AÇO LIGADO & TEMPERABILIDADE

Os aços ligados são classificados 

como baixa liga e alta liga. Os aços baixa liga são compostos por ferro, carbono e outros elementos de liga (Fe + C + X) desde que, a soma dos percentuais dos outros elementos de liga seja menor que 5%. 

Aços alta liga possuem composição semelhante aos aços baixa liga, diferenciando no teor dos elementos químicos adicionais. A soma dos percentuais dos demais elementos de liga deve ser maior que 5%. 

No caso dos aços baixa liga, os elementos de liga são adicionados para melhorar algumas propriedades mecânicas ou tecnológicas dos mesmos. Estes elementos podem permanecer em solução sólida ou precipitar como partículas de  2ª fase.

- Opa, o que isso quer dizer? 

Quando introduzimos elementos dentro da rede cristalina do ferro, estes podem ficar dissolvidos, ou seja, em solução sólida (substitucional ou intersticial) caso, não consiga ficar nem em solução sólida intersticial nem substitucional o átomo tende a formar um composto químico diferente da matriz: precipita uma 2ª fase. 

Quando um átomo entra em solução sólida (se dissolve na estrutura cristalina) isto provoca, em geral, um sensível aumento da dureza e resistência mecânica. Então, qual o 

interesse em colocar elemento de liga (em pequena quantidade) em solução sólida? 

O que ocorre é que alguns elementos de liga em solução, alteram a temperabilidade dos aços ou ainda a resistência química do mesmo, p. ex.: resistência à corrosão. Assim, apesar destes aços não adquirirem melhores propriedades mecânicas diretamente, adquirem após um

tratamento de têmpera. 

Eles endurecem a uma profundidade muito maior que os aços carbono, podem ser temperados usando velocidade de resfriamento menos intensa (menor choque térmico), o que implica numa menor chance de formação de empenamentos ou trincas. 

Assim, os aços baixa liga, com quantidade razoável de elementos de liga em solução, melhoram de forma significativa a resistência mecânica quando submetidos a tratamentos térmicos. Na etapa anterior ao tratamento térmico ele se assemelha a um aço carbono. É quase tão fácil de usinar, conformar quanto um aço carbono. 

Quando o elemento de liga adicionado for um formador de carboneto, nitreto, boreto, etc., este não ficará dissolvido na estrutura cristalina, ou seja, não ficará em solução sólida. Neste caso, os elementos de liga se combinam com os átomos da matriz, com outros elementos de liga ou com impurezas formando compostos químicos. 

Estes compostos químicos formam então uma segunda fase. Nos aços, o composto químico que forma a 2ª fase é geralmente um carboneto, pois o carbono está sempre presente nos aços. Porém é comum encontrar outros compostos químicos como nitretos, sulfetos e boretos. Estes precipitados podem ter vários tipos de forma. O próprio ferro forma carbonetos e precipita Fe3C - cementita, na forma de placas alternadas dando forma à microestrutura perlita! 

Se os elementos de liga formam carbonetos, ocorre um endurecimento direto mais significativo que aquele observado para os elementos que entram em solução sólida. Isto porque estes precipitados funcionam como barreiras para a movimentação de discordâncias. No entanto, os carbonetos têm um efeito menor na temperabilidade dos aços. Logo, sua atuação é direta no aumento da resistência mecânica. 

Como a quantidade de elementos de liga é relativamente pequena (X<5%) o aumento de resistência mecânica 

devido à precipitação de carbonetos é limitado. Alguns elementos como o V, Ti, Nb, entre outros, tendem a se precipitar como carbonetos e entrarem em solução sólida. Assim sendo, nos aços baixa liga, os elementos de liga atuam no sentido de modificar algumas propriedades químicas, mecânicas, tecnológicas.

Os elementos de liga terão efeitos diferentes uns dos outros. Logo, a escolha do elemento químico e a 

quantidade desejada dependerá das propriedades requeridas, bem como da disponibilidade e do custo associado à adição do mesmo. Algumas propriedades só são possíveis de se obter com um elemento químico específico; outras são obtidas com a combinação adequada de elementos. 

Em geral, elementos químicos que se dissolvem na matriz tendem a ter um efeito maior na temperabilidade, resistência à corrosão, resistência ao calor, alteração de temperaturas de transformação, entre outros. Já os elementos de liga que formam 

precipitados tendem a melhorar a resistência mecânica, resistência à abrasão, aumentam a dureza a quente, inibem crescimento de grão, entre outros.