O aço de carbono é uma liga ferro-carbono, que contém até 2,1% de carbono em peso.Manganês máximo, o teor de silício e de cobre deve ser inferior a 1,65%, 0,6% e 0,6% respectivamente.
Tipos de aço carbono e suas propriedades
O aço de carbono pode ser classificado em três categorias de acordo com o seu teor de carbono: aço de baixo carbono (ou aço de carbono leve), aço de carbono médio e aço de alto carbono [1].microstrutura e propriedades comparar como segue:
Aço com baixo teor de carbono
O aço com baixo teor de carbono é a forma mais utilizada de aço carbono.Eles não podem ser endurecidos por tratamento térmico (para formar martensita), por isso isso é geralmente conseguido por trabalho a frio.
Os aços de carbono são geralmente relativamente macios e têm baixa resistência.
Os aços de alta resistência e baixa liga (HSLA) também são frequentemente classificados como aços de baixo carbono, no entanto, também contêm outros elementos, como cobre, níquel, vanádio e molibdênio.Estes incluem até 10 wtOs aços de alta resistência e de baixa liga, como o próprio nome sugere, têm uma resistência mais elevada, que é obtida por tratamento térmico.tornando-os facilmente formáveis e maquináveisO HSLA é mais resistente à corrosão do que o aço simples de baixo carbono.
Aço de carbono médio
O aço de carbono médio tem um teor de carbono de 0,25 ∼ 0,60%, e um teor de manganês de 0,60 ∼ 1,65%, em peso.As propriedades mecânicas deste aço são melhoradas através de tratamento térmico envolvendo a autenização seguida de amortecimento e temperação, dando-lhes uma microstrutura martensítica.
O tratamento térmico só pode ser efectuado em secções muito finas, no entanto, elementos de ligação adicionais, tais como cromo, molibdênio e níquel,pode ser adicionado para melhorar a capacidade dos aços de serem tratados termicamente e, portanto, endurecido.
Os aços de carbono médio endurecidos têm maior resistência do que os aços de baixo carbono, no entanto, isso acontece à custa da ductilidade e dureza.
Aço com elevado teor de carbono
O aço de alto carbono possui um teor de carbono de 0,60 a 1,25%, e um teor de manganês de 0,30 a 0,90%.Os aços de alto carbono são muito resistentes ao desgaste devido ao facto de serem quase sempre endurecidos e temperados.
Os aços de ferramenta e os aços de matriz são tipos de aços de alto teor de carbono, que contêm elementos de ligação adicionais, incluindo cromo, vanádio, molibdênio e tungstênio.A adição destes elementos resulta no aço muito resistente ao desgaste, que é o resultado da formação de compostos de carburo, como o carburo de tungstênio ((WC).
O aço carbono pode ser produzido a partir de aço reciclado, aço virgem ou uma combinação dos dois.
O aço virgem é produzido pela combinação de minério de ferro, coque (produzido por aquecimento de carvão na ausência de ar) e cal num alto forno a cerca de 1650 °C.O ferro fundido extraído do minério de ferro é enriquecido com carbono do coque de queimaAs impurezas remanescentes combinam-se com a cal para formar escória, que flutua sobre o metal fundido onde pode ser extraída.
O aço fundido resultante contém cerca de 4% de carbono em peso. Este teor de carbono é então reduzido à quantidade desejada em um processo chamado descarburizamento.Isto é conseguido passando oxigênio através do fundido, que oxida o carbono no aço, produzindo monóxido de carbono e dióxido de carbono.
Exemplos e aplicações
Os aços com baixo teor de carbono são frequentemente usados em componentes de carroçaria de automóveis, formas estruturais (beiras I, canais e ferro de ângulo), tubos, componentes de construção e ponte e latas de alimentos.
Devido à sua elevada resistência, resistência ao desgaste e dureza, os aços de carbono médio são frequentemente utilizados para trilhos ferroviários, rodas de comboios, eixos de válvula,e engrenagens e peças de máquinas que exijam esta combinação de propriedades.
Devido à sua alta resistência ao desgaste e dureza, os aços de alto carbono são utilizados em ferramentas de corte, molas de fio de alta resistência e matrizes.
Exemplos, propriedades e aplicações dos vários aços de carbono são comparados na tabela a seguir.
