Aços, Ligas e Processos de Fabricação

O que é Aço? O que é Fundição?

O aço é uma liga de ferro e carbono, onde o carbono não excede 2,1% em peso da composição da liga, geralmente atingindo um percentual entre 0,2% e 0,3%. A fundição é o processo de fabricação que consiste em verter o metal fundido em um molde com a forma desejada, deixando-o solidificar lá.

Classes de ferro fundido: ferro fundido branco, ferro fundido cinzento, ferro maleável e ferro dúctil.

Fluência (Creep): Quando um material é submetido à ação de esforços externos, verifica-se que existe uma relação linear entre as tensões e as deformações. Essa relação linear é mantida até que se atinja uma determinada área de influência, onde as deformações que ocorrem no material se tornam irreversíveis. Portanto, a elasticidade é o valor da carga ou tensão a partir do qual a deformação é permanente.

Envelhecimento: Processos que sustentam a fundição e o tratamento térmico por um certo tempo, a uma dada temperatura, para aumentar a estabilidade dimensional ou melhorar certas propriedades mecânicas (dureza e elasticidade) por meio de mudanças estruturais. Este fenômeno também é chamado de inoculação ou maturação. A inoculação é a adição ao metal líquido de produtos que atuam como núcleos de cristalização ou germes para refinar o grão.

O ferro-gusa é o produto siderúrgico obtido no alto-forno a partir do minério de ferro.

Bronze: É a denominação dada a uma série de ligas metálicas que têm como base o cobre, com 3 a 20% de estanho.

Sistema: Conjunto de substâncias selecionadas para estudo, isoladas do ambiente externo. É uma mistura de corpos simples e compostos, em proporções diversas, a partir da qual podem ocorrer propriedades químicas, físicas ou físico-químicas.

Fases: Parte de um sistema que tem propriedades físicas distintas das outras.

Componente: Substâncias simples ou compostos que inicialmente formam o sistema.

Constituinte: Cada uma das partes que podem ser distinguidas no sistema.

Sinterização: Aglomeração de partículas finas por meio de forte pressão e aquecimento por algum tempo abaixo da temperatura de fusão do componente principal. O processo se baseia na difusão.

Reação Peritética: Ocorre quando uma mistura de um líquido e um sólido se unem para criar um novo sólido.

Segregações: Heterogeneidades químicas que surgem durante a solidificação.

Alotropia: O que resta ao redor do grão, o excesso da liga.

Difusão: Deslocamento de átomos de magnésio ultraleve + alumínio na rede desordenada, de sua posição de equilíbrio para outra.

Bainita: Mistura difusa de ferrita e cementita, obtida a partir da transformação isotérmica da austenita, começando com a formação de ferrita.

Resiliência: É uma grandeza que quantifica a quantidade de energia que um material absorve ao se romper sob a ação de um impacto, por unidade de superfície de fratura.

Estedita: É um tipo de eutético, duro e quebradiço, com temperatura de fusão de 960ºC. Está presente no ferro fundido cinzento.

Anisotropia: É a propriedade geral da matéria pela qual certas propriedades físicas, como elasticidade, temperatura, condutividade, velocidade da luz, etc., variam de acordo com a direção em que são examinadas.

Bolhas: Cavidades que os gases dissolvidos em uma liga causam quando ficam presos nela após a solidificação.

Liga: É um sistema composto por vários elementos, dos quais pelo menos um é um metal. À temperatura ambiente, deve manter as propriedades metálicas.

Temperabilidade: Capacidade de um material de ser endurecido.

Carburação: União do carbono e do ferro para produzir aço, composto que contém Fe e C.

Grafite: Cristaliza no sistema hexagonal. É muito macio, cinza e quebradiço. Não gera lascas, apenas pó.

Fadiga: Tendência à fratura do material sob cargas abaixo da fratura, que atuam repetidamente durante um determinado período de tempo.

Dendritos: Se um metal puro é resfriado uniformemente, ao atingir a temperatura de solidificação, surgem núcleos ou germes, a partir dos quais o cristal cresce na direção de certas linhas, dando origem a formas semelhantes a árvores chamadas dendritos.

Refino do Grão: Transformação que ocorre nos aços, geralmente por recozimento, para obter grãos de menor tamanho.

Compósitos: Também chamados de materiais híbridos ou metálicos, são um conjunto de materiais originais e de design técnico, resultantes principalmente da integração de dois ou mais materiais diferentes em outro, com propriedades diferentes de cada um separadamente.

Afinidade Química: A afinidade eletrônica (A_e) é a energia trocada no processo pelo qual um átomo neutro X, no estado gasoso e em seu estado eletrônico fundamental, recebe um elétron e se torna um íon mononegativo X^-, também no estado gasoso e em seu estado eletrônico fundamental.

Recristalização: Processo pelo qual um metal trabalhado a frio é aquecido a uma temperatura suficientemente alta por um intervalo de tempo suficiente para formar uma nova estrutura de grãos livre de distorção. Por meio desse processo, os íons, átomos ou moléculas se organizam para formar a rede cristalina. Durante esse processo, a densidade de deslocamentos do metal é muito reduzida.

Crescimento de Grão: Quando o processo de cristalização termina, o tamanho do grão é grande. No entanto, se continuarmos aumentando a temperatura acima da temperatura de recristalização, o crescimento do grão se inicia.

Temperaturas de Resfriamento

• Ac₀: 210ºC - Mudança magnética da cementita.
• Ac₁: 723ºC - Limite da perlita.
• Ac₂: 768ºC - Mudança magnética da ferrita.
• Ac₃: 723ºC a 910ºC - Limite da ferrita.
• Ac₄: 1492ºC - Limite superior da austenita.