Usuário:DAR7/Testes/Aço

Aço é uma liga metálica (associação) cuja composição é feita de ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. O aço tem mais força do que o ferro fundido e tem a possibilidade de moldagem em muitos produtos dotados de utilidade. A porcentagem de carbono e demais substâncias impuras contidas no gusa é superior a 4% e a 5%. Então, o trabalho de processar aço a ser fabricado tem composição fundamental na remoção de carbono e impurezas excessivas e acréscimo de materiais que se desejam em quantidades dotadas de controle. O trabalho de produzir aço tem como lembrança o método de fervura de maçãs para a fabricação de geleias. O trabalho de fabricar geleias ajuda a fazer a coadura do suco com a adição de aromatizante que deseja. A produção de aço é dotada de abundante gigantez. Porém, o trabalho de fabricar aço exige muito cuidado. Factualmente, se uma mulher caseira fosse responsável pela preparação de geleia com a mesma atitude cuidadosa que tem um operador de aciaria, teria que fazer a medição dos ingredientes com nomes escritos na receita em milésimos de uma colherada.

Sucatas de ferro e de aço servem de constituição para matérias-primas que têm fundamental utilidade na aciaria. De modo geral, a quantidade proporcional que tem a sucata equivale à que tem a gusa para a fabricação de aço. Sucata é todo o produto feito à base de ferro ou de aço que não se inutiliza. Quando a sua classificação é feita em conformidade com a constituição das ligas, as sucatas se reúnem, ganhando utilidade.

O trabalho de fabricar aço tem como requisito o fato de conseguir muitas matérias-primas, cada uma com diferença própria. As diferentes matérias-primas vêm de uma diversidade de países. Esses materiais sucedem-se em ordem alfabética entre o alumínio e o zircônio. Porém, o carbono do coque tem grande importância. Uma usina de aço tem necessidade de minério de ferro, calcário, carvão, manganês, dolomita e ferrossilício. Desse modo, a presença num automóvel dotado de simplicidade tem a possibilidade de requisito de 15 matérias-primas que vêm de cinco continentes.

As propriedades que têm os tipos de aço, cada com diferença própria, têm a possibilidade de ter aprimoramento pela variedade de combinações de aquecimento e resfriamento. Este processo se chama tratamento térmico. Trata-se de uma série de operações pelas quais é feito o aquecimento do aço produzido a uma temperatura dotada de calor; com rápido apagamento (resfriamento) em óleo e água; com reaquecimento a uma temperatura dotada de frio para servir de garantia da combinação apropriadamente forte e dúctil. Recozimento é uma operação que aquece o aço e depois o resfria com lentidão; Sua utilização é feita na adoçagem (amaciamento) do aço depois de endurecê-lo na laminação. Carburação e cementação são métodos que endurecem a superfície do aço pelo carbono adicionado.

Definição

Etimologia

O lat. tardio aciarium, derivado de ades, 'fio, corte, gume', do gr. akis, 'arpão, ponta do dardo', começa a substituir o helenismo khalybs no princípio da Idade Média e dá origem ao port. ant. aceiro, mod. aço, ao esp. aceto, ao it. acciaio, ao cat. acer, cer. No port. mod. aço há, ao que tudo indica, uma derivarão regressiva, tomado o port. ant. aceiro e retirando-lhe -eiro, considerado como sufixo. É da primeira metade do séc. XIII o esp. aceto. Os derivados acerat e acerado documentam-se em 1599 e 1545, respectivamente. Do fr. acier derivam acéré do séc. XII, que tomou o sentido figurado moderno em fins do séc. XIX; acérer, em 1348; aciérer, em 1470 e raro depois do séc. XIX; aciérage, em 1753; aciération, em 1793 e aciéne, em 1751. O ing. steel é de raiz velho-teutônica.

Visão geral

A produção de aço dá a medida do desenvolvimento econômico de um país. Seu consumo cresce proporcionalmente à construção de edifícios, à execução de obras públicas, à instalação de meios de comunicação e à produção de equipamentos utilizados na exploração das riquezas necessárias ao bem-estar dos povos.

Aço é um liga metálica de múltiplas aplicações industriais, cujo principal componente é o ferro, na qual entram quantidades variáveis de carbono, elemento que lhe confere propriedades específicas.

Os diferentes tipos de aço se classificam em dois grandes grupos. Ao primeiro pertencem os aços ao carbono, de cuja composição participam, além do ferro e do carbono, elementos residuais como enxofre, silício, fósforo e outros que o processo de fabricação não consegue eliminar. Ao segundo grupo pertencem as ligas integradas por elementos adicionados intencionalmente, cuja função é melhorar a qualidade do aço.

