Como o aço é produzido?
A principal matéria-prima para a fundição de ferro é o minério de ferro, que consiste principalmente de Fe2O3. O coque é a segunda matéria-prima utilizada na produção de ferro.
Durante o processo de fabricação do ferro, parte do coque é deixada no ferro fundido, resultando na presença de carbono no ferro fundido.
A produção de ferro e aço envolve a transformação do minério de ferro em ferro-gusa, que é então utilizado como matéria-prima para a fabricação do aço.
O processo de produção de aço envolve principalmente a remoção de carbono, embora não possa ser totalmente eliminado.
O aço requer uma quantidade específica de carbono para atingir o desempenho ideal. Para melhorar suas propriedades, certos elementos de liga precisam ser adicionados após a fundição do aço carbono.
Ferro-gusa (ferro fundido) – 2,0-4,5% C;
Aço (aço carbono) – 0,05-2,0% C;
Ferro forjado (ferro puro) – teor de C inferior a 0,05%;
Minério de ferro → ferro gusa → aço.
O aço é uma liga composta de ferro, carbono (C), silício (Si), manganês (Mn), fósforo (P), enxofre (S) e vestígios de outros elementos. As propriedades mecânicas do aço são muito influenciadas pelo seu teor de carbono, tornando-o um tipo de liga ferro-carbono. Portanto, o aço é o material metálico mais significativo e essencial na tecnologia de engenharia.
O que é aço carbono?
O aço carbono refere-se a uma liga de ferro-carbono contendo menos de 2% de carbono e pequenas quantidades de silício, manganês, fósforo, enxofre e outras impurezas.
Em aplicações industriais, o teor de carbono do aço carbono geralmente não excede 1,4% devido ao aço tornar-se excessivamente duro e quebradiço, dificultando o processamento e diminuindo sua produção e valor utilitário.
O aço carbono pode ser dividido em aço estrutural de carbono comum e aço estrutural de carbono de alta qualidade com base em sua qualidade.
O aço estrutural de carbono de alta qualidade tem um teor permitido de enxofre e fósforo mais baixo do que o aço carbono comum, resultando em propriedades mecânicas mais abrangentes.
Com base no seu teor de carbono, o aço carbono pode ser classificado como aço de baixo carbono, aço de médio carbono e aço de alto carbono.
À medida que o teor de carbono aumenta, a dureza do aço carbono aumenta enquanto a tenacidade diminui.
- Aço de baixo carbono — teor de carbono ≤ 0,25%;
- Aço médio carbono — teor de carbono > 0,25% ≤ 0,60%;
- Aço de alto carbono — teor de carbono > 0,60%.
O que é liga de aço?
Para melhorar as propriedades do aço, elementos de liga são adicionados ao aço carbono durante o processo de fundição, resultando na criação de aço-liga. Os tipos comuns de aço-liga incluem aço cromo, aço manganês, aço cromo-manganês, aço cromo-níquel, entre outros.
O aço-liga, também conhecido como aço especial, possui propriedades únicas, incluindo alta dureza, resistência ao desgaste, tenacidade e resistência à corrosão.
Os elementos de liga comumente adicionados ao aço incluem Si, W, Mn, Cr, Ni, Mo, V, Ti e outros.
De acordo com o conteúdo total dos elementos da liga, pode ser dividido em:
- Aço de baixa liga — teor total de elementos de liga ≤ 5%;
- Aço de liga média — o conteúdo total de elementos de liga é de 5% ~ 10%;
- Aço de alta liga — teor total de elementos de liga > 10%.
O aço-liga é classificado por uso:
- Ligas de aço estrutural: utilizadas como componentes de engenharia (tubos e suportes, etc.); Diversas peças mecânicas (eixos, engrenagens, molas, impulsores, etc.).
- Aço para ferramentas de liga: usado como ferramentas de medição, moldes, ferramentas, etc.
- Aços de desempenho especial: como aço inoxidável, aço resistente ao calor, etc., com propriedades físicas ou químicas especiais.
Quais são as diferenças entre aço carbono e aço-liga?
A diferença entre aço carbono e aço-liga é a seguinte:
O aço carbono é o principal aditivo de liga do aço.
O aço-liga é usado para remover carbono do aço e de outros metais ou materiais para melhorar o desempenho.
O aço carbono é classificado de acordo com a quantidade de carbono contido no aço.
As quatro categorias principais são aço de baixo carbono e aço de baixo carbono, aço de médio carbono, aço de alto carbono e aço de ultra alto carbono.
0,16-0,29% de carbono em caço arbono.
Essas formas de aço são comumente usadas porque têm custo relativamente baixo e fornecem propriedades de material aceitáveis para muitas aplicações.
Eles são dúcteis, não frágeis e podem ser ainda mais reforçados por cementação, o que aumenta sua dureza superficial.
O aço carbono na liga normalmente contém 0,30-0,59% de carbono, atingindo um equilíbrio entre ductilidade e resistência e exibindo boa resistência ao desgaste.
Esses aços são comumente usados em forjamento e na fabricação de grandes peças industriais e automotivas.
0,6-0,99% de carbono em caço arbono
O aço de ultra-alto carbono, que contém aproximadamente 1-2% de carbono, é conhecido por sua resistência excepcional e é frequentemente utilizado na fabricação de molas e fios de aço de alta resistência.
Esses tipos de aços podem ser temperados para atingir uma dureza substancial, tornando-os ideais para produtos especializados como eixos.
Um teor de carbono de 1,2% ou mais no aço é normalmente produzido através da metalurgia do pó.
O aço com teor de carbono superior a 2% é geralmente classificado como ferro fundido. Os aços-liga, por outro lado, são compostos de quantidades variadas de metais e materiais que melhoram suas propriedades.
O aço carbono é um metal básico amplamente utilizado em quase todas as indústrias do mundo, incluindo aeroespacial, aeronaves, automóveis, indústria química e defesa nacional.
O aço-liga possui diversas propriedades que podem ser utilizadas em diversas áreas, como na construção de engrenagens, tubos, suportes e infraestrutura.
