O aço carbono é amplamente utilizado em diferentes setores. Sua ótima dureza, durabilidade e versatilidade fazem com que ele se destaque. Vários tipos de aço-carbono oferecem propriedades exclusivas. Todos os tipos de aço-carbono têm o ferro em comum. No entanto, eles diferem principalmente na proporção do teor de carbono.
Essa diferença no teor de carbono resulta em variações em seus casos de uso e valor geral. Os aços carbono com maior proporção de carbono são robustos e rígidos. Por outro lado, o carbono com menor teor de carbono é mais macio e dúctil. Neste artigo, discutirei quatro tipos importantes de aço carbono. Esse artigo o ajudará a diferenciar todos os tipos de aço carbono.
Visão geral do aço carbono
Antes de discutir os tipos, vamos começar com os conceitos básicos do material de aço carbono.
O aço carbono é basicamente um tipo de aço e tem o ferro como base. Entretanto, seu conteúdo de carbono é um elemento de liga central presente nele. A proporção desse carbono varia entre 0,05% e 2%. Esse material também contém traços de outros cimentos de liga. Esses incluem manganês, silício, enxofre etc.
O aço é uma liga que tem o ferro como base e o carbono como principal elemento de liga. Essa liga de aço é apresentada em vários tipos, incluindo aço inoxidávelaço-liga e aço-carbono. Ambos liga de aço e o aço inoxidável têm proporções menores de carbono. No entanto, o aço-carbono tem uma proporção maior de carbono em comparação com todos os outros tipos, o que faz com que ele se destaque.
Lembre-se de que o aço-carbono também tem uma proporção maior de ferro, em torno de 95%. De fato, todos os tipos de aço têm o ferro como base. Entretanto, eles diferem em termos dos elementos de liga. Aqui está a tabela que mostra a composição química do aço-carbono:
| Elemento | Faixa típica em aço carbono |
| Ferro (Fe) | Saldo (acima de 95%) |
| Carbono (C) | 0,05% - 2,0% |
| Manganês (Mn) | 0,30% - 1,5% |
| Silício (Si) | até 0,50% |
| Enxofre (S) | Menos de 0,05% |
| Fósforo (P) | Menos de 0,05% |
A proporção de cada elemento de liga pode variar em diferentes tipos de aço-carbono. Esse material tem sua aplicação em uma ampla gama de setores. Alguns deles incluem encanamento, automotivo, aeroespacial, construção e assim por diante. O que é produz aço carbono popular é seu preço acessível. Além disso, esse tipo de aço oferece ótima durabilidade e excelente usinabilidade.
4 tipos de aço carbono
Como mencionei anteriormente, o aço-carbono existe em vários tipos. Esses tipos variam entre si em termos de teor de carbono. Os tipos com maior proporção de carbono são mais duráveis, robustos e difíceis de usinar. Por outro lado, outros aços-carbono com proporções menores de carbono são mais macios, mas mais fáceis de usinar.
Vamos discutir esses tipos de aço carbono e suas principais vantagens.
1- Aço de baixo carbono
O aço de baixo carbono também é conhecido como aço doce. Ele tem um teor de carbono menor, em torno de 0,05% e 0,30%. Essa baixa proporção de carbono torna esses tipos de aço carbono altamente dúcteis e macios. Devido ao menor teor de carbono, o preço desse tipo é muito baixo. Os fabricantes o utilizam para produzir vários produtos de uso cotidiano. Esses produtos não são muito duráveis ou robustos.
No entanto, eles oferecem uma funcionalidade decente para usuários de curto prazo. Como eu disse anteriormente, o aço com baixo teor de carbono é muito macio e dúctil. Ele oferece excelente usinabilidade e fabricação. Os fabricantes podem cortar, dobrar, moldar e perfurar facilmente. Sua fabricação não requer maquinário ou ferramentas de corte de alta qualidade. Os fabricantes empregam vários métodos para aumentar a resistência e a durabilidade de seus produtos.
Entre elas estão a cementação (carburização) e a galvanização. No caso do endurecimento, o carbono é adicionado à superfície desses materiais. A adição de carbono aumenta a resistência e a sustenta. Além disso, a galvanização aumenta a resistência à ferrugem do aço carbono. Além disso, os fabricantes usam vários tratamentos térmicos, como o recozimento, nesse material. Esses tratamentos adicionais aprimoram as propriedades mecânicas do aço carbono.
Vantagens do aço carbono
Os principais benefícios do aço com baixo teor de carbono são os seguintes:
- O aço com baixo teor de carbono é muito econômico. É considerado a melhor opção para quem tem um orçamento apertado e deseja produtos de aço.
- O aço doce é macio e dúctil. Portanto, é mais fácil de dobrar, moldar e fabricar em geral. Você não precisará de máquinas de ponta para sua fabricação.
