O aço é um dos materiais mais amplamente utilizados em vários setores de manufatura. Sua excelente durabilidade, desempenho e resistência fazem com que ele se destaque. Entretanto, existem diferentes tipos de aço, o que o torna mais versátil. Este guia sobre o aço abordará suas propriedades, composição e tipos.
Hoje, serviços de fabricação de metais seria incompleto sem o aço. O motivo é que não há nenhum material tão barato e tão resistente quanto o aço. Você também verá peças e produtos de aço em suas casas. Neste artigo, falarei sobre o aço, suas principais propriedades e tipos. Você saberá por que essa liga está recebendo tanta atenção. Então, vamos começar.
O que é aço?
Em primeiro lugar, o aço não é um metal independente. Em vez disso, ele é uma liga composta por vários elementos de liga. Esses elementos incluem ferro, carbono, níquel, manganês, cromo e assim por diante. A composição da liga de aço pode variar de acordo com os tipos de aço. Esse material pode ser moldado, formado e soldado, o que facilita sua fabricação.
Na verdade, o aço é derivado do ferro. Como você sabe, o ferro é um material macio, mas tem sido usado há séculos. Devido à sua maciez, as peças de ferro não eram muito duráveis. Como resultado, os engenheiros começaram a misturar carbono e outros materiais ao ferro para aumentar sua resistência. No entanto, esse era um processo caro que não podia ser usado em grande escala.
Mais tarde, em 1856, Henry Bessemer inventou um processo de fabricação de aço. Esse processo era mais barato e usado para produzir aço em larga escala. Foi quando a produção de aço se tornou comum, possibilitando seu maior uso. Inicialmente, os fabricantes usavam o aço para fazer trilhos de trem devido à sua maior durabilidade.
Com o passar do tempo, os engenheiros refinaram e desenvolveram diferentes tipos, variando as proporções dos elementos. Por exemplo, quando se adiciona mais de 10,5% de cromo, cria-se o aço inoxidável. Fabricantes usar aço inoxidável para fabricar peças e produtos resistentes à corrosão. Da mesma forma, os engenheiros ajustam as proporções para obter as propriedades desejadas do aço.
Composição do aço
Como eu disse acima, o aço é feito de diferentes elementos de liga. A base dessa liga é o ferro, que compõe quase 95% do material. Além do ferro, são usados carbono, cromo, níquel e muitos outros elementos. Cada elemento confere ao aço propriedades exclusivas. Isso resulta no desempenho desejado em diferentes produtos de aço.
Abaixo está a tabela que mostra a composição química do aço:
| Elemento em aço | Proporção (%) |
| Ferro | Por volta de 95% |
| Carbono | 0,02% - 2,1% (dependendo do tipo de aço) |
| Manganês | 0,3% - 2,0% |
| Silício | 0,1% - 0,5% |
| Cromo | 0% - 18% (dependendo dos tipos de aço) |
| Níquel | 0% - 8% |
| Molibdênio | 0% - 1% |
Cada um dos elementos mencionados acima confere ao aço propriedades exclusivas. Os engenheiros adicionam elementos específicos quando precisam de propriedades personalizadas no aço. Por exemplo, eles aumentam o teor de carbono para tornar o aço mais duro. O motivo é que o carbono aumenta a dureza desses materiais. Da mesma forma, eles adicionam manganês quando a resistência é sua principal prioridade.
A presença de mais manganês no aço aumenta sua tenacidade e resistência ao desgaste. O cromo reage com o oxigênio para formar camadas de óxido de cromo. Essa camada protege o aço contra a corrosão. Os engenheiros usam níveis mais altos de cromo para tornar o aço resistente à corrosão na fabricação de produtos marítimos. Em outras palavras, cada elemento que contribui para o aço tem suas propriedades específicas.
Tipos de aço
O aço está disponível em diferentes tipos. Cada um desses tipos oferece resistência, durabilidade e outras propriedades exclusivas. Os fabricantes os utilizam de acordo com suas principais propriedades. Na seção abaixo, discutirei esses tipos de aço.
1- Aço doce
O aço doce, também chamado de aço de baixo carbono, tem um teor de carbono muito baixo, variando de 0,05% a 0,25%. Por ter baixo teor de carbono, sua dureza e resistência ficam comprometidas. Entretanto, a dureza mais baixa torna esse tipo de aço mais flexível, mais macio e mais fácil de cortar. De fato, os fabricantes geralmente preferem o aço doce quando querem que o aço seja dobrado facilmente. Não recomendo esses tipos de aço se você quiser força, desgaste e resistência à corrosão. As pessoas geralmente escolhem o aço doce principalmente por causa de seu custo mais baixo.
2- Liga de aço
Como o nome sugere, esse tipo de aço contém muitos elementos de liga. Esses elementos podem incluir cromo, níquel, manganês e outros. As propriedades desses elementos influenciam o desempenho e as propriedades gerais do aço-liga. Quando se trata de resistência, o aço-liga é uma opção melhor do que o aço doce. No aço-liga, os engenheiros podem alterar as propriedades aumentando a proporção dos elementos. Por exemplo, eles aumentam o cromo para melhorar a resistência à corrosão do aço-liga. Da mesma forma, quando adicionam mais manganês, a resistência desse aço melhora.