Todas as variedades de aço contêm certa quantidade de manganês, elemento que se acrescenta à liga para evitar a ação negativa do enxofre, que torna o aço quebradiço à temperatura de 1.300° C, à qual é submetido para laminação e forja. A adição de 12% de cromo faz com que o aço se torne inoxidável. Um alto teor de carbono aumenta a resistência e a dureza do aço. O silício aumenta a elasticidade, enquanto a presença de fósforo faz com que o aço reduza sua resistência a impactos ou vibrações.

História do ferro e do aço

Idade do ferro

Os homens tiveram o início da utilização do ferro numa época muito anterior ao conhecimento da escrita. A crença de certos historiadores é de que os homens receberam a aquisição dos mais antigos conhecimentos a respeito do ferro com os meteoritos cadentes do firmamento. A crença de outros é do descobrimento acidental da fogueira no alto de um terreno que tinha muita riqueza em minério de ferro. O ferro teria se fundido do minério, em combinação com a areia que existia no solo, dando formação ao ferro dotado de maleabilidade.

É sabido que as civilizações chinesa, hindu, caldeia, babilônia e assíria utilizavam o ferro. Os egípcios realizavam a importação de ferro para a fabricação de ferramentas e lanças. O Antigo Testamento fazia menção ao ferro. O autor romano Plínio afirmou a descrição o ferro como "o instrumento de maior utilidade e de maior fatalidade e mais fatal na extremidade no membro superior do homem". Na Inglaterra, os arqueólogos encontraram um aro de roda de carruagem de aço, com idade superior a 2 mil anos de idade. Os cruzados, no século XII, tiveram admiração das finas espadas feitas de aço dos sírios de Damasco. Existe a crença de que o método do cadinho ajudava na fabricação da maioria do aço nos tempos primitivos cadinho

Há milionésimos de anos, os homens eram responsável pela fabricação simplificada do ferro. O aquecimento do minério era feito em fogueira de lenha. O carbono da lenha fazia a combinação lenta com o oxigênio do minério e tinha escapamento como gás. O fogo não tinha suficiência de fundição de ferro como resultado. Porém, era dotado de calor com suficiência de amolecimento, de maneira que tinham a possibilidade ter batimento ou forjamento num bloco em estado sólido. A repetição de aquecimento e forjamento faziam a remoção das substâncias impuras, tendo como restante o ferro bom que sofreu batimento. Os homens que fabricavam ferro foram aprendizes na conservação do fogo dotado de alta temperatura, movendo comsopro acima dele por meio de um tubo. Depois, foram utilizados foles para forçamento do ar que entrava. Ocasionalmente, a obtenção do ferro era feito em fornalha com a elevada altura de túnel, outras vezes em fornalhas com soleiras dotadas de pequenez, ou aquecedores.

Durante o século VIII, os ferreiros espanhóis da Catalunha foram responsáveis pela construção de um tipo com grande aperfeiçoamento de forno com lareira, que se chama forja catalã. O minério e a lenha passaram pela mistura numa lareira ou cadinho. A injeção do ar era feita no fundo do forno por força hidráulica. O forno tinha a capacidade de produção de 64 kg de ferro batido em cinco horas. Era uma produção de maior grandeza do que as primeiras fornalhas da história da humanidade.

Na Bélgica e na Prússia, por volta de 1340, os homens foram os aprendizes pela primeira vez da obtenção da fundição do ferro num alto-fomo. O trabalho de fabricar ferro foi transformado num negócio dotado de prosperidade. Comerciava-se grande quantidade de ferro, com inclusão de ferreiros, fabricantes de arame, de agulhas, espadas e lanças.

Revolução Industrial

Durante o século XVIII, uma série de novas coisas inventadas e descobertas possibilitou o trabalho de produzir muito ferro. A demanda de ferro para a fabricação de máquinas a vapor, locomotivas e ferrovias foi a causa que fez surgir uma gigantesca indústria de ferro na Europa e nos Estados Unidos, durante o século XIX.

Idade do aço

A fabricação do aço era pouco abundante antes da época em que nasceu Jesus Cristo. Mas, em 1722, René Antoine de Réaumur, fisico francês, foi aprendiz na fabricação em grandes quantidades fazendo a colocação de ferro maleável num banho de ferro fundido. Em 1740 Benjamim Huntsman foi o redescobridor do processo do cadinho para fabricação do aço. Oito anos depois, Samuel Higley, de Connecticut, Estados Unidos, teve o início da fabricação aço na América do Norte. Porém, apenas em 1832 William Garrard, de Cincinatti, teve a obtenção primeiramente um aço bom. Por mais que obteve pela primeira vez um aço de boa qualidade, o aço custava uma fortuna para a substituição do ferro que se utilizava muito naquela época.

