O Trabalho Aço

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peças de maquinas e componentes que necessitam resistência à abrasão e tenacidade.

Os aços de alto teor de carbono são os mais duros e mais resistentes. Com carbono entre 0,6 à 1,4%p C, são os menos dúcteis de todos os tipos de aço carbono. Eles passam por processos de endurecimento e revenimento que faz com que fique resistente à abrasão e ao desgaste. São geralmente utilizados em ferramentas de corte, fabricação de facas, lâminas de corte, molas e arames.

A forma geralmente utilizada para saber se um aço irá aguentar a carga sobre ele é o ensaio de tração que consiste em colocar o material em um máquina de ensaio, e ela vai esticar o material até que ele se rompa. A carga necessária para produzir um determinado alongamento é monitorada enquanto o corpo de prova é tracionado a uma velocidade constante. Ao final do ensaio a máquina mostra resultados de limite de ruptura, limite escoamento e etc. Cada tipo de material e o emprego terá os seus limites máximos e mínimos.

O ferro puro é considerado um metal com alotropia, isto é, ele muda de tipo de estrutura dependendo da temperatura conforme a tabela abaixo.

Figura 1. Fonte Marcelo F. Moreira, Estrutura Cristalina dos Metais

O Fe apresenta estrutura cristalina Cúbica de Corpo Centrado na temperatura ambiente. Entretanto a 912°C o Fe sofre uma transformação alotrópica para Cúbica d Face Centrada. A transformação alotrópica é frequentemente acompanhada por modificações de densidade e outras propriedades físicas.

Atualmente emprega-se o aço devido a sua nítida superioridade frente às demais ligas considerando-se o seu preço. Já que existem numerosas jazidas de minerais de ferro suficientemente ricas, puras e fáceis de explorar, além da possibilidade de reciclar a sucata. Os procedimentos de fabricação de hoje são relativamente simples e econômicos. Podem ser fabricados por processo de aciaria elétrica, onde se utiliza eletrodos e processo de aciaria LD, onde se utiliza sopro de oxigênio no metal líquido por meio de uma lança. Apresentam uma interessante combinação de propriedades mecânicas que podem ser modificadas dentro de uma ampla faixa variando-se os componentes da liga e as suas quantidades, mediante a aplicação de tratamentos. A sua plasticidade permite obter peças de formas geométricas complexas com relativa facilidade. A experiência acumulada na sua utilização permite realizar previsões de seu comportamento, reduzindo custos de projetos e prazos de colocação no mercado. Tal é a importância industrial deste material que a sua metalurgia recebe a denominação especial de siderurgia, e a sua influência no desenvolvimento humano foi tão importante que uma parte da história da humanidade foi denominada Idade do ferro, que se iniciou em 3.500 a.C., e que, de certa forma, ainda perdura.

Um dos processos conhecidos no Brasil e no Pará é o processo de Aciaria elétrica. Esse processo consiste em utilizar 70% de sucata e 30% de Gusa Líquido, (Ferro gusa, feito em altos fornos), na sua carga dentro do Forno Elétrico, chamando essa parte do processo de refino primário, acompanhado de cal, que ajuda na formação da escória. A formação da escória é importante pois ela quem protege os tijolos refratários existentes dentro do Forno Elétrico, protege o aço líquido de impurezas da atmosfera e faz com que o aço não perca tanta temperatura até chegar no lingotamento contínuo. O FEA (Forno Elétrico à Arco), é comandando por uma cabine de operações, onde o operador adiciona os materiais para a formação do aço e da escória para assim que atingir a temperatura ideal, que varia de 1600 à 1650° C, o aço possa ser vazado para a panela. Essa panela é pré aquecida e também contém tijolos e massa refratária em suas paredes para que somente os refratários sofram desgaste.

A panela vai para o processo chamado refino secundário que é o Forno Panela. No forno panela são adicionadas todos os componentes e ligas restantes para a formação do aço. É nessa etapa que é definida a composição química, e também é trabalhada a escória para a mesma finalidade anterior. A escória deve ser trabalhada novamente pois os refratários da panela são diferentes do FEA. Após atingir a temperatura ideal para enviar ao lingotamento e composição química desejada, o que depende do aço a ser produzido, a panela é liberada para a terceira etapa.

A terceira etapa do processo se chama lingotamento, que pode ser contínuo ou não. No lingotamento são formados os tarugos ou placas. Esse processo consiste em solidificar o aço por meio de moldes e resfriamento com água. O material solidificado é cortado em caso de lingotamento contínuo e enviado a um leito de resfriamento, e então armazenado em estoques. O processo de fabricação do aço chega ao fim.

Em uma usina integrada, onde o aço é produzido até o seu produto final, que pode ser o vergalhão ou chapas, e também trefilados, há a possibilidade de enfornar à quente. O tarugo ou placa é transportado por uma ponte rolante e enviado direto ao forno de reaquecimento da Laminação. Isso faz com que os gases utilizados para o reaquecimento, sejam poupados e haja redução de custos no processo.

O processo da Laminação à quente consiste em conformar o aço através de grandes cilindros, que a comprimem de modo a diminuir sua espessura. Os materiais passam pelo forno de reaquecimento para que estejam numa temperatura ideal de conformação. Cada peça que pode ser tarugo ou placa passa por cada conjunto de cilindros e o próximo cilindro vai puxando o material que além de comprimido é esticado. Na última fase, o aço está em sua forma final e então pode ser estocado e vendido, ou enviado a um próximo processo.

Um processo que vem após a laminação à quente é chamado de Trefilação. A trefilação consiste em passar uma barra ou arame através de uma matriz cônica (fieira) aplicando-se um esforço na ponta da barra que sai da matriz que pode ser realizada com várias formas da seção da barra (redonda, sextavada, perfil T, quadrada, etc.).

A primeira etapa do processo de trefilação é o desbobinamento do fio máquina. No desbobinamento do fio-máquina, o material é tracionado pela máquina de trefilar e sai da bobina, sendo desta forma “esticado” para passar pelos outros equipamentos montados na sequência do processo. Para trefilação de material é comum o emprego de máquinas de trefila, (o arame é tracionado pelo bloco 1 e passa pela fieira 1, após é tracionado pelo bloco 2 e passa pela fieira 2, fazendo a trefilação do material). Que consiste em maquinas monoblocos e múltiplos passes de velocidades