Aço

Nota:Para outros significados, vejaAço (desambiguação).

Oaçoé umaliga metálicaformada essencialmente porferroecarbono,com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se doferro fundido,que também é uma liga de ferro e carbono, mas com teor de carbono acima de 2,11%.O carbono é um material muito usado nas ligas de ferro, porém varia com o uso de outros elementos como:magnésio,cromo,vanádioetungstênio.O carbono e outros elementos químicos agem com o agente de resistência, prevenindo odeslocamentoem que um átomo de ferro em umaestrutura cristalinapassa para outro. A diferença fundamental entre ambos é que o aço, pela suaductibilidade,é facilmente deformável porforja,laminaçãoeextrusão,enquanto que uma peça em ferro fundido é muito frágil.

Ponte deaço.

Cabos deaço.

História

Trilhos detremproduzidos porlaminaçãodo aço

A fabricação deferroteve início naAnatólia,cerca de2000 a.C.,tendo sido aIdade do Ferroplenamente estabelecida por volta de1000 a.C.Neste período a tecnologia da fabricação do ferro espalhou-se pelo mundo. Em, aproximadamente,500 a.C.chegou às fronteiras orientais daEuropae por volta de400 a.C.chegou àChina.Os minérios de ferro eram encontrados em abundância na natureza, assim como ocarvão.Atualmente a maior quantidade de matéria prima para produção de aço é a sucata proveniente dos resíduos de fabricação industrial.^{[carece de fontes]}A forma de produção era em pequenosfornosna forma de torrões ou pedaços sólidos, denominadostarugos.Estes, em seguida, eram forjados a quente na forma de barras de ferro trabalhando, possuindomaleabilidade,contendo, entretanto pedaços deescóriaecarvão.O teor de carbono dos primeiros aços fabricados variava de 0,07% até 0,8% sendo este último considerado um aço de verdade. Osegípciospor volta de900 a.C.já dominavam processos relativos a tratamentos térmicos nos aços para fabricação deespadasefacas.Como quando o teor decarbonosupera 0,3% o material torna-se muito duro e quebradiço caso seja temperado (resfriado bruscamente em água) de umatemperaturaacima 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.^{[carece de fontes]}

Classificação

O aço pode ser classificado das seguintes maneiras:

• Quantidade decarbonoem porcentagem;
• Composiçãoquímica;
• Quanto à constituiçãomicroestrutura;
• Quanto à sua aplicação.

A classificação mais comum é de acordo com a composição química, dentre os sistemas de classificação química oSAEé o mais utilizado, e adota a notaçãoABXX,em que AB se refere a elementos de liga adicionados intencionalmente, e XX ao percentual em peso de carbono multiplicado por cem.

Além dos componentes principais indicados, o aço incorpora outroselementos químicos,alguns prejudiciais, provenientes dasucata,domineralou docombustívelempregue no processo de fabricação, como oenxofree ofósforo.Outros são adicionados intencionalmente para melhorar algumas características do aço para aumentar a suaresistência,ductibilidade,durezaou outra, ou para facilitar algum processo de fabrico, como usinabilidade, é o caso de elementos de liga como oníquel,ocromo,omolibdênioe 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 ser considerado aço de baixa-liga, acima de 5% é considerado de alta-liga. O enxofre e o fósforo são elementos prejudicais ao aço pois acabam por intervir nas suas propriedades físicas, deixando-o quebradiço. Dependendo das exigências cobradas, o controle sobre as impurezas pode ser menos rigoroso ou então podem pedir o uso de um antissulfurante como omagnésioe outros elementos de liga benéficos. Existe uma classe de aços carbono, conhecida como aços de fácil usinabilidade, que contém teores mínimos de fósforo e enxofre. Estes dois elementos proporcionam um melhor corte das ferramentas de usinagem, promovendo a quebra do cavaco e evitando a aderência do mesmo na ferramenta. estes aços são utilizados quando as propriedades de usinabilidade são prioritárias, em relação as propriedades mecânicas e microestruturais, (peças de baixa responsabilidade).

O aço inoxidável é um aço de alta-liga com teores decromoe deníquelem altas doses (que ultrapassam 20%). Os aços inoxidáveis podem ser divididos em três categorias principais: aços inoxidáveis austeníticos, os quais contém elevados teores de cromo e níquel, os aços inoxidáveis martensíticos, que contém elevado teor de cromo, com baixo teor de níquel e teor de carbono suficiente para se alcançar durezas médias ou altas no tratamento térmico de têmpera, e os aços inoxidáveis ferríticos, que contém elevado teor de cromo e baixos teores de níquel e carbono. Este último e o tipo austenítico não podem ser temperados.

Utilização

O aço é atualmente a mais importante liga metálica, sendo empregue de forma intensiva em numerosas aplicações tais como máquinas, ferramentas, em construção, etc. Entretanto, a sua utilização está condicionada a determinadas aplicações devido a vantagens técnicas que oferecem outros materiais como oalumíniono transporte por sua maior leveza e na construção por sua maior resistência acorrosão,ocimento(mesmo combinado com o aço) pela sua maior resistência ao fogo e acerâmicaem aplicações que necessitem de elevadas temperaturas.

