Aços carbono de baixa liga

Saiba o motivo pelo qual um erro de menos de 0,5% de carbono na composição de um aço é capaz de derrubar uma ponte ou um prédio!

Esse artigo é composto das seguintes seções:

1. O que são os aços;
2. Aços de baixo teor de carbono;
3. Aços de médio teor de carbono;
4. Aços de alto teor de carbono;
5. Conclusão.

1. O que são os aços

Os aços são ligas ferrosas com um pequeno percentual de carbono em sua composição, que pode variar de 0,05% a 1,4% do peso do material. As propriedades mecânicas são sensíveis ao carbono, ou seja, com uma sútil variação do seu teor na liga é possível perceber grandes mudanças nas propriedades mecânicas.

Por exemplo: de forma elementar, adicionando 0,7% de carbono à um aço estrutural, que é bastante dúctil, é possível obter um aço específico para o uso em cutelaria: muito resistente e com capacidade de manter um bom fio de corte.

2. Aços de baixo teor de carbono

São considerados com baixo teor de carbono os aços que possuem menos de 0,25% do elemento em sua composição. Entre os aços são aqueles produzidos em maior quantidade. São popularmente referidos como aço doce.

Sua microestrutura é composta de ferrita e perlita, que confere baixa dureza e resistência, mas ótima tenacidade e ductilidade quando comparado à outros aços.
Podem ser usinados, facilmente soldados e possuem baixo custo de produção.

Limite de escoamento: 275 MPa
Limite de resistência à tração: 415 – 550 MPa
Ductilidade: 25% AL

Exemplos e aplicações:

SAE 1010: Peças de baixa resistência e muito dúcteis, como pregos e arames;

SAE 1020: Produção de perfis estruturais de baixa solicitação, comuns em serralherias, como tubos, cantoneiras, chapas;

ASTM A36: Aço estrutural, comum na construção civil para a construção de pontes e edificações.

3. Aços de médio teor de carbono

Os aços com concentração de carbono de 0,25 a 0,60% do elemento são considerados de médio teor.

Comumente utilizados para usinagem em torno e fresa de peças dispensam solicitações especiais, devido a boa relação entre preço e desgaste de ferramenta.

Possuem maior resistência que os aços de baixo carbono em detrimento da ductilidade e tenacidade.
Apresentam ótima usinabilidade e são comumente tratados termicamente por têmpera e revenimento para otimização das propriedades mecânicas.

Limite de escoamento: 500 MPa
Limite de resistência à tração: 690 MPa
Ductilidade: 19% AL

Valores médios referentes ao SAE 1040.

Exemplos e aplicações:

SAE 1045: Pinos, buchas, engrenagens, algumas classes de parafusos;

SAE 1060: Ferramentas manuais e eixos de transmissão.

4. Aços de alto teor de carbono

Aços com 0,6 a 1,4% de concentração de carbono são classificados como aços de alto teor de carbono.

São materiais duros, muito resistentes ao desgaste e com a capacidade de manter um bom fio de corte.

São os aços de maior resistência mecânica e consequentemente menos dúcteis.

Geralmente são utilizados após tratamento térmico de têmpera e revenimento, capazes de elevar sua resistência padrão, em ferramentas de corte, estampo e cutelaria.

Limite de escoamento: 730 MPa
Limite de resistência à tração: 1055 MPa
Ductilidade: 13% AL

Valores médios referentes ao SAE 1080 (média).

Exemplos e aplicações:

SAE 1070: Comumente utilizado na fabricação de molas;

SAE 1080: Forjados para o uso em talhadeiras e martelos;

SAE 1095: Utilizado para a fabricação de facas e lâminas de serra.

4. Conclusão

É notável o impacto do teor de carbono nas propriedades mecânicas dos aços. Adicionando o elemento à liga obtemos um aumento na dureza, na resistência mecânica à tração, mas por outro lado uma redução na ductilidade e consequentemente no alongamento até a ruptura.

Para aplicações estruturais, como na construção de prédios e pontes por exemplo, a utilização de aços dúcteis é fundamental, devido suas propriedades mecânicas: podem sofrer grande deformação até a falha e lenta propagação de trincas, além da resistência à fadiga. Esses aços possuem baixo teor de carbono e podem conter outros elementos de liga, como o molibdênio, para aumentar a resistência.