Guia de Metalurgia: Propriedades e Aplicações dos Aços
1. O CE de um aço estrutural deve ser alto ou baixo? Por quê?
R. Baixo. Os aços para estruturas vêm sofrendo uma redução constante do carbono equivalente (CE), o que permite uma maior soldabilidade. Por outro lado, a corrosividade destes aços também aumenta, o que requer novas tecnologias de pátina, pintura e prevenção da corrosão. Aços de baixo carbono atendem aos requisitos de aplicação estruturais de baixa e média responsabilidade e baixo custo.
2. Explique uma vantagem e um problema da adição de cobre nos aços e diga como este problema pode ser resolvido.
R. O cobre forma no aço uma camada passivadora (pátina) que melhora a resistência à corrosão deste aço. O cobre provoca também o mecanismo de envelhecimento por precipitação, que proporciona um aumento considerável de resistência mecânica e ao impacto, além de uma maior reciclabilidade de sucata. O grande inconveniente do cobre ocorre no processo de fabricação do aço, pois ele provoca a fragilidade a quente no processo de lingotamento contínuo e laminação a quente, o que dificulta muito a produção e também a posterior soldagem destes aços. Para resolver este problema, adiciona-se Níquel (Ni), que forma uma liga de maior ponto de fusão com o cobre segregado.
3. Diga para que aplicação você indicaria um aço com carbono equivalente (CE) = 0,7. Justifique.
R. Para trilhos ferroviários, pois necessitam de alta resistência ao desgaste e temperabilidade, uma vez que os trilhos estão sujeitos ao desgaste pelo atrito com as rodas. Pode-se também adicionar o Manganês (Mn) para melhorar as propriedades mecânicas dos aços. Alto CE = alta dureza = alta temperabilidade. Os trilhos geralmente são de aço com Carbono ~0,7%, porque, com o resfriamento rápido, obtêm-se fases duras e, com resfriamento ainda mais rápido, obtêm-se fases ainda mais duras.
4. Faça uma explanação sobre o efeito da adição de manganês nos aços e explique um caso em que sua adição é recomendada.
R. O efeito do Mn no aço é estabilizar o enxofre, formando inclusões de MnS (Sulfeto de Manganês). O enxofre provoca trincas a quente no aço; por isso, o manganês deve ser adicionado no processo de fabricação para evitar tais trincas durante a laminação. O manganês também, quando ligado ao carbono, melhora a resistência ao desgaste.
5. Comente sobre a presença de C e Mn nos aços, destacando como eles se apresentam e que efeito eles podem produzir em cada caso.
R.
- O Manganês (Mn) estabiliza o enxofre formando inclusões de MnS, pois o enxofre reduzido ou estabilizado no aço evita trincas de laminação e soldagem.
- O Manganês estabiliza a austenita, facilitando assim a laminação e permitindo uma granulometria mais fina.
- O Manganês aumenta a resistência da ferrita e aumenta a profundidade de têmpera.
- A adição do Mn no aço também reduz a fragilidade a quente e melhora a soldabilidade.
- O Manganês, quando ligado ao carbono (MnC), melhora a resistência ao desgaste e a soldabilidade.
6. Você indicaria um aço com C ~0,5% para fabricar oleodutos? Justifique.
R. Não. Porque um aço com C ~0,5% é um aço de médio a alto carbono, que é de difícil soldagem. Os aços para tubos são normalmente de baixo e médio carbono (C < 0,4%), de modo a melhorar a soldabilidade e a ductilidade no processo de fabricação.
7. Explique a diferença de uma broca "Made in China", comprada de um camelô, de uma broca mais cara, comprada em uma loja especializada.
R. Brocas "Made in China" são apenas temperadas e, quando utilizadas, aquecem e perdem a estrutura dura, ou seja, a martensita volta à estrutura original. Já as brocas adquiridas em lojas especializadas são cementadas ou nitretadas, o que garante a camada dura por mais tempo, ou seja, altíssima dureza superficial e alta resistência ao desgaste, mesmo após o uso contínuo. Isso ocorre porque a dureza superficial preserva as propriedades de impacto no interior da peça.
8. Você está produzindo um arame e ainda não chegou ao diâmetro desejado, mas o fio ficou muito duro e está rompendo ao se trabalhar. Qual a solução que você apresenta para se chegar ao diâmetro desejado?
R. Quando o encruamento chega ao limite e a dimensão final ainda não foi alcançada, faz-se necessário o tratamento de recozimento intermediário (realizado entre duas operações de fabricação).