Hidrogênio em aço

Durante a sua fabricação o aço é exposto a situações nas quais é possibilitada a incorporação de gases que podem afetar a sua qualidade. Os principais gases incorporados ao aço e que afetam a sua qualidade são o Hidrogênio, Nitrogênio e o Oxigênio. [1]

Os gases que se incorporam ao aço podem se originar da própria carga, das ligas, de contaminantes de óleo possivelmente presentes na carga de sucata, dos gases presentes na umidade do ar atmosférico que se incorporam durante a fabricação do aço, dentre outros. [1]

A. Efeito dos gases no aço

Nesta parte do trabalho serão citados os efeitos nocivos que os gases geram quando presentes no aço, podendo assim afetar sua qualidade. Serão destacados o Hidrogênio e o Nitrogênio, que são os principais:

A.1 O Hidrogênio no aço

O Hidrogênio é um elemento nocivo quando presente no aço, causando vários problemas em diferentes concentrações, estes efeitos se fazem notar mais nitidamente nem aços de alta resistência mecânica, peças mais espessas como placas e principalmente em tubos. [1]

Dentes os efeitos nocivos causados pelo Hidrogênio ao aço, destaca-se a redução do limite de escoamento do aço, a queda na ductilidade e principalmente o crescimento de trincas que pode ser significativamente acelerado. [3] O aço absorve o elemento Hidrogênio na forma atômica que se difunde rapidamente através do reticulado cristalino vindo a precipitar sob a forma molecular (H2) junto às inclusões e micro - porosidades. Uma vez na forma molecular, a difusidade cai drasticamente e então a pressão no ponto de acumulação cresce consideravelmente, excedendo o limite de resistência do aço, levando assim a formação de trincas e micro - trincas. O surgimento de trincas é um dos maiores problemas em qualidade de seus produtos desta empresa siderúrgica citada. [4]

Como o Hidrogênio é mais solúvel na fase líquida do que na fase sólida, ele se concentra na forma líquida durante a solidificação do aço, até que o seu limite de solubilidade seja atingido, formando-se assim bolhas que provocam porosidades excessivas no aço solidificado. Normalmente os malefícios causados por este elemento se intensificam quando sua concentração no aço ultrapassa a 2 partes por milhão. [4]

A.2 O Nitrogênio no aço

O Nitrogênio no aço causa a sua fragilização e compromete a sua resistência ao impacto após a conformação a frio e também os índices de ductilidade a frio, portanto os aços que contém Nitrogênio não são apropriados para deformação a frio, no caso Trefilação e Estampagem. [1]

Assim como o Hidrogênio, a solubilidade do Nitrogênio na fase sólida é muito mais baixa do que na fase líquida, sendo assim, ocorre a formação de porosidades, que são totalmente indesejáveis no processo de fabricação do aço. [3]

Mas o Nitrogênio pode ser intencionalmente adicionado ao aço, de modo a atender as características específicas de aços cuja aplicação exija a presença desse elemento, principalmente aplicações que necessitam de aços com boa resistência a fadiga. [2]