Aço tornou-se um produto de primeira qualidade com milhares de variações diferentes com base no seu uso pretendido, por isso vamos explorar os tipos diferentes de aço mais frequentemente utilizados, as suas propriedades distintivas, bem como as suas utilizações.

Iron é o mineral mais abundantemente disponível espalhado pelo núcleo e manto da terra, embora seja extremamente macio na sua forma pura e precise ser oxidado em óxido de ferro. A fraca resistência e durabilidade desta forma obstruem grandemente o uso do ferro. Para melhorar estas propriedades, até 2% de carbono é adicionado ao ferro puro, produzindo uma substância altamente durável e duradoura chamada aço.

Devido à sua elevada resistência à tracção e solidez, o aço é utilizado para fabricar tudo, desde agulhas de costura a petroleiros, bem como as ferramentas necessárias para a sua produção. No entanto, outros tipos de metal são frequentemente adicionados ao aço para incorporar diferentes qualidades, dependendo do uso pretendido.

Estas adições metálicas produziram até agora 3.500 variações diferentes de aço, cada uma com características e propriedades estruturais, químicas e físicas diferentes. Ainda mais surpreendente é o fato de que mais de 75% dessas variações foram introduzidas nas últimas duas décadas para atender às demandas industriais em rápido desenvolvimento.

Vamos explorar os tipos de aço mais utilizados, suas propriedades distintas e usos:

Aço carbono

A maior parte do aço ao redor do globo é alguma forma de aço carbono. Ele compreende ferro, carbono e quantidades específicas variáveis de outros elementos de liga. Como principal elemento de liga dos aços ao carbono, o carbono é responsável por cerca de 90% de toda a produção de aço.

Ajuda a criar um metal mais forte e muito mais rígido. Isto porque os átomos presentes no carbono permitem que ele percorra a malha de cristal do ferro, distorcendo ligeiramente a malha e preenchendo os espaços entre os átomos metálicos.

Dada esta característica, os produtos de aço carbono resultantes são extremamente duros. O que determina essa resistência é a quantidade de carbono presente, classificando-a em três categorias:

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Aço de alto carbono

Aço de alto carbono normalmente contém cerca de 0,61% a 1,5% de carbono, resultando em aço forte, quebradiço e duro. Para melhorar sua resistência ao desgaste, ele é tomado através de tratamento térmico apropriado. Além de ser usado para fios e molas de alta resistência, é um material útil para produzir máquinas amortecedoras.

Aço carbono médio

Esta variação incorpora conteúdo de carbono de 0,31% a 0,6%, resultando em aço ligeiramente dúctil com maior resistência à tração do que o aço de baixo carbono. Para o endurecer, muitas vezes é tratado com têmpera, uma forma de tratamento térmico. Por ser altamente maleável e poder ser moldado numa variedade de formas e tamanhos, este tipo é o mais comumente utilizado entre os três. Desde arranha-céus a cercas, passando por pontes e casas, você o verá usado em todos os lugares.

Aço de baixo carbono

Aço de baixo carbono contém até 0,3% de carbono. Enquanto oferece alta maleabilidade e ductilidade, o aço de baixo carbono é caracterizado por baixa resistência à tração, que certamente pode ser melhorada através do processo de laminação a frio. Isto envolve a laminação do aço entre dois rolos polidos sob condições de alta pressão. Entre as suas utilizações mais comuns incluem-se a produção de chapas metálicas, caixas, tubos, correntes, arames, caixas, rebites, armações de veículos, etc.

Source: Techpedia

Alloy Steel

Alloy Steel é composto por quantidades variáveis de diferentes metais além do ferro. Estas adições ajudam a manipular as propriedades do aço para servir aplicações específicas. Metais como alumínio, níquel, silício, cromo, manganês, titânio e cobre são utilizados em alguma capacidade. O uso destes metais resulta em características não encontradas no aço carbono. Mudanças desejadas ocorrem na resistência, formabilidade, resistência à corrosão, ductilidade e temperabilidade do aço.

