Diferença entre aço carbono e aço inoxidável

Aço, a liga mais utilizada no mundo e tão importante que pode iniciar mais uma guerra comercial entre os países. É também a liga com a mais ampla gama de classificações que torna impossível manter todos os tipos de tipos de aço na ponta dos dedos

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A diferença mais básica vem do nome dessas duas ligas. Aço de alto carbono e aço inoxidável. O que você pensa olhando esses nomes? Obviamente, um deles tem alto teor de carbono e o outro não tem manchas. Mas há mais metalurgia do que apenas nomes.

Vamos começar com aços de alto carbono -

Pelo nome, podemos dizer com segurança que o carbono é o elemento de liga mais importante aqui. Os outros elementos de liga estão em quantidades muito mais baixas. Estes têm alto teor de carbono. Mas você vai perguntar qual é a altura? Vou decepcioná-lo dizendo não mais do que 2% (acima de 2% é classificado como ferro fundido, razão pela qual as fases presentes no material mudarão acima de 2%, conforme visto no diagrama de fases abaixo) [Além disso, também é aço carbono ultra-alto, que contém 1% a 2% de carbono e alto carbono, de 0,6 a 1%, para ser mais preciso]

Esse diagrama de fases pode ser difícil para uma pessoa sem formação em ciência dos materiais. Portanto, para quem quiser saber mais sobre isso, verifique estes links -

Diagrama de fases - WikipediaDiagrama de fase do carbono do ferro

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http://www.iitk.ac.in/tkic/slides/Microstructure/L-4.pdf

Portanto, na maior parte, os aços com alto teor de carbono terão apenas apenas Carbono e algumas outras pequenas ligas para controlar outras propriedades. As fases [a forma na qual existem ferro e carbonetos] presentes são principalmente ferrita, perlita, bainita, martensita. O processamento do aço específico determinará quais fases em que quantidade estão presentes.

Aços de alto carbono podem sofrer transformações de fase quando aquecidos acima de ~ 700 graus Celsius. Isso torna o tratamento térmico desses aços para alterar as propriedades dele. É isso que torna esses aços tão amplamente utilizados. Você pode produzir esses aços em um forno enorme e depois separar esse aço fundido em várias linhas de produção para obter diferentes variedades com diferentes propriedades ao mesmo tempo. Veja a economia de tempo e custo e a eficiência na produção. As capacidades de tratamento térmico, juntamente com muito poucos elementos de liga, tornam os aços de alto carbono um dos materiais mais baratos e amplamente disponíveis no mundo.

Devido ao alto teor de carbono, e se você produz este aço com grandes quantidades de bainita e martensita, obtém um aço com resistência muito alta (> 1000 MPa). Também a quantidade variável das fases altera a faixa de valores de ductilidade e resistência possíveis para esses aços. Assim, devido ao baixo custo e à enorme variedade de propriedades, esses aços são amplamente utilizados. É amplamente utilizado em motores automotivos para camisas, molas, fios de alta resistência e muitas outras aplicações.

Pelo que parece, este aço parece um material bastante agradável, mas tem uma grande desvantagem: CORROSÃO.

O ferro, quando exposto ao ar e à umidade, pode sofrer corrosão muito rapidamente. A corrosão uniforme ainda pode ser suportada e evitada por revestimentos. Porém, em ambientes extremos, surgem outras formas de corrosão, como a corrosão por pites, que é mais perigosa. A única maneira de reduzir essa corrosão é ter um material que possa dar um revestimento protetor. Esse revestimento protetor pode ser óxido do próprio material, que adere à superfície e impede a entrada adicional de oxigênio e umidade. Com aços de alto carbono, isso não é possível, porque o óxido de ferro não adere à superfície para protegê-lo.

Um dos elementos que forma óxidos muito aderentes é o cromo. O óxido de cromo adere muito bem à superfície do ferro. Além disso, quando o oxigênio tem que escolher para onde ir - em direção ao ferro ou cromo, ele sempre irá para o cromo. Então, os metalúrgicos pensaram: e se tivermos teor suficiente de cromo nas ligas de ferro, obteremos uma camada protetora aderente contínua de óxido de cromo?

Com isso em mente, eles tentaram muitas composições diferentes para obter um conteúdo limite de cromo. Finalmente, eles descobriram que acima de 12% de cromo, o revestimento protetor é contínuo e aderente. E os aços com> 12% de Cr foram nomeados Inox porque não corroem em condições normais e permaneciam "impecáveis" ou "inoxidáveis".

Portanto, os aços inoxidáveis ​​têm alto teor de Cr, o outro elemento de liga é o carbono por razões de resistência. Então, em alguns casos, há níquel e manganês presentes para obter a fase de austenita. Essas classes austeníticas são basicamente classes com melhor ductilidade e algumas propriedades especiais de resistência à corrosão em ambientes específicos.

Geralmente, esses aços não são tratáveis ​​pelo calor, porque as mudanças de fase mencionadas para os aços de alto carbono não ocorrem nessas ligas devido ao conteúdo muito alto dos elementos de liga, o que torna ferrita ou austenita muito estável. Mas cuidado! Se o teor de carbono for muito alto e você os mantiver em altas temperaturas, eles começarão a formar carbonetos, o que reduzirá a resistência à corrosão.

Em termos de resistência, eles podem ser tão fortes (> 600MPa), mas não mais fortes que os aços carbono.

O maior fator que realmente faz a diferença entre esses dois tipos de aços é o custo. Devido a elementos de liga caros, como Cr, Ni, eles são muito muito caros e, portanto, são usados ​​apenas em aplicações especializadas onde a resistência à corrosão é muito importante.

Os graus mais baixos e baratos de aços inoxidáveis ​​são amplamente utilizados em nossas cozinhas.

As outras aplicações especializadas são: instrumentos cirúrgicos, implantes, oleodutos, navios e indústria marítima.