- A disponibilidade de aço com baixo teor de carbono é mais fácil. Como ele é muito barato, as lojas o mantêm em estoque. Você pode comprá-lo facilmente em qualquer loja de fabricação sem precisar ir a uma cidade maior.
- O aço com baixo teor de carbono tem boa resistência devido à presença de manganês. Ele pode absorver a força (energia) e não se quebra facilmente. No entanto, você não deve considerar uma aplicação em que seja necessária extrema resistência.
- Uma das principais vantagens do aço com baixo teor de carbono é sua natureza leve. Por isso, os fabricantes o utilizam para fabricar produtos que são usados com frequência. Ele é usado para fabricar produtos leves com resistência decente.
2- Aço carbono médio
Esse aço de médio carbono tem um teor de carbono mais alto, variando de aproximadamente 0,30% a 0,60%. Esse teor de carbono mais alto o torna uma opção melhor do que o aço doce. Além disso, ele também contém manganês em aproximadamente 0,60% e 1,65%. Esse manganês mais alto aumenta o valor do aço de médio carbono, tornando-o mais resistente.
Devido à melhor tenacidade, esse aço-carbono pode absorver a energia em caso de impacto. Além disso, sua resistência e dureza gerais são superiores quando comparadas às do aço com baixo teor de carbono. O que eu gosto nesse aço de médio carbono é sua resistência e ductilidade intermediárias. Em geral, materiais com maior resistência e dureza têm menor ductilidade.
Devido à sua boa ductilidade, esse material oferece excelente usinabilidade. Além disso, ele pode ser submetido à soldagem, o que permite juntas resistentes. No entanto, você deverá usar a técnica de soldagem correta para garantir uma experiência de soldagem tranquila. Esse material pode ser submetido a vários tratamentos térmicos. Entre eles estão a têmpera, o revenimento, o recozimento e outros. Esses tratamentos podem aumentar a resistência e a integridade estrutural desse aço carbono.
Vantagens do aço carbono médio
Aqui está a lista de benefícios do aço de médio carbono:
- O aço de médio carbono tem excelente tenacidade devido ao manganês de 0,60% e 1,65%
- Esse tipo de aço-carbono pode ser submetido a têmpera ou revenimento. Assim, sua força e robustez podem ser melhoradas.
- O aço de médio carbono oferece boa usinabilidade. No entanto, você ainda precisará de algumas ferramentas de usinagem para realizar o trabalho.
- Criar uma solda nesse aço de médio carbono é relativamente fácil. Você será capaz de criar uma solda forte usando uma técnica de pré-aquecimento.
- Pelo valor que oferece, considero o aço de médio carbono econômico. Tubos feitos de aço carbono e outros produtos são acessíveis. Seu desempenho é tão bom quanto o do aço-liga.
3- Aço de alto carbono
Esse tipo de aço carbono tem uma porção de carbono em torno de 0,6% e 1,0%. Devido ao seu maior teor de carbono, esse tipo é muito forte, mas frágil. Não gosto de fragilidade, especialmente em materiais de aço carbono. Por quê? Porque ela torna o material sensível a impactos repentinos. Se esse aço com maior teor de carbono for submetido a estresse, ele pode quebrar devido à sua maior fragilidade.
Entretanto, sua dureza é uma característica fundamental que o torna adequado para aplicações pesadas. Além disso, a maior dureza o torna mais resistente ao desgaste. Entretanto, sua flexibilidade e ductilidade comprometidas são desvantagens significativas. Devido à ductilidade limitada, a usinagem desses materiais é muito desafiadora. O aço com alto teor de carbono não pode ser dobrado ou cortado facilmente.
De fato, a soldagem desse aço com maior teor de carbono também apresenta alguns desafios sérios. Você precisará de máquinas e ferramentas de corte dedicadas para a fabricação desses materiais. Os fabricantes usam matrizes, punções e freios de prensa para cortar, dobrar e moldar. Além disso, esse material pode ser tratado termicamente para aumentar sua resistência.
Tanto a têmpera quanto o revenimento podem ser úteis quando se trata de tratamento térmico desse aço com alto teor de carbono. Devido à sua maior dureza, esse aço com alto teor de carbono oferece excelente durabilidade. Graças à sua dureza, ele é usado para fabricar uma grande variedade de ferramentas de corte. Essas ferramentas incluem lâminas, facas e molas. Além disso, o custo desse material é mais alto do que o do aço de médio e baixo carbono.
Vantagens do aço com alto teor de carbono
Aqui estão algumas das principais vantagens do aço com alto teor de carbono:
- O aço com alto teor de carbono é conhecido por sua excelente resistência e dureza. Por isso, os produtos feitos com esse aço-carbono são duradouros.
- É adequado para produtos (facas ou lâminas) que exigem bordas afiadas. Esse material tem maior dureza, o que garante a manutenção de suas bordas.