Geralmente mais responsivo a diferentes tipos de tratamentos, o aço liga é usado em indústrias mais especializadas como eletrodomésticos, construção naval e indústria automotiva. Pode vir em formas mais fortes ou mais táteis, aquelas com alta resistência à ferrugem, ou aquelas mais adequadas para soldagem.

O aço liga é freqüentemente usado para fabricar tubulações, autopeças, geradores de energia, transformadores e motores elétricos.

Dependente da combinação de elementos de liga, os aços liga abrange inúmeras variações diferentes. Reunimos os tipos mais utilizados:

Aço de tungsténio

Tungsténio, também conhecido como volfrâmio, é basicamente um metal prateado baço que apresenta o ponto de fusão mais elevado entre todos os tipos de metal na sua forma mais pura. O que o faz destacar-se de outros tipos de metal é a sua força e capacidade de resistir a altas temperaturas. Devido a estas características, diferentes ligas de aço fazem uso deste metal para aumentar a resistência à corrosão e ao desgaste.

Além disso, os bocais do motor de foguete utilizam aço tungstênio para obter alta resistência ao calor. Se combinado com cobalto, níquel e ferro, o aço tungstênio pode ser usado para produzir lâminas de turbina para muitos tipos de aeronaves. Além disso, muitas outras máquinas e ferramentas requerem alta resistência ao calor, e assim, fazer uso do aço tungstênio.

Source: O balanço

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Aço níquel

Liga de aço níquel está entre as ligas de aço mais comumente usadas em todo o mundo. Além de um alto teor de níquel de cerca de 3,5%, ela compreende aproximadamente 0,35% de carbono. Sua especialidade é que a adição de níquel fortalece o aço estrutural sem uma diminuição proporcional da ductilidade. Esse aumento na tenacidade ajuda a resistir a fraturas que podem ser causadas por altos impactos, choques e cargas.

Além disso, no momento do têmpera, o níquel diminui o valor da distorção no aço. O aço níquel oferece uma resposta incrível ao tratamento térmico, pois a adição de níquel diminui a temperatura do aço, tornando-o ideal para tratamento térmico.

Source: Engenharia de cubos brilhantes

Aço de manganês

Aço de manganês é um aço de endurecimento que é composto de 11 a 14% de teor de manganês. Devido às suas excelentes características de endurecimento e resistência ao desgaste, o aço de manganês é utilizado na fabricação de complexos trilhos ferroviários. Outras aplicações contemporâneas incluem baldes de pá, gabinetes de jateamento, raspadores, placas de segurança anti-perfuração, etc.

Source: West Yorkshire Steel

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Aço vanádio

Aço vanádio é conhecido por suas propriedades resistentes à corrosão, bem como pela capacidade de absorver choques. Além de ser usado para tubos de transporte de químicos, o aço vanádio é usado na forma de uma camada fina para ligar o titânio ao aço para aplicações aeroespaciais. Apenas 1% de vanádio e cromo são suficientes para alcançar resistência a choques e vibrações, tornando-o ideal para aplicações automotivas.

Source: mineração.com

Aço ao cromo

A adição de cromo reduz a taxa crítica de resfriamento e aumenta a resistência à incrustação, resistência ao desgaste e resistência a altas temperaturas do aço. Ele é usado principalmente para aumentar a resistência à corrosão. Apresentando alta elasticidade e resistência à tração, o aço cromo é frequentemente usado para fabricar máquinas e autopeças, trituradores de rocha e cofres: Borinox

Aço cromo-vanádio

Aço cromo-vanádio faz uso tanto de cromo como de vanádio, combinando as características de cada um. Com uma resistência à tração extremamente alta, o aço pode ser facilmente cortado, mas não é quebradiço. Os usos comuns incluem engrenagens, eixos, bielas, armações de veículos, etc.