No ano de 1846, William Kelly, de Eddyville, Estados Unidos, teve o início de experimentar o ar injetado no ferro fundido. O objetivo da experiência de injeção de ar no ferro fundido foi a remoção de substâncias impuras e dar mais facilidade de modelagem ao ferro. Henry Bessemer, da Inglaterra, também fez o trabalho na mesma linha em que pesquisou Kelly. O metalúrgico britânico Robert Mushet foi o descobridor do método de adição de manganês no formato de ferro dotado de espetáculo. Essa adição de manganês em ferro espetacular ajudou a fazer o reforço da fabricação de aço no conversor de Bessemer. Tiveram a combinação de tudo aquilo que Kelly, Bessemer e Mushet descobriram. Devido a isso, resultou o primeiro método de fabricar muito aço com rentabilidade.

Nos últimos anos do século XIX desenvolveram-se outros dois processos de fabricar de aço, o Siemens-Martin e o do forno elétrico. Eles foram transformados em processos de fabricar de aço com fundamental importância. Isso se deve à reutilização de muitas sucatas de ferro e de aço. De outra forma, essas grandes quantidades de sucatas sofreram desperdício. Frederick Siemens e seu irmão William foram os inventores do forno de gás regenerativo, em 1856. Ele originou o processo. Nos primeiros anos da década de 1860, Emile e Pierre Martin experimentaram fornos com lareiras superficiais, na França. Essas experiências deram origem ao forno Siemens-Martin. Uma variedade de pessoas que inventaram deram sua contribuição para desenvolver o forno elétrico. Siemens realizou a fabricação de aço num pequeno forno elétrico em 1878. Vinte e um anos depois, Paul Héroult, da França, teve o início de fabricar de aço vendendo em seu forno elétrico, semelhante aos atuais.

O aço teve o início da substituição de ferro batido e deu de encontro rápido com grande quantidade de novos usos. O crescimento do trabalho de produzir aço foi importante no serviço de aperfeiçoar ferrovias, equipamento agrícola e construção civil, e de fabricar melhores máquinas da totalidade dos tipos. Em 1873, Joseph F. Glidden, fazendeiro norte-americano, foi inventor e vendedor do mais antigo arame farpado do mundo. Com a crescente rapidez das novas indústrias automotivas, a indústria siderúrgica teve desenvolvimento que ganhou notabilidade. Depois de descobrirem o processo Bessemer e com as grandes minas de ferro se desenvolverem, no lago Superior, os Estados Unidos foram os líderes no trabalho de produzir aço.

Pesquisas recentes

Desde 1900, grande quantidade de coisas inventadas e atitudes progressivas deram aperfeiçoamento aos métodos de fabricar ferro e aço e deram sua contribuição para que o trabalho de produzir aço não custe tão caro. Atualmente, as empresas siderúrgicas gastam despesas de milhões de dólares pesquisado a cada ano. Grande leva de cientistas e engenheiros são dedicados de maneira integral ao fato de estudar de melhores métodos de fabicar de produtos feitos de ferro e aço. Os pesquisadores encontraram cerca de 150 mil utilidades somente para o arame feito de aço. Na época da Segunda Guerra Mundial desenvolveram-se na Europa novos métodos de prensagem, ou extrusão, de produtos feitos de aço. Nos anos 1940, um método prático para a concentração de taconita de qualidade inferior garantiu o fornecimento de novas fontes de ferro abundantes. Antes disso, minérios tipo hematita sofreram esgotamento. Depois da Segunda Guerra Mundial, companhias de aço europeias primeiramente primeiramente processaram o conversor de oxigênio para fabricação de aço. No ano de 1952, certas empresas experimentaram cabos fundidos de lingotes e chapas.

Nos anos 1980 foram desenvolvidos sistemas automatizados de produção de aço, que o computador controla. Realizavam-se pesquisas novos métodos para a converter carvão em coque, e novas ligas.

Propriedades físico-químicas

O aço é uma substância dura, flexível e resistente. Sua composição química varia de acordo com a finalidade a que é destinado. Para artefatos que requerem durabilidade, o aço-silício-manganês é o tipo indicado. O aço-níquel é o mais resistente aos choques, o inoxidável à corrosão e o açocromovanádio é o que melhor reage ao desgaste. O chamado ferro de fundição resiste bem à pressão, enquanto o invar apresenta um coeficiente de dilatação reduzido e o aço-silício tem propriedades eletromagnéticas.

