Aço

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Nota: Para outros significados de Aço, ver Aço (desambiguação).

Escultura de aço inoxidável

Os aços são ligas metálicas de ferro e carbono, com percentagens deste último variáveis entre 0,008 e 2,11%. Se distinguem dos ferros fundidos, que também são ligas de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11 e 6,67%. A diferença fundamental entre ambos é que os aços, por sua ductibilidade, são facilmente deformáveis por forja, laminação e extrusão, enquanto que peças em ferros fundidos são fabricadas pelo processo de fundição.

Além dos componentes principais indicados, os aços incorporam outros elementos químicos, alguns prejudiciais , provenientes da sucata, do mineral ou do combustível empregado no processo de fabricação, como o enxofre e o fósforo.Outros são adicionados intencionalmente para melhorar algumas características do aço para aumentar sua resistência, ductibilidade,dureza ou outra, ou para facilitar algum processo de fabricação , como usinabilidade, é o caso de elementos de liga como o níquel, o cromo, o molibdênio e outros.

No aço comum o teor de impurezas (elementos além do Ferro e do Carbono) estará sempre abaixo dos 2%. Acima dos 2 até 5% de outros elementos já pode considerado aço de baixa-liga, acima de 5% é considerado de alta-liga. O Enxofre e o Fósforo são elementos prejudicais ao aço pois acaba por intervir em suas propriedade físicas deixando o aço quebradiço. Dependendo das exigências cobradas, o controle sobre as impurezas pode ser menos rigoroso ou então podem pedir o uso de um antisulfurante como o Magnésio e outros elementos de liga benéficos.

O aço inoxidável é um aço de alta-liga com teores de Cromo e de Níquel em altas doses (ultrapassam 20%)

Densidade média do aço: 7,86Kg/dm³ (ou 7,86g/cm³)

O aço é atualmente a mais importante liga metálica, sendo empregado de forma intensiva em numerosas aplicações tais como máquinas, ferramentas, em construção, etc . Entretanto, sua utilização está condicionada a determinadas aplicações devido a vantagens técnicas que oferecem outros materiais como o alumínio no transporte por sua maior leveza e na construção por sua maior resistência a corrosão, o cimento ( mesmo combinado com o aço ) por sua maior resistência ao fogo, e os materiais cerâmicos em aplicações que necessitem elevadas temperaturas.

Ainda assim atualmente emprega-se o aço devido a sua nítida superioridade frente as demais ligas considerando-se o seu preço.Já que:

Existem numerosas jazidas de minerais de ferro suficientemente ricas, puras e fáceis de expolorar, além da possibilidade de reciclar a sucata.
Os procedimentos de fabricação são relativamente simples e econômicos, e são chamados de aciaria. Os aços podem ser fabricados por processo de aciaria elétrica, onde se utiliza eletrodos e processo de aciaria LD, onde se utiliza sopro de oxigênio no metal líquido por meio de uma lança.
Apresentam uma interessante combinação de propriedades mecânicas que podem ser modificados dentro de uma ampla faixa variando-se os componentes da liga e suas quantidades, mediante a aplicação de tratamentos.
Sua plasticidade permite obter peças de formas geométricas complexas com relativa facilidade.
A experiência acumulada na sua utilização permite realizar previsões de seu comportamento, reduzindo custos de projetos e prazos de colocação no mercado.

Tal é a importância industrial deste material que sua metalurgia recebe a denominação especial de siderurgia, e sua influência no desenvolvimento humano foi tão importante que uma parte da história da humanidade foi denominada Idade do ferro, que iniciou em 3500 a.C, e que ainda perdura.

[editar] História

A fabricação de ferro teve início na Anatólia, cerca de 2000 a.C. tendo sito a idade do ferro plenamente estabelecida por volta de 100 a.C.. Neste período a tecnologia da fabricação do ferro se espalhou pelo mundo. Em, aproximadamente, 500 a.C., chegou às fronteiras orientais da Europa e por volta de 400 a.C. chegou à China. Os minérios de ferro eram encontrados em abundância na natureza, assim como o carvão. Atualmente a maior quantidade de matéria prima para produção de aço é a sucata proveniente dos resíduos de fabricação industrial. A forma de produção era em pequenos fornos na forma de torrões ou pedaços sólidos, denominados tarugos. Estes, em seguida, eram forjados a quente na forma de barras de ferro trabalhando, possuindo maleabilidade, contendo, entretanto pedaços de escória e carvão. O teor de carbono dos primeiros aços fabricados variava de 0,07% até 0,8% sendo este último considerado um aço de verdade. Os egípcios por volta de 900 a.C. já dominavam processos relativos a tratamentos térmicos nos aços para fabricação de espadas e facas. Como quando o teor de carbono supera 0,3% o material torna-se muito duro e frágil caso seja temperado (resfriado bruscamente em água) de uma temperatura acima de 850°C a 900°C, eles utilizavam o tratamento denominado revenido que consiste em diminuir a fragilidade minimizando-a por reaquecimento do aço a uma temperatura entre 350°C e 500°C. Já os chineses produziam aços tratados termicamente por volta de 200 a.C. e os japoneses aprenderam a arte da produção de artefatos em metal dos chineses, embora tenham ajudado a espalhar o conhecimento da tecnologia da fabricação de aços, aumentando muito a produção de ferro trabalhado no mundo romano. Com o declínio do Império Romano, a produção de aço ou ferro trabalhado se estabilizou na Europa até que, no começo do século XV, começou-se a utilizar quedas d'água para insuflar ar nos fornos de fusão. Em conseqüência a temperatura no interior dos fornos passou a ser maior de 1200°C. Desta forma, ao invés de produzirem-se os torrões, passou-se a produzir um líquido rico em carbono: o ferro fundido. Para se obter o ferro trabalhado e reduzir o teor de carbono deste ferro fundido, o mesmo era solidificado e em seguida fundido em atmosfera oxidante, utilizando carvão como combustível. Este processo retirava o carbono de ferro dando origem a um tarugo semi-sólido que após resfriamento era martelado até chegar na forma final.