Aço ao silício

Quando se trata de força magnética, o aço ao silício é o material mais significativo utilizado hoje em dia. Enquanto pequenas quantidades de aço ao silício são utilizadas em transformadores de pulso e pequenos relés, aplicações como grandes motores e geradores utilizam toneladas de aço ao silício. Entre suas propriedades, a redução da saturação, resistividade, magnetostricção e anisotropia magneto-cristalina são muito procuradas. Com uma simples adição de 1 a 2% de silício, o aço é mais utilizado para produzir ímãs permanentes.

Saiba tudo sobre Silicon Steel aqui.

Molibdênio Aço

Como um valioso agente de liga para aços, o molibdênio ajuda a melhorar a tenacidade do aço, a soldabilidade, bem como a sua resistência à corrosão. Isto torna-o ideal para uso em aços estruturais e, portanto, são amplamente utilizados em aplicações em ambiente marinho. Os oleodutos, gasodutos e rolamentos de esferas também fazem uso do aço molibdênio.

Source: Metalpedia

Aço ao cobalto

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Ligas de cobalto oferecem uma tremenda resistência à corrosão, resistência ao desgaste, resistência a altas temperaturas e propriedades magnéticas. Algumas aplicações mais resistentes do cobalto incluem palhetas e baldes de turbina a gás. No entanto, este tipo de aço é mais comumente usado para fazer ferramentas de corte.

Source: Science direct

Aluminum Steel

A adição de alumínio ajuda a incorporar a capacidade de reflectir o calor. Composta por uma densidade de cerca de um terço da do aço, é utilizada em aplicações onde o baixo peso e a alta resistência são essenciais. Os aços de alumínio são assim amplamente utilizados na fabricação de sistemas de exaustão de motocicletas e carros. Além da indústria automotiva, o aço de alumínio é diversamente utilizado na geração de energia, arquitetura, preparação de alimentos, embalagens, aplicações de transmissão elétrica, etc.

Source: Aalco

Aço para Ferramentas

Aços para Ferramentas são os tipos de aços utilizados para produzir diferentes tipos de ferramentas utilizadas para uma ampla gama de fins, incluindo ferramentas de impacto, ferramentas de corte como ferramentas de faca, e outras. São constituídos por ligas metálicas como tungsténio, cobalto, molibdénio e vanádio em quantidades variáveis. Não só são duras e duráveis, mas também altamente resistentes ao calor.

Dependente do tipo de ferramenta a ser produzida, a qualidade do aço para ferramentas difere, resultando em numerosas variantes dentro da categoria de aço para ferramentas:

Aço para ferramentas resistente a choques

Como o nome sugere, esta variante de aço para ferramentas foi projetada para oferecer alta resistência a choques a diferentes níveis de temperatura. Composto de baixo conteúdo de carbono, silício e molibdênio, é abrasivo e moderadamente resistente. Este aço é usado principalmente para fabricar ferramentas como chaves de fenda, punções, cinzéis, e ferramentas usadas em rebitagem.

Special-Purpose Tool Steel

Este aço para ferramentas é projetado especificamente para atingir resistência moderada e maleabilidade, usando uma classe baixa de liga de aço. Eles são frequentemente usados para produzir chaves de fendas, árvores e machos.

Aço para ferramentas a quente

Aço para ferramentas a quente é usado para produzir ferramentas que requerem alta resistência ao calor por períodos de tempo prolongados, tais como as utilizadas em forjamento, extrusão, puncionamento, fundição e lâminas de corte a quente.

Aço para ferramentas de têmpera a água

Como o tipo mais barato, o aço para ferramentas de têmpera a água é o aço para ferramentas mais utilizado na produção de ferramentas. Para incorporar dureza nos objectos ou ferramentas, este aço é temperado com água. Apresentando alta resistência ao desgaste superficial, este aço é frequentemente usado para fazer limas, cortadores, martelos, lâminas e itens similares.

Aço para ferramentas de alta velocidade

Aço para ferramentas de alta velocidade é composto de tungstênio, molibdênio e ligas de aço vanádio. Estes componentes são duros e retêm sua dureza quando expostos a altas temperaturas, ajudando a produzir aço perfeito para máquinas de alta velocidade como brocas, alargadores, serras, punções, machos, etc.

