ROTAS DO AÇO DAMASCO

ROTA A

Uma das formas utilizadas para produzir o aço de cadinho consistia em selecionar o minério, moê-lo e lavá-lo. Em seguida, o minério era secado e carregado junto com carvão vegetal ou madeira e folhas de plantas consideradas sagradas. Uma vez fechados com argila os cadinhos eram levados ao forno. O conjunto de cadinhos era aquecido por cerca de 50 horas e, então, deixado a resfriar lentamente.

Durante o aquecimento, primeiramente se forma o ferro esponja, produto da redução. O carbono proveniente do carvão passa, então, a difundir pela superfície da massa de ferro recém reduzida. O carbono continua migrando para o interior do material formando um gradiente de concentração. 

As regiões mais externas, ricas em carbono, começam a fundir até que todo o material se torne líquido, caso a temperatura fosse alta o suficiente.

Imaginemos que uma liga com 1,8% C seja mantida a 1.400°C, estando, portanto no estado líquido.

Se reduzirmos lentamente a temperatura do sistema, ao chegarmos a 1.380°C começará a solidificação. Austenita começará a formar-se durante o resfriamento até 1.190°C, quando todo o líquido tenha se transformado em sólido. 

Seguindo o resfriamento, alcançamos a temperatura de 1.065°C. Neste momento cementita pró-eutetóide começa a precipitar nos contornos de grão até atingir 727°C, momento em que toda a austenita remanescente se transforma em perlita. O produto obtido será um lingote de grandes grãos com estrutura perlítica dentro de uma rede contínua de cementita pró eutetóide.

ROTA B

Este método, que chamaremos de cofusão, termo cunhado por Needham, consiste em misturar ferro fundido e ferro esponja para se obter aço com um teor de carbono intermediário entre os dois. Depois de carregado com as proporções corretas de ferro esponja e de ferro fundido, o cadinho era colocado no forno a temperaturas entre 1.200°C e 1.400°C. 

Este processo era conhecido na China e também na região de Hyde-rabad, Índia. Imaginemos um cadinho com 70% de ferro esponja, cujo teor de carbono é praticamente zero, e 30% de ferro fundido com 4% de carbono. 

Coloca-se então o cadinho em um forno a 1.250°C. A esta temperatura, todo o ferro fundido torna-se líquido, enquanto o ferro esponja, devido a seu maior ponto de fusão,

permanece sólido. Entretanto, conforme o tempo passa, carbono do banho difunde para a superfície do sólido, enriquecendo-a até que esta atinja 1,5%C. Ao exceder tal teor, o sólido funde e se incorpora ao líquido preexistente. 

Este processo continua até que o

líquido tenha seu teor de carbono reduzido a 3,5%. O carbono da superfície difunde para o interior do sólido, permitindo que o líquido, ao fornecer carbono para a massa sólida, passe a solidificar com 1,5%C em sua superfície, até que todo ele seja exaurido. 

O resultado final será uma massa sólida heterogênea cuja composição varia entre 0% e 1,5% de carbono, podendo ser homogeneizado posteriormente.

É interessante notar que, pesquisadores como Goldenstein, Langford e Cunningham  desenvolveram processos denominados solidificação difusional, cujos princípios são similares ao processo milenar de cofusão.

ROTA C

Este método é o oposto do primeiro. Aqui, ferro fundido com alto teor de carbono era colocado no forno. 

Dependendo de sua composição, esta podia fundir tão logo a temperatura excedesse 1.200°C.

Nesta temperatura, a oxidação na superfície do banho ocorre rapidamente, promovendo a descarbonetação da liga. A casca de óxido formada na superfície durante a oxidação era retirada regularmente com o intuito de não bloquear o acesso do oxigênio ao metal líquido. O carbono dissolvido reage com o oxigênio sendo extraído na forma de CO2

Conforme o teor de carbono no metal diminui, seu ponto de fusão aumenta, promovendo sua solidificação gradual. O processo termina com a liga já no estado sólido. O produto final resfriava lentamente para permitir sua 

homogeneização.

Uma variação deste método era realizar um procedimento similar, entretanto, todo no estado sólido. 

Nesse caso, as temperaturas necessárias eram da ordem 

de 1.000°C e o tempo necessário era consideravelmente maior.

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