aço

O aço é uma liga do sistema ferrocarbono trabalhável a quente, que é suscetível de adquirir propriedades muito diversas por meio de tratamentos adequados.
Esta liga é caracterizada, após arrefecimento lento, pela ausência do eutéctico. Além do carbono no estado combinado, pode conter outros elementos em quantidades conhecidas. Nos aços não ligados e fracamente ligados, a percentagem de carbono pode atingir 2% e nos aços fortemente ligados 2,5%.

Inicialmente o aço era produzido por métodos artesanais, baseados na redução direta do minério de ferro por carvão vegetal, obtendo-se no estado pastoso sob a forma de nódulos ou lupas de ferro que depois se aglomeravam em blocos.

Estrutura em aço

Estrutura em aço

Na indústria aplicam-se dois processos: no processo de insuflação de ar, oxidam-se o carbono e as impurezas de silício, fósforo e manganés injetando ar ou oxigénio à pressão no ferro bruto fundido. Dado que as impurezas se queimam mais rapidamente que o ferro, obtém-se ferro puro e uma escória de óxidos. Este processo tem lugar em recipientes de 6 a 7 metros de altura e 3 a 4 metros de diâmetro, denominados conversores. Deita-se o ferro bruto fundido por cima, e por baixo entra ar através de orifícios. Para que o recipiente não se destrua, deve ter um revestimento. Este deve ser básico, de óxido de cálcio ou de manganés, quando se trata de uma fundição que contenha fósforo. Quando se trata de ferro sem fósforo, utiliza-se um revestimento ácido, por exemplo de quartzo ou argila. No primeiro caso chamam-se conversores de Thomas e, no segundo, conversores de Bessemer.

No processo de soleira aberta, também designado processo de Siemens-Martin, a oxidação consegue-se com gases de uma chama contendo oxigénio que se fazem passar pela superfície do ferro bruto fundido. Ao ferro bruto junta-se uma mistura de sucata e óxidos de ferro. As impurezas são oxidadas quer pelo oxigénio dos gases de chama, quer pelos óxidos de ferro que são reduzidos a ferro puro. Neste processo pode controlar-se o desenvolvimento da oxidação.

O aço pode ser submetido a diversos tratamentos, tanto térmicos como físico-químicos, com a finalidade de lhe conferir determinadas propriedades. Entre os tratamentos térmicos salientam-se os de recozimento, têmpera (o aço é aquecido até que a sua constituição seja totalmente formada por austenite e depois arrefecido, de modo a obter-se martensite), revenido (tratamento que se aplica às peças temperadas), têmpera e revenido e cementação (tratamento termo-químico que se consegue aquecendo o aço na presença dum meio rico em carbono).

O aço pode ser classificado atendendo à sua composição: aço-carbono, aços ligados (com níquel, com cobalto, com silício ou com crómio, entre outros); e à sua utilização: autotemperante, de cadinho, rápido, para ímanes, para molas, automático, de construção, elétrico, fundido, entre outros.