Aço para Ferramentas a Frio

Esta variante de aço para ferramentas incorpora um alto teor de cromo para conseguir baixa propriedade de distorção enquanto endurece, o que pode ser feito através de ar ou óleo. Esta característica significa que as ferramentas produzidas não racham facilmente. Como aço altamente resistente, o aço para ferramentas a frio é ideal para fazer lâminas de facas, matrizes de estampagem, ferramentas de cunhagem, etc.

Aço-moldado

Aço-moldado faz uso de aços carbono para fazer moldes de injeção e compressão para plásticos. Além disso, outra aplicação comum é a fundição sob pressão de zinco.

Source: Aço inox

Aço inoxidável

Aço inoxidável é feito de várias ligas metálicas, o cromo serve como elemento primário, constituindo de 10 a 20% da composição total do aço. Anteriormente conhecido como aço ‘Rustless’, o aço inoxidável é muito popular devido à sua aparência e à sua alta resistência à ferrugem. Precisamente, é aproximadamente 200 vezes mais resistente à ferrugem que outros tipos de aço, particularmente quando a quantidade de cromo é superior a 11%.

Devido à sua capacidade de alta resistência à corrosão, o aço inoxidável é o tipo de aço mais caro. Como um tipo altamente durável, os aços inoxidáveis são capazes de resistir ao desgaste que é inevitável como resultado do uso diário. Para aumentar ainda mais a sua resistência aos riscos e à corrosão, a camada invisível de cromo serve para evitar a oxidação. Outros componentes metálicos que compõem o aço inoxidável incluem o molibdênio e o níquel.

Baseado na aplicação, os tamanhos e graus de aço inoxidável podem ser diferentes, e podem vir na forma de chapas, barras, tubos, chapas e fios. Com base na estrutura cristalina e propriedades mecânicas do aço inoxidável, ele pode ser ainda categorizado em vários tipos:

Aço inoxidável ferrítico

Aço inoxidável ferrítico contém cerca de 12-17% de cromo, até 0,1% de carbono, quantidades vestigiais de níquel e outros metais ligados em pequenas quantidades, como alumínio, molibdênio e titânio. Enquanto os aços ferríticos são resistentes, fortes e magnéticos, eles podem ser reforçados ainda mais pelo trabalho a frio. Entretanto, eles não são sensíveis ao tratamento térmico, o que significa que não podem ser endurecidos através desta técnica.

Aço inoxidável austenítico

Aço austenítico é muito mais rico em cromo do que seus equivalentes em aço inoxidável. O teor de cromo neste tipo de aço pode chegar a 18%, enquanto outros elementos incluem o níquel, constituindo 8%, e o carbono a 0,8%. Embora o aço austenítico não responda a tratamentos térmicos, é popular pelas suas propriedades não magnéticas, tornando este aço um dos aços mais utilizados em todo o mundo. Alguns usos comuns incluem a fabricação de tubos, equipamentos de processamento de alimentos e utensílios de cozinha.

Aço Inoxidável Martensitic

Aço martensítico contém aproximadamente 1,2% de carbono e menos de 0,4% de níquel. Os aços martensíticos não só respondem a tratamentos térmicos como também abrangem propriedades magnéticas. Instrumentos dentários e cirúrgicos, facas, lâminas e outras ferramentas de corte fazem uso de aço inoxidável martensítico.

Aço inoxidável duplex

Aço duplex é simplesmente uma combinação de aços ferríticos e austeníticos, resultando em aço muito mais forte do que ambos individualmente. Não só é soldável como também resistente à corrosão. No entanto, não é forte magneticamente.

Têmpera por precipitação Aço inoxidável

Este aço é composto por 17% de cromo e 4% de níquel, levando a uma variedade de aço temperado. Além disso, alguns outros metais também são adicionados em quantidades variáveis, incluindo alumínio, cobre e nióbio. Este tipo pode ser moldado em diferentes formas, tornando-os ideais para o uso em componentes de motores e em barris de resíduos nucleares. Também oferece resistência moderada à corrosão.