Por que percentual de carbono afeta consideravelmente a soldabilidade dos aços?

Passo 1

O enunciado pergunta por que o percentual de carbono afeta muito a soldabilidade dos aços. O conteúdo aqui é metalurgia de soldagem, em especial como o carbono influencia a microestrutura no cordão e na zona afetada pelo calor (ZAC) e, consequentemente, a propensão a trincas.

