIÇÕES

A usina siderúrgica é a empresa responsável pela transformação do minério de ferro em aço, de maneira que ele possa ser usado comercialmente. Este processo tem o nome de Redução.

Primeiramente, o minério – cuja origem básica é o óxido de ferro (FeO) – é aquecido em fornos especiais (alto fornos), em presença de carbono (sob a forma de coque ou carvão vegetal) e de fundentes (que são adicionados para auxiliar a produzir a escória, que, por sua vez, é formada de materiais indesejáveis ao processo de fabricação). O objetivo desta primeira etapa é reduzir ao máximo o teor de oxigênio da composição FeO.

         A partir disso, obtém-se o denominado ferro-gusa, que contem de 3,5 a 4,0% de carbono em sua estrutura. Como resultado de uma segunda fusão, tem-se o ferro fundido, com teores de carbono entre 2 e 6,7%. Após uma análise química do ferro, em que se verificam os teores de carbono, silício, fósforo, enxofre, manganês entre outros elementos, o mesmo segue para uma unidade da siderúrgica denominada aciaria, onde será finalmente transformado em aço.

        O aço, por fim, será o resultado da descarbonatação do ferro gusa, ou seja, é produzido a partir deste, controlando-se o teor de carbono para no máximo 2%. O que temos então, é uma liga metálica constituída basicamente de ferro e carbono, este último variando de 0,008% até aproximadamente 2,11%, além de certos elementos residuais resultantes de seu processo de fabricação.

O limite de 0,008% de carbono está relacionado à sua máxima solubilidade no ferro à temperatura ambiente (solubilidade é a capacidade do material de se fundir em solução com outro), enquanto que o segundo - 2,11% - à temperatura de 1148° C.

Os aços diferenciam-se entre si pela forma, tamanho e uniformidade dos grãos que o compõem e, é claro, por sua composição química. Esta pode ser alterada em função do interesse de sua aplicação final, obtendo-se através da adição de determinados elementos químicos, aços com diferentes graus de resistência mecânica, soldabilidade, ductilidade, resistência à corrosão, entre outros. De maneira geral, os aços possuem excelentes propriedades mecânicas: resistem bem à tração, à compressão, à flexão, e como é um material homogêneo, pode ser laminado, forjado, estampado, estriado e suas propriedades podem ainda ser modificadas por tratamentos térmicos ou químicos.

1. ESTRUTURA DE FORMAÇÃO

O aço, como os demais metais, se solidifica pela formação de cristais, que vão crescendo a diferentes direções, formando os denominados eixos de cristalização. A partir de um eixo principal, crescem eixos secundários, que por sua vez se desdobram em novos eixos e assim por diante até que toda a massa do metal se torne sólida. O conjunto formado pelo eixo principal e secundários de um cristal é denominado dendrita. Quando duas dendritas se encontram, origina-se uma superfície de contato e ao término do processo de cristalização, formam cada uma os graõs que compõem o metal, de modo que todos os metais, após sua solidificação completa, são constituídos de inúmeros grãos, justapostos e unidos.