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

• Existem numerosasjazidasde minerais de ferro suficientemente ricas, puras e fáceis de explorar, além da possibilidade de reciclar a sucata;
• Os procedimentos de fabricação são relativamente simples e económicos, e são chamados deaciaria.Os aços podem ser fabricados por processo deaciaria eléctrica,onde se utiliza eléctrodos e processo de aciaria LD, onde se utiliza sopro de oxigénio 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 as suas quantidades, mediante a aplicação de tratamentos;
• A 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 a suametalurgiarecebe a denominação especial desiderurgia,e a sua influência no desenvolvimento humano foi tão importante que uma parte da história da humanidade foi denominadaIdade do Ferro,que se iniciou em 3500 a.C., e que, de certa forma, ainda perdura.

Indústria siderúrgica

Ver artigo principal:Siderurgia

Hoje é comum falar sobre "oferroe o aço ", como se fossem uma coisa só, mas historicamente eles são produtos diferentes. Aindústria siderúrgicaé frequentemente considerada como um indicador de progresso econômico, devido ao papel crucial desempenhado pelo aço nainfra-estruturae no desenvolvimento econômico global.

O boom econômico naChinae naÍndiacausou um grande aumento na demanda por aço nos últimos anos. Entre 2000 e 2005, a demanda mundial por aço aumentou 6%. Desde 2000, várias empresas de aço, indianase chinesas, ganharam notoriedade como aTata Steel(que comprou aCorusem 2007), aShanghai Baosteel Group Corporatione aShagang Group.ArcelorMittalé, no entanto, a maior produtora de aço do mundo.

Produção mundial

Maiores produtores de aço do mundo em 2019, em milhões de toneladas por ano

1.	China	996,3
2.	Índia	111,2
3.	Japão	99,3
4.	Estados Unidos	87,9
5.	Rússia	71,6
6.	Coreia do Sul	71,4
7.	Alemanha	39,7
8.	Turquia	33,7
9.	Brasil	32,2
10.	Irão	31,9
11.	Itália	23,2
12.	Taiwan	22,1
13.	Ucrânia	20,8
14.	Vietname	20,1
15.	México	18,6
16.	França	14,5
17.	Espanha	13,6
18.	Canadá	12,8
19.	Polónia	9,1
20.	Bangladesh	9,0

Fontes:WorldSteel 1Worldsteel 2.

Normas brasileiras de aplicação

• NBR 5889 - Aço fundido e ferro fundido – Coleta de amostras – Método de ensaio
• NBR 6152 – Materiais metálicos – Determinação das propriedades mecânicas a tração – Método de ensaio
• NBR 6157 – Materiais metálicos – Determinação de resistência ao impacto em corpo-de-prova entalhados simplesmente apoiados – Método de ensaio
• NBR 6215 – Produtos siderúrgicos – Terminologia
• NBR 6444 – Ensaio não destrutivo – Terminologia
• NBR 6645 – Peça bruta de aço fundido – Afastamento dimensionais – Padronização
• NBR 8653 – Metalografia e tratamentos térmicos e termoquímicos das ligas ferro carbono –terminologia
• NBR 4589 - Origem

Propriedades

As propriedades do aço podem variar de acordo com sua composição química e teor de carbono, garantido uma grande diversidade de aplicações práticas.

O aço apresenta um comportamentodúctilcom regimes de deformaçãoelásticaeplástica.

Diagrama tensão-deformação típico do aço (sem escala).

Até certo nível detensãoaplicada, o material trabalha no regimeelástico-linear,onde a constante de proporcionalidade é denominada módulo de deformação longitudinal oumódulo de elasticidade.Ultrapassado o limite de proporcionalidade, tem lugar a fase plástica, na qual ocorrem deformações crescentes sem variação de tensão (patamar de escoamento). O valor constante dessa tensão é a mais importante característica dos aços estruturais e é denominadaresistência ao escoamento.O valor máximo da tensão antes da ruptura (ponto mais alto dodiagrama tensão, deformação) é denominado resistência à ruptura do material.

Os diversos tipos de aço são classificados e denominados por normas nacionais (NBR) e internacionais (ASTM) de acordo com sua aplicação e propriedades mecânicas (principalmente aresistência ao escoamentoe resistência à ruptura, no caso de aços estruturais).Com isso o ferro (ou Aço ) Se torna Mais forte

A propriedades médias de um aço com 0,2% de carbono em peso giram em torno de:

• Massa volumétricaː7 860 kg/m³ (ou 7,86 g/cm³)
• Coeficiente de expansão térmica:11,7 10⁻⁶(C°)⁻¹
• Condutividade térmica:52,9 W/m-K
• Calor específico:486 J/kg-K
• Resistividade elétrica: 1,6 10⁻⁷Ωm
• Módulo de elasticidade(Módulo de Young) Longitudinal:210 GPa
• Módulo de elasticidade (Módulo de Young) transversal:80 GPa
• Coeficiente de Poisson:0,3
• Limite de escoamento:210 MPa
• Limite deresistência à tração:380 MPa
• Alongamento:25%

Ver também

• Aço damasco
• Aço rápido
• Aço temperado
• Aço corten
• Aço inoxidável
• Aço maraging
• Arcelor
• Gerdau