- O aço com alto teor de carbono oferece maior resistência à fadiga. Ele pode suportar cargas pesadas, mas constantes. A exposição do aço com alto teor de carbono a impactos repentinos pode levar à sua falha devido à sua alta fragilidade.
4- Aço de ultra-alto carbono
Esse tipo de aço-carbono tem uma proporção de carbono entre 1% e 2%. Esse teor mais alto o torna mais robusto do que todos os outros tipos de aço-carbono. No entanto, essa robustez nunca significa que você deva preferir esse tipo a outros tipos de aço carbono. Lembre-se de que cada tipo tem seu valor exclusivo, dependendo de seu teor de carbono.
Nesse aço-carbono, o teor de carbono pode formar cementita (carboneto de ferro, Fe₃C). Essa formação de cementita fortalece ainda mais a estrutura desse tipo de aço-carbono. Os tipos de aço de alto e ultra carbono têm maior fragilidade. No entanto, a dureza do aço de ultra-alto carbono é muito alta devido à maior proporção de carbono.
Devido à fragilidade, esse tipo de aço ultra-carbono é propenso a lascar. Esse lascamento é ainda mais comum se o aço-carbono for submetido a um impacto repentino. Esse material só deve ser usado quando for necessária uma dureza extrema. A usinabilidade e a soldabilidade desse aço-carbono também são muito desafiadoras. São necessárias máquinas e ferramentas de corte de ponta para sua fabricação.
Vantagens do aço de ultra-alto carbono
Aqui estão algumas vantagens do aço de alto carbono:
- Sua resistência é algo que o faz se destacar entre todos os tipos de aço carbono. Além disso, o aço com ultra-alto teor de carbono dura mais tempo, mesmo quando usado de forma severa.
- Esse material é robusto e mantém suas bordas por um longo período. Antigamente, era popular na fabricação de espadas. Atualmente, é usado para fabricar ferramentas de corte e facas de alta qualidade.
- O aço ultra carbono não tem elementos de liga premium, como o níquel. Por esse motivo, o custo desse aço carbono é relativamente mais baixo. Eu o considero econômico, principalmente devido à sua resistência e durabilidade.
- Esse aço carbono pode suportar a força de compressão. Quando comprimido, ele pode suportar a carga. Entretanto, a compressão não deve ser repentina. Se você aplicar uma compressão repentina, esse material pode quebrar devido à sua fragilidade.
Que tipo de aço carbono você deve escolher?
Não existe uma resposta única para todos quando se trata de escolher o aço carbono. Cada produto e projeto tem requisitos de material exclusivos. Portanto, você deve analisar suas necessidades e, em seguida, selecionar tipos específicos de aço carbono.
Recomendo escolher aço com baixo teor de carbono para produtos econômicos. Sua resistência e durabilidade ficarão um pouco comprometidas. Esse material é menos frágil e mais fácil de fabricar e usinar. Você pode fazer bobinastubos, chapas e outros produtos que utilizam esses materiais. Esse tipo de aço-carbono é um bom ponto de partida.
No entanto, alguns produtos exigem mais resistência e durabilidade. Certo? Nesse caso, você deve considerar o aço carbono em vez do aço com maior teor de carbono. Mas a questão é: quanto teor de carbono é suficiente? Isso depende da resistência e da dureza de que você precisa. Lembre-se, quanto maior o teor de carbono, maior será a dureza e vice-versa.
Para a maioria dos projetos, o aço de médio carbono é uma excelente opção. Esse material é relativamente fácil de fabricar, o que é uma vantagem significativa. No entanto, você pode escolher aço carbono alto ou ultra-alto para fabricar produtos pesados. Aqui está a tabela que mostra os casos de uso de todos esses tipos de aço carbono:
| Tipo de aço carbono | Usos preferenciais |
| Aço com baixo teor de carbono | Vigas de construção, tubulações, painéis de automóveis, bobinas |
| Aço de médio carbono | Engrenagens, eixos, eixos, trilhos de trem, peças de máquinas |
| Aço com alto teor de carbono | Molas, ferramentas de corte, facas, lâminas |
| Aço de carbono ultra-alto | Facas, matrizes, punções, ferramentas de corte especiais |
Conclusão
O aço carbono é um material essencial em diferentes setores. De fato, seu uso se tornou muito popular na fabricação de ferramentas de corte. No entanto, esse material é fornecido em vários tipos que diferem entre si em termos de teor de carbono. Devido à diferença na proporção de carbono, cada tipo oferece uma proposta de valor e um desempenho exclusivos.
Neste artigo, expliquei quatro tipos de aço carbono. Esses tipos se adaptam a diferentes casos de uso. Por esse motivo, a seleção desses tipos de aço-carbono pode ser entediante. Se você preferir uma opção econômica, eu recomendaria escolher o aço com baixo teor de carbono. Entretanto, o carbono médio é a melhor opção para resistência e preço moderados. Os tipos de aço de alto e ultra carbono são adequados apenas para ferramentas de corte para serviços pesados.