O aço é uma liga, uma combinação de metal feito de ferro e carbono. O teor de carbono do aço atinge no máximo 1,5%. Por causa de sua dureza e resistência, o aço é usado na construção de edifícios, pontes, automóveis e uma série de outras aplicações de manufatura e engenharia.
A maior parte do aço produzido hoje é aço carbono puro ou simplesmente aço carbono. O carbono no aço existe no estado de carboneto de ferro. Outros elementos, entre eles enxofre, fósforo, manganês e silício, também estão presentes.
Teor de carbono do aço
O aço carbono é definido como o aço que possui suas propriedades principalmente devido ao seu conteúdo de carbono e não contém mais do que 0,5% de silício e 1,5% de manganês. Os aços carbono simples, que variam de 0,06 por cento de carbono a 1,5 por cento de carbono, são divididos em quatro tipos:
- Aço macio morto, até 0,15 por cento de carbono
- Aço de baixo carbono ou carbono, 0,15 por cento a 0,45 por cento de carbono
- Aço de médio carbono, 0,45 por cento a 0,8 por cento de carbono
- Aço de alto carbono, 0,8 por cento a 1,5 por cento de carbono
Esses aços progridem de mais macios para mais duros, mas também tendem a aumentar a fragilidade. O primeiro tipo é usado em carrocerias de automóveis. O segundo tipo é encontrado em trilhos e produtos ferroviários, como acoplamentos, virabrequins, eixos, engrenagens e forjados. O terceiro tipo é usado em ferramentas de corte e linhas ferroviárias, e o último tipo é usado em pistões e cilindros.
Propriedades Físicas Básicas do Aço
O aço tem uma densidade de 7.850 kg / m3, tornando-o 7,85 vezes mais denso que a água. Seu ponto de fusão de 1.510 C é maior do que o da maioria dos metais. Em comparação, o ponto de fusão do bronze é 1.040 C, o do cobre é 1.083 C, o do ferro fundido é 1.300 C e o do níquel é 1.453 C. O tungstênio, no entanto, derrete a uma temperatura abrasadora de 3.410 C, o que não é surpreendente, uma vez que esse elemento é usado em filamentos de lâmpadas.
O coeficiente de expansão linear do aço a 20 C, em µm por metro por grau Celsius, é 11,1, o que faz com que seja mais resistente a mudanças de tamanho com mudanças de temperatura do que, por exemplo, cobre (16,7), estanho (21,4) e chumbo (29.1).
Aço inoxidável
Os aços inoxidáveis são empregados na construção quando a resistência à corrosão é um grande trunfo, como acontece com facas que devem manter uma lâmina afiada. Outra razão comum pela qual os aços inoxidáveis são usados são suas propriedades de alta temperatura. Em alguns projetos, a resistência à oxidação em alta temperatura é um requisito absoluto, enquanto em outros, a resistência a alta temperatura é uma necessidade primária.
Aditivos para Aço
Pequenas quantidades de outros metais adicionadas ao aço alteram suas propriedades de maneira favorável a certas aplicações industriais. Por exemplo, o cobalto resulta em maior permeabilidade magnética e é usado em ímãs. O manganês adiciona resistência e dureza, e o produto é adequado para travessias ferroviárias pesadas. O molibdênio mantém sua resistência em altas temperaturas, então este aditivo é útil ao fazer pontas de brocas rápidas. O níquel e o cromo resistem à corrosão e geralmente são adicionados na fabricação de instrumentos cirúrgicos de aço.