Aços Carbono e Aços Liga

Aço é uma liga metálica que é formado do resultado da combinação de ferro e carbono. Aço normalmente é considerado como aço carbono, quando as proporções de outros elementos em que não excedam determinadas percentagens. As percentagens máximas geralmente são de 1,65% a 0,6% de manganês e de cobre e silício. A percentagem de cobre deve ser de pelo menos 0,4%. Os aços que contém também maiores quantidades ou especificado de outros elementos, tais como níquel, cromo ou vanádio, é chamado de aço liga.

O carbono é um dos materiais mais rentável de liga, e alterando a concentração de carbono muda também as propriedades do aço. Aumentando o teor de carbono faz com que o aço carbono fique mais duro e mais forte, mas reduz a soldabilidade do aço, ductilidade, tenacidade e torna o aço mais frágil.

Aços de médio carbono tem um maior teor de carbono de cerca de 0,3 por cento para 0,6 por cento. Utilizados ​​na fabricação de eixos, engrenagens, calhas, tubulações e conexões.

Os aços podem ser divididos em:

Aços comuns ao carbono: Possuem apenas ferro, carbono, e impurezas normais ligadas ao processo de fabricação (P fósforo; S enxofre; Si silício; Mn manganês; Al alumínio.

Aços ligados: São aços que contém um ou mais elementos de liga além do Fe e do C (Cr cromo; Mo molibdênio; V vanádio; Ni Níquel etc…)

Aços de baixa liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga é inferior à 5%.(Ex. aços para construção mecânica, eixos engrenagens etc…)

Aços de média liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga está entre 5% e 10%. (Ex. Aços estruturais para trabalho em altas temperaturas para resistir a fluência e a oxidação )

Aços de alta liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga é superior à
10%.( Ex. Aços inoxidáveis)

Influencia dos elementos de liga

a) Manganês (Mn): A adição do manganês resulta num aumento da dureza do material e na resistência mecânica do aço, sem interferir muito na soldabilidade e a ductilidade do aço. O maior teor de Manganês no aço carbono é de 1,6%. Ainda o Mn combate o efeito nocivo do enxofre e aumenta a tenacidade do aço, promovendo uma diminuição da transição dúctil frágil.

b) Alumínio (Al): O alumínio assim como o silício, não estão presentes em todos os aços, funcionam como desoxidantes, que se combinam com o oxigênio, removendo as bolhas de gás que se formam na solidificação do metal em fusão. Os aços totalmente desoxidados são chamados aços acalmados. Um aço semi acalmado tem uma quantidade insuficiente de Al ou Si para a desoxidação.

c) Silício (Si): é usado como desoxidante do aço. Favorece sensivelmente a resistência mecânica (limite de escoamento e de resistência) e a resistência à corrosão, reduzindo porém a soldabilidade.

d) Fósforo (P): aumenta o limite de resistência, favorece a resistência à corrosão e a dureza, prejudicando, contudo, a ductilidade e a soldabilidade. Quando ultrapassa certos teores, o fósforo torna o aço quebradiço.

e) Enxofre (S): é extremamente prejudicial aos aços. Desfavorece a ductilidade, em especial o dobramento transversal, e reduz a soldabilidade. Nos aços comuns, o teor de enxofre é limitado a valores abaixo de 0,05%.

f) Cobre (Cu): aumenta de forma sensível a resistência à corrosão atmosférica dos aços, em adições de até 0,35%. Aumenta também a resistência à fadiga, mas reduzem, de forma discreta, a ductilidade, a tenacidade e soldabilidade.

g) Níquel (Ni): O níquel aumenta a resistência mecânica, a tenacidade e resistência à corrosão. Reduz a soldabilidade.

h) Cromo (Cr): aumenta a resistência mecânica à abrasão e à corrosão atmosférica. Reduz, porém, a soldabilidade. O cromo melhora o desempenho do aço a temperaturas elevadas.

i) Nióbio (Nb): é um elemento muito interessante, quando se deseja elevada resistência mecânica e boa soldabilidade; teores baixíssimos deste elemento permitem aumentar o limite de resistência e, de forma notória, o limite de escoamento. É um componente, quase obrigatório nos aços de alta resistência e baixa liga; além de não prejudicar a soldabilidade, permite a diminuição dos teores de carbono e de manganês, melhorando, portanto, a soldabilidade e a tenacidade. Entretanto, o seu efeito sobre a ductilidade é desfavorável.

Referencias bibliográficas:
SHIGLEY E. JOSEPH, MISCHKE R. CHARLES, BUDYNAS G. RICHARD – Projeto de Engenharia Mecânica, 7° Ed., Bookman, 2009.
CALLISTER,W. D. Fundamentals of Materials Science and Engineering. 5° Ed. USA: John Wiley & Sons, Inc. 2001.

Análise Micrográfica:

As fotomicrografias mostram a microestrutura da amostra, revelando a matriz típica de um aço carbono fundido
normalizado, constituída por ferrita e perlita. Ataque Nital 2%. Ampliação 100X e 500X.