3- Aço carbono
O aço carbono é um dos tipos mais comuns usados em quase todos os processos de fabricação. Suas propriedades variam de acordo com a proporção de carbono. Em termos de composição, o ferro e o carbono são os principais elementos que compõem o aço-carbono. Se o aço-carbono tiver um teor mais alto de carbono, ele será mais duro e vice-versa. O aço-carbono é dividido em quatro categorias, cada uma diferindo em sua resistência. Abaixo está uma tabela que mostra os tipos de aço-carbono e sua proporção de carbono e resistência:
| Tipo de aço carbono | Conteúdo de carbono (%) | Nível de dureza |
| Aço de baixo carbono (aço doce) | 0,05% - 0,25% | Baixa |
| Aço carbono médio | 0,3% - 0,6% | Médio |
| Aço de alto carbono | 0,6% - 1,0% | Alta |
| Aço de carbono ultra-alto | 1,0% - 2,1% | Muito alta |
4- Aço inoxidável
Você verá muitos produtos marítimos feitos de aço inoxidável. Por quê? O motivo é que esse tipo de aço tem um excelente desempenho contra a corrosão. A excelente resistência à corrosão desse material se deve ao seu teor de cromo. O aço inoxidável contém mais de 10,5% de cromo em sua composição. Esse cromo forma camadas de óxido de cromo quando reage com o oxigênio.
Essas camadas blindam o aço inoxidável, protegendo-o de mais corrosão. Os diferentes graus de aço inoxidável diferem em sua composição. Por exemplo, o aço inoxidável 304 contém cerca de 20% de cromo. Por outro lado, o aço inoxidável 316 contém cerca de 18% de cromo. Devido às diferenças na composição, a resistência e outras propriedades desses tipos de aço variam.
5 - Aço de corte livre
O aço geralmente não é ideal para usinagem. Ele produz cavacos grandes, o que os torna menos adequados para a fabricação com máquinas avançadas. Por isso, os engenheiros alteram a composição do aço adicionando pequenas quantidades de enxofre ou chumbo. Esses elementos adicionais ajudam a melhorar a capacidade de usinagem desse aço.
O aço de corte livre produz cavacos menores devido a esses elementos adicionais. Isso é vantajoso porque o corte pode ser feito suavemente nesses materiais sem força excessiva. A facilidade de corte Esses tipos de aço os tornam econômicos em longo prazo. Entretanto, elementos como chumbo ou enxofre podem afetar a ductilidade do aço, o que pode ser uma desvantagem.
Propriedades do aço
O aço é preferido principalmente devido às suas múltiplas propriedades favoráveis. Sua versatilidade lhe dá uma vantagem sobre muitos outros materiais. Vamos explorar as principais propriedades do aço que o tornam útil.
1- Resistência e dureza
O aço oferece excelente resistência e dureza, o que o torna um material muito útil. Como você sabe, as peças feitas com material resistente duram mais e vice-versa. A resistência à tração dos tipos de aço varia entre 250 MPa e cerca de 2.000 MPa, dependendo do tipo. Como eu disse anteriormente, alguns tipos de aço têm maior teor de carbono, conhecido como aço com alto teor de carbono. Esses aços oferecem maior dureza, o que os torna excelentes para resistência ao desgaste. O aço com menor teor de carbono (aço doce) é mais macio, o que pode ser adequado caso você queira menos dureza.
2- Resistência e capacidade de suportar cargas
O aço tem excelente resistência e capacidade de suportar cargas. Quando exposto a estresse ou choque, esse material não racha. Ele pode absorver o choque e permanecer em boas condições. Isso faz do aço um material ideal para a fabricação de pontes e trilhos de trem. Nas pontes, esse material mantém sua integridade estrutural mesmo sob cargas extremas. A resistência do aço se deve principalmente à presença de manganês. Esse material tem maior tenacidade, o que confere essa propriedade ao aço.
3- Resistência à temperatura
O aço tem excelente resistência ao calor, o que é outra vantagem significativa. Lembre-se de que a resistência à temperatura varia de acordo com os diferentes tipos de aço. Por exemplo, o aço carbono pode suportar uma temperatura máxima de cerca de 500 graus Celsius. Por outro lado, o desempenho do aço-liga e do aço inoxidável é ainda melhor. Eles podem permanecer em boas condições mesmo que a temperatura chegue a 1.000 graus Celsius. Isso faz do aço um material adequado para peças usadas em altas temperaturas.
4- Resistência à corrosão
Conforme discutido anteriormente, muitas peças de barcos e outros equipamentos marítimos são feitas de aço. Isso ocorre porque o aço oferece excelente resistência à corrosão, especialmente o aço inoxidável. Esse material tem maior resistência à corrosão devido ao seu teor de cromo. Mesmo que você use peças de aço inoxidável em condições úmidas ou salgadas, elas ainda resistirão à corrosão. Vale a pena observar que as camadas de cromo do aço inoxidável são autocicatrizantes. Isso significa que você não precisa aplicar nenhum outro revestimento ao usar o aço inoxidável para fabricar qualquer produto.