Grandes produtores

O emprego do coque (carvão mineral) na fabricação do aço foi testado pela primeira vez na Inglaterra por volta de 1780. Até essa época, o aço empregado na manufatura inglesa era importado da Suécia ou da Rússia, depois de refinado por processos tradicionais que utilizavam carvão vegetal. O aço assim obtido era de baixa'qualidade. O uso do coque favoreceu a expansão da indústria inglesa, que no começo do século XIX contava com 160 altos-fornos. A invenção do processo Bessemer de refino, em 1856, foi decisiva para a metalurgia inglesa, pois em poucos anos a produção de aço triplicou. Os novos métodos de fabricação do aço difundiram-se pela Europa ainda no século XIX.

Um dos maiores produtores da atualidade, o Japão, só deu impulso a sua produção de aço depois da primeira guerra mundial, em contato com técnicas ocidentais que aprimorou com pesquisa tecnológica própria. Rico em carvão mas com escassez de minério de ferro, explorou as ricas jazidas chinesas até que a revolução socialista suspendeu o fornecimento. Passou a importar matéria-prima do Brasil.

A Rússia, que já era produtora de aço refinado a carvão vegetal desde os primórdios da moderna metalurgia, intensificou a prospecção de carvão mineral e minério de ferro depois da revolução socialista de 1917. Com seus recursos naturais e a importação das técnicas ocidentais, o estado soviético construiu gigantescos complexos integrados, que combinavam a exploração do minério, do carvão e a produção do aço numa única cadeia.

A fabricação do aço nos Estados Unidos começou na primeira metade do século XIX. A primeira locomotiva a vapor do país foi produzida numa fábrica instalada em Baltimore em 1828. A guerra de secessão (1861-1865) contribuiu para o desenvolvimento da indústria do aço indispensável à fabricação de canhões. Terminada a guerra, iniciou-se a construção de estradas de ferro a maquinaria pesada. Um pujante parque industrial desenvolveu-se em Pittsburgh, em cujas proximidades existiam abundantes jazidas de carvão de boa qualidade. Em meio século, os Estados Unidos se tornaram o maior produtor de aço do mundo.

Indústria siderúrgica

Ver artigo principal: Siderurgia

Hoje é comum falar sobre "o ferro e o aço", como se fossem uma coisa só, mas historicamente eles são produtos diferentes. A indústria siderúrgica é frequentemente considerada como um indicador de progresso econômico, devido ao papel crucial desempenhado pelo aço na infraestrutura e no desenvolvimento econômico global.

O boom econômico na China e na Índia causou um grande aumento na demanda por aço nos últimos anos. Entre 2000 e 2005, a demanda mundial por aço aumentou 6%. Desde 2000, vários empresas de aço, indianas e chinesas, ganharam notoriedade como a Tata Steel (que comprou a Corus em 2007), a Shanghai Baosteel Group Corporation e a Shagang Group. ArcelorMittal é, no entanto, a maior produtora de aço do mundo.

O boom econômico da China e da Índia causou um enorme aumento na demanda por aço nos últimos anos. Entre 2000 e 2005, a demanda mundial de aço aumentou 6%. Desde 2000, vários indígenas e as empresas de aço chinesas ganharam notoriedade como Tata Steel (que comprou a Corus Group em 2007), Shanghai Baosteel Group Corporation e Shagang Group. ArcelorMittal é, contudo, o maior produtor de aço do mundo.

Em 2005, o British Geological Survey declarou a China foi o produtor de aço de topo com cerca de um terço da quota mundial; Japão, Rússia e os EUA, seguido, respectivamente. Em 2008, aço começaram a ser negociadas como mercadoria na Bolsa de Metais de Londres. No final de 2008, a indústria siderúrgica se uma quebra acentuada que levou a muitos cortes.

A indústria mundial de aço atingiu o pico em 2007. Naquele ano, a ThyssenKrupp gastou US $ 12 bilhões a construção das duas fábricas mais modernas do mundo, em Calvert, Alabama e Sepetiba, Rio de Janeiro, Brasil. A Grande Recessão mundial a partir de 2008, no entanto, fortemente reduzida demanda e construção nova, e por isso os preços caíram. ThyssenKrupp perdeu 11.000 milhões dólares em suas duas novas usinas , que vendeu aço abaixo do custo de produção. Finalmente em 2013, a ThyssenKrupp ofereceu as plantas para a venda em menos de US $ 4 bilhões.