*Por Robson Couto da Silva ([email protected])
Hoje falaremos da liga metálica mais intensamente utilizada pelo homem, e apesar de nosso título parecer exagerado, segundo a World Steel Association existem atualmente um número superior a 3.500 classes de aço no mundo.
A palavra aço deriva do latim e está relacionada a gume ou ponta, se referindo a um “ferro temperado para fio cortante”. Essa referência torna-se bastante adequada, visto que o aço é uma liga composta por ferro com endurecimento a partir da adição de carbono e uma de suas primeiras aplicações foi na construção de armas como espadas.
Essa liga de ferro e carbono passou a ser utilizada frequentemente pela abundância de jazidas de minério de ferro e carvão e pela facilidade de sua fabricação a um custo relativamente baixo. Os aços proporcionaram a fabricação de ferramentas que elevaram a produção de alimentos e posteriormente diversas máquinas que alavancaram o desenvolvimento do homem moderno.
As proporções de carbono que são adicionadas dentro do ferro em um aço são geralmente inferiores a 1%, porém apesar de parecer uma quantidade pequena, provoca um grande aumento na dureza e resistência desse material. Os aços carbono são os mais baratos e são comumente encontrados em nosso cotidiano em pregos, arames, molas, carcaças de automóveis, chapas de tubulações, vergalhões para construção civil, entre tantas aplicações.
Porém, os aços carbono apresentam como principal desvantagem sua facilidade de corrosão. Devido a isso, com o aprimoramento da metalurgia, outros elementos foram sendo adicionados nos aços para que se fossem conferidas outras propriedades e novas aplicações, esses são chamados de aços ligados.
Os aços ligados mais conhecidos são aqueles em que se têm a adição de elementos como o cromo e o níquel, formando os aços inoxidáveis que apresentam como principal característica a maior resistência à corrosão, permitindo que sejam utilizados em ambientes mais agressivos e para aplicações mais nobres. Encontramos os aços inoxidáveis em pulverizadores agrícolas, válvulas para altas temperaturas, turbinas, talheres, panelas, processamento químico de alimentos e até em stents utilizados na cirurgia de angioplastia.
Além do cromo e do níquel, outros elementos de liga também encontrados nos aços são o molibdênio, o vanádio, o manganês, o silício, o alumínio, o cobre, o nióbio, o tântalo, o titânio e o tungstênio. Todas essas adições conferem as mais variadas gamas de propriedades, em que aplicações para indústria aeroespacial e plataformas marítimas são alcançadas.
Porém, as modificações nas características dos aços não são limitadas somente à composição química do metal. Existem processamentos chamados de tratamentos térmicos nos quais o metal é aquecido e resfriado em diversas faixas de temperaturas e taxas de aquecimento e resfriamento. Esses tratamentos fazem com que se tenham alterações na microestrutura dos aços e também são responsáveis por elevação na resistência mecânica, além de conferirem diferentes ductilidades ao material.
Para que se tenha uma ideia da complexidade das variações possíveis, até o fato de deformarmos um aço faz com que esse tenha alterações em suas propriedades mecânicas, caso o leitor tenha curiosidade, esse fenômeno é conhecido como encruamento.
Enfim, existem muitos parâmetros a serem considerados no processo de fabricação de um aço que fazem com se tenha um material muito versátil. Como a cada dia novas tecnologias são descobertas, o desenvolvimento de novas ligas com outros tipos de processamento são constantes. Esse ainda é um ramo bastante desafiador para engenheiros e pesquisadores e que provavelmente ainda trará muitas inovações nas próximas décadas.
*Doutor em Engenharia de Produção pela UTFPR