5- Usinabilidade e soldabilidade
Usinabilidade e soldabilidade são parâmetros essenciais nos serviços de fabricação de metais. É interessante notar que o aço é uma excelente opção nesse sentido. Ele pode ser cortado, modelado e formado facilmente com ferramentas de corte comuns. As ferramentas não se desgastam nem superaquecem ao fabricar esses materiais. Os aços com maior teor de carbono são um pouco difíceis de cortar devido à sua dureza.
No entanto, eles ainda podem ser cortados sem nenhum problema. Além disso, o aço oferece ótima soldabilidade. Isso significa que você pode criar soldas fortes ao unir duas peças de aço. O aço com maior teor de carbono pode causar rachaduras. No entanto, com a abordagem correta, os soldadores podem fazer as soldas mesmo nesses tipos de aço mais duros.
6- Reciclável e econômico
Uma das propriedades de destaque do aço é sua capacidade de reciclagem. Isso significa que ele pode ser usado e reutilizado várias vezes. De fato, quando reciclado e remanufaturado, o aço não perde sua qualidade ou resistência. É interessante notar que a produção de aço depende muito das sucatas. Essa sucata de aço é reciclada e reutilizada na construção e em outros setores.
Acima de tudo, sua reciclagem não requer muita energia. Devido à sua capacidade de reciclagem, o aço é geralmente mais barato do que muitos outros materiais. Você obtém excelente desempenho e durabilidade a preços acessíveis. De fato, alguns tipos de aço, ou seja, o aço doce, estão disponíveis a preços excepcionalmente baixos. Isso torna o aço amplamente útil, mesmo para projetos que exigem redução de custos.
Aplicações do aço
Um dos usos mais importantes do aço é na construção civil e em automóveis. Quase todas as pontes e túneis modernos dependem muito do aço. O aço usado na construção proporciona resistência, garantindo que os edifícios permaneçam funcionais. É interessante notar que os edifícios modernos com estrutura de aço também estão se tornando populares. Suas vigas, colunas, treliças, painéis, etc., são feitos de aço galvanizado.
Além da construção, o aço também encontra suas aplicações no setor automotivo. Por exemplo, os painéis das portas de carros e outros veículos são feitos com esses materiais. Seu uso em indústrias marítimas e na produção de itens domésticos também é popular. Os utensílios de aço inoxidável fazem parte de quase todas as casas. O motivo é que esse material oferece excelente resistência ao calor, o que o torna adequado para a fabricação de utensílios.
Abaixo está a tabela com as aplicações populares do aço:
| Setor | Aplicações do aço |
| Construção | Edifícios, pontes, vergalhões, estruturas |
| Automotivo | Carrocerias, chassis e peças de motor |
| Transporte | Trilhos de trem e componentes de aeronaves |
| Fabricação | Máquinas, ferramentas, engrenagens, equipamentos industriais |
| Marinha | Cascos de navios, plataformas offshore, estruturas marinhas |
| Petróleo e gás | Plataformas de perfuração, tubulações, tanques de armazenamento |
| Casa | Utensílios e móveis de cozinha |
Perguntas frequentes
O aço é basicamente ferro?
Não. O aço não é ferro puro. Entretanto, o ferro é o metal base, representando mais de 95% dessa liga. O aço também contém outros elementos de liga, como carbono, cromo e manganês, entre outros.
O aço é natural ou fabricado?
O aço não é natural. Ele é uma liga feita pela mistura de diferentes elementos. Esses elementos incluem ferro, carbono, cromo e outros. O aço é produzido por meio do processo Bessemer.
Podemos ficar sem aço?
Não. Não podemos ficar sem aço porque ele é reciclável. Os fabricantes podem produzir aço novo a partir de sucata de aço por meio da reciclagem. Além disso, o ferro é o principal material usado em sua fabricação e é abundante na crosta terrestre. Isso garante que sempre teremos aço e que ele nunca se esgotará.
O aço é resistente à corrosão?
Sim. Tipos de aço como o aço inoxidável são altamente resistentes à corrosão. Os fabricantes adicionam um revestimento ou usam o processo de galvanização para tornar o aço resistente à corrosão. Esse revestimento, ou galvanização, faz parte do pós-processamento do aço. Eles são usados somente quando é necessária uma forte resistência à corrosão.
Conclusão
Em conclusão, o aço é um excelente acréscimo à lista de materiais usados nos setores de manufatura. Sua excelente durabilidade, resistência e dureza fazem com que ele se destaque. As peças de aço não são apenas resistentes à corrosão, mas também apresentam excelente tenacidade. Devido a isso, esse material é usado no setor de construção para fazer pontes, pois suporta altas cargas.
Vale a pena observar que o aço não é um metal puro - em vez disso, é uma liga. Por quê? Porque consiste em diferentes elementos de liga que compõem sua composição e estrutura. Neste artigo, discuti os conceitos básicos do aço. Este artigo o ajudará a entender qual aço deve fazer parte de seus próximos projetos.