O aço, um pilar do setor de construção moderno, é fornecido em diferentes formas para atender às exigências. O aço carbono e o aço doce são os tipos mais comuns de aço com características e aplicações distintas no setor.
O principal componente do aço-carbono é o carbono, com vários componentes diferentes. Por outro lado, o aço doce é um dos tipos de aço-carbono, mas tem menor teor de carbono. Prepare-se para entrar no mundo do aço e explorar e aprender a fundo sobre o aço carbono e o aço doce.
O que é aço doce?
Por ser um aço com baixo teor de carbono, é maleável e frequentemente usado para aplicações estruturais e de construção.
- Composição de carbono: 04% a 0,3%.
- O aço doce é dúctil.
O que é aço médio carbono?
Por ser um aço de médio carbono, ele é frequentemente usado em eixos, engrenagens e trilhos.
- Contém uma quantidade moderada de carbono, em torno de 0,3% a 0,6%.
- O aço de médio carbono representa um equilíbrio entre resistência e ductilidade.
O que é aço de alto carbono?
Ele contém mais carbono do que os dois tipos anteriores, com 0,6% a 1,5% de carbono. O aço com alto teor de carbono é duro e adequado para ferramentas de corte e molas.
Aço carbono leve vs. médio vs. alto carbono
Força
O aço doce não é tão forte quanto o aço com maior teor de carbono, mas oferece boa resistência para diferentes aplicações. Ele é usado quando não é necessária alta resistência, mas um equilíbrio entre resistência e propriedades como conformabilidade. O aço com alto teor de carbono pode apresentar grande resistência em comparação com o aço doce, o que o torna adequado para propriedades mecânicas aprimoradas.
Durabilidade
O aço doce é durável e resistente a danos, mas é mais resistente à corrosão do que o aço com maior teor de carbono. O revestimento ou a galvanização de uma superfície pode aumentar sua durabilidade. O aço de alto carbono com elementos de liga adicionados pode proporcionar maior durabilidade, resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, dependendo da composição específica, alguns podem ser mais propensos à corrosão.
Versatilidade
Se o preço acessível for a principal preocupação, o aço doce pode ser considerado para várias aplicações. A facilidade de fabricação e suas aplicações em vários setores, como construção e automóveis, comprovam sua versatilidade.
O material de aço com alto teor de carbono é menos versátil devido à sua dureza e fragilidade. No entanto, ele ainda é versátil em aplicações especializadas, como ferramentas de corte e componentes de alta resistência.
O aço carbono é mais duro do que o aço doce?
Ao analisar a dureza do aço doce em relação ao aço carbono, é necessário levar em conta o teor de carbono no aço e os possíveis elementos de liga.
O aço carbono apresenta maior dureza do que o aço doce, devido ao seu maior teor de carbono.
Em contrapartida, o aço doce tem uma proporção menor de carbono, resultando em uma natureza mais macia. Considerando suas aplicações, o aço doce é usado quando a dureza não é o objetivo. Ao contrário disso, o maior teor de carbono no aço carbono o torna essencial quando a dureza é necessária.
Comparação entre aço carbono e aço-liga: ambos são fortes, mas o aço-liga, com elementos adicionais, oferece maior resistência à corrosão.
Qual é a resistência do aço carbono à corrosão?
A resistência à corrosão de qualquer aço carbono é um aspecto crítico que pode influenciar seu desempenho.
O aço doce é suscetível à corrosão, especialmente em condições de umidade. Ele pode enferrujar facilmente quando exposto a ambientes agressivos.
O baixo teor de carbono o torna propenso à oxidação, formando ferrugem (óxido de ferro) na superfície. Medidas preventivas como revestimento, pintura e galvanização podem aumentar sua resistência à corrosão.
A resistência à corrosão do aço carbono pode variar de acordo com fatores como elementos de liga e tratamento térmico. Em geral, o aumento do teor de carbono evita a corrosão.
Os elementos de liga, como o cromo, podem melhorar significativamente a resistência à corrosão. O aço inoxidável contém cromo, que oferece excelente resistência à corrosão.
Processo de fabricação de aço carbono e aço doce
O processo de produção varia ligeiramente, dependendo do tipo de aço necessário e do produto final. Três etapas principais:
Processo primário
O aço pode ser criado a partir de materiais reciclados ou combinado com aço novo por meio do Forno de Oxigênio Básico.
O oxigênio é fundamental no processo de produção de aço. O minério de ferro e o coque, que servem como matérias-primas, passam por uma conversão. O aço derretido é então fundido em moldes. É assim que as placas e os lingotes são formados. Como resultado, o produto final tem um alto teor de carbono (0,5%).
Processo secundário
É a criação de aço com teor de carbono que atenda às necessidades do mercado. Todas as mudanças necessárias ocorrem aqui, dependendo do aço desejado (com alto, baixo ou médio teor de carbono).
Forno elétrico a arco (EAF)
Aqui, a composição do aço é modificada por meio de adições ou remoções seletivas de componentes ou, alternativamente, pelo ajuste da temperatura.
- Agitação
Essa técnica usa campos eletromagnéticos para induzir correntes turbulentas na panela, segregando efetivamente materiais não metálicos. O objetivo é obter uma composição uniforme e bem misturada no aço.
- Forno de panela
A utilização de um forno de eletrodo secundário garante o controle preciso da temperatura e a introdução exata dos componentes da liga.
- Injeção em concha
Para induzir o fenômeno de agitação, o gás inerte é introduzido a partir da base do aço fundido, passando por aquecimento e subindo pelo metal líquido.
- Desgaseificação
A redução do teor de enxofre do produto durante a remoção de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Uma combinação de tecnologia de vácuo, injeção de gases inertes e técnicas precisas de controle de temperatura é empregada para remover gases do aço líquido em um processo de desgaseificação.
- Ajuste da composição
Obtenção de agitação por meio da injeção de gás argônio em um banho de aço selado com sopro de oxigênio.
Desoxidação do aço
A remoção controlada de oxigênio pode ser crucial para alterar as características do produto final.
- Aços para borda
Aço não desoxidado ou parcialmente desoxidado
- Aços revestidos
As tampas de mofo evitam a produção de monóxido de carbono
- Aços semi-mortos
0,15- 0,3% carbono, parcialmente desoxidado
- Aços mortos
Completamente desoxidado com carbono até 0,15-0,3%
Fundição
Na fundição, o aço líquido é derramado em moldes separados colocados em vagões de trem. Para facilitar a remoção dos lingotes após a concretagem, os moldes dos lingotes são cônicos. As máquinas de fundição ajudam a fundir o aço líquido em formas adequadas para o processamento posterior. Os lingotes são movidos para serem reaquecidos para laminação a quente e, na máquina de fundição, o aço é transformado em placas, tarugos e blocos.
Processos de acabamento
O processo de acabamento pode afetar a aparência e o desempenho do produto final.
Rolagem
- Rolagem de produtos
Para transformar lingotes fundidos sólidos em uma forma utilizável, eles passam por laminação, em que um rolo giratório se move mais rápido do que o aço, empurrando-o para frente e comprimindo-o.
- Conformação a quente
O aço é aquecido além de sua temperatura de recristalização para obter um tamanho de grão consistente e uma distribuição uniforme de carbono.
- Conformação a frio
Realizado em uma temperatura inferior à temperatura de recristalização, o endurecimento por deformação aumenta a resistência em 20%.
Tratamento térmico
O tratamento térmico é empregado para alterar a distribuição de carbono e modificar as propriedades mecânicas.
- Normalização
Para aumentar sua resistência e dureza, o aço passa por um processo de tratamento térmico que envolve o aquecimento acima de 55°C e além do ponto crítico superior. O aço é então aquecido uniformemente e, em seguida, resfriado a ar.
- Recozimento
No tratamento térmico, o aço é exposto à temperatura da solução sólida por trinta minutos e, em seguida, passa por uma fase de resfriamento gradual. Esse tratamento leva ao desenvolvimento de uma variante do aço que é maleável e possui qualidades dúcteis.
- Resfriamento
Envolve o resfriamento rápido do aço em água, salmoura ou óleo, produzindo um material resistente, mas frágil e propenso a quebrar.
Tratamento de superfície
Aproximadamente 33% da fabricação global de aço incorpora o revestimento de superfície como prevenção contra a corrosão.
- Galvanização por imersão a quente
Por meio desse método, o aço passa por um tratamento no qual é mergulhado em um banho de zinco aquecido, resultando na aplicação de uma camada de zinco. O alumínio é introduzido na solução de zinco para aumentar a integridade do revestimento e evitar quebras.
- Galvanização eletrolítica
A deposição da camada de zinco no aço por meio de eletrólise proporciona uma espessura mais precisa e controlada.
Downstream Processamento secundário
As entidades downstream refinam as matérias-primas de aço no processo contínuo de produção, transformando-as em produtos finalizados. Em geral, isso inclui usinagem e junção e a remoção de metal da superfície com máquinas-ferramentas e soldagem.
Custo do aço carbono
O aço doce é uma variante com baixo teor de carbono que, em geral, é mais econômica do que certos aços com alto teor de carbono. O custo das matérias-primas afeta o custo geral de produção.
O processo de fabricação é escolhido, e os elementos de liga são usados para criar diferentes graus de carbono, processamento e fabricação. Cada etapa afeta e pode aumentar o custo total do aço carbono.
O aço doce geralmente se torna mais maleável e mais fácil de trabalhar, o que pode reduzir os custos de processamento em comparação com o aço carbono.
A escolha entre aço-carbono e aço-liga depende das necessidades da aplicação, sendo que o aço-liga oferece soluções sob medida.
Aplicações de aço doce vs. aço carbono
O aço carbono versus aço tem diversas aplicações em diferentes setores. O aço doce, como vigas, colunas e barras de reforço, é amplamente utilizado no setor de construção. Seu preço acessível e a facilidade de fabricação o tornam preferível.
Devido à conformabilidade, o aço doce é usado na indústria automobilística como painéis de carroceria, chassis e elementos estruturais. Tubos e canos de aço de baixo carbono são duráveis e utilizados para componentes estruturais.
O aço-carbono é usado em ferramentas de corte, brocas e lâminas devido à sua dureza. Nas ferrovias, o aço carbono é usado para construir trilhos e componentes. Os tubos de aço-carbono transportam fluidos amplamente no setor de petróleo e gás.
Perguntas frequentes sobre aço carbono e aço doce
Q1: Quais são as principais diferenças entre o aço doce e o aço carbono?
O aço carbono tem uma ampla faixa de teor de carbono, o que proporciona diferentes níveis de dureza e resistência, enquanto o aço doce tem um teor de carbono menor, tornando-se mais macio e maleável.
Q2: Como a quantidade de carbono afeta as propriedades do aço?
Um alto nível de teor de carbono leva ao aumento da dureza e da resistência do aço, tornando-o uma opção melhor para as propriedades mecânicas.
Q3: Por que o aço doce é mais versátil do que o aço com alto teor de carbono?
A versatilidade do aço doce vem de sua acessibilidade e adequação a diferentes aplicações.
Q4: Como é possível aumentar a durabilidade do aço doce?
O revestimento e a galvanização podem aumentar a vida útil do aço doce.
Q5: Quais setores utilizam aço carbono médio?
O aço doce é usado em eixos, engrenagens e trilhos para proporcionar resistência e ductilidade.