1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. AÇO CARBONO

Para a produção de aço carbono é preciso processos de redução, que

consiste em colocar minério de ferro e fundentes sinterizados junto com o

coque (produto da destilação do carvão que aumenta o teor de carbono) em

um forno à aproximadamente 1500°C. Ar oxigênio é soprado no forno levando

à combustão do carbono, na qual reduz os óxidos de ferro e funde da carga

metálica. Os principais constituintes dessa “lava líquida” são ferro, carbono,

silício e manganês e tem como impurezas o enxofre e o fósforo.

A composição química do aço carbono irá determinar as suas propriedades

e segundo a norma ABNT NBR 15693:2013 é possível classifica-lo. O principal

constituinte é o ferro que possui diâmetro de aproximadamente 0,25

nanometros, no entanto, mesmo que o processo seja por fusão, os elementos

de liga são dissolvidos no ferro e não podem ter os seus átomos muito

diferentes que o do ferro. O teor dos constituintes também irá influenciar na

formação das redes cristalinas, onde teores baixos serão dissolvidos por

inserção e já os maiores por meio de combinação.

Os átomos de carbono são combinados com os do ferro depositando-se

por entre os contornos de grãos ou dentro dos grãos de ferrita. Porém, essa

combinação pode sofrer alteração conforme as condições impostas. Um

exemplo seria o aumento da temperatura que eleva a vibração dos átomos e

desloca-os da rede cristalina formada. Já com a diminuição da temperatura,

devido ao aumento da pressão nas ligações, são formadas novas

combinações. Com isso, o teor de carbono no aço depende de como é feito o

processo (Figura 1).

A Figura 1 representa o diagrama de equilíbrio ferro-carbono. Com ele, é

possível verificar que o teor máximo de carbono na rede cristalina do aço

carbono de 2% para temperaturas de até 1150°C. É possível classificar o aço

em relação ao seu teor de carbono e pode ser visto na Tabela 1.

Figura 1. Diagrama de equilíbrio ferro-carbono

Fonte: SCHEER, Leopold (1977) [4] pág17.

Tabela 1. Classificação do aço em relação ao seu teor de carbono.

Fonte: o autor [4][5].

O processo não requer elevadas temperaturas e elevado tempo cinético

da formação das redes cristalinas, isso torna o aço carbono um material de fácil

obtenção e baixo custo em relação aos outros metais. A sua empregabilidade

também leva em consideração os aspectos mecânicos como a sua boa

soldabilidade e fácil usinagem. Mas um dos principais problemas do aço

carbono é a baixa resistência a corrosão (com energia livre padrão de -742,2

kJ/mol) que possui tendência a se oxidar então, para garantir essa resistência,

utiliza-se tratamentos superficiais.

2.2. Aço Carbono 1008

A classificação dos aços é em relação a sua composição química e foi

estabelecido pela Society of Automotive Engineers (SAE). Com isso o aço

carbono 1008 possui até 0,10% de carbono. Dependendo do processo de

fabricação esse teor sofre variação.

As propriedades mecânicas do aço carbono encontram-se na Tabela 2.

O módulo de elasticidade (E) do aço carbono é de aproximadamente 196GPa e

significa a máxima tensão que ele suporta sem sofrer deformação permanente.

O limite de elasticidade (SLE) é de 207MPa e o limite de resistência (SLR) de

331MPa.

Tabela 2. Propriedades mecânicas do aço carbono SAE 1008

Fonte: MERLO, Tatiane Rossi et al (2012). [6]

Referências

1. LEYGRAF, Christofer; GRAEDEL, Thomas E.. Atmospheric: Corrosion.

New Jersey: Wiley, 2000. 354 p.

2. USIMINAS Ipatinga - Processo de Produção do Aço Carbono - Brazilian

Largest Steel Industry. 2014. (11 min.), P&B. Disponível em:

<https://www.youtube.com/watch?v=5gt5w0g6Tz8>. Acesso em: 26 ago.

2015.

3. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR

15693:2013: Ensaios não destrutivos — Teste por pontos —

Identificação de metais e ligas metálicas. 2013. 23 p. Disponível em:

<http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=196461>. Acesso em:

26 ago. 2015.

4. SCHEER, Leopold. O que é aço. São Paulo: Editora Pedagógica e

Universitária Ltda, 1977. 129 p. Atualizado por H. Berns.

5. SOUZA, Sérgio Augusto de. Composição Química dos Aços. São

Paulo: Edgard Blucher Ltda, 1989. 134 p.

6. MERLO, Tatiane Rossi; DONATO, Gustavo Henrique Bolognesi.

PROPRIEDADES MONOTÔNICAS E CÍCLICAS (ε-N) DE AÇO SAE

1008 E ALUMÍNIO 1200 H14 UTILIZANDO ESPÉCIMES DE CHAPA

SUBMETIDOS A ENSAIOS UNIAXIAIS. São Paulo: Centro Universitário

da Fei, 2012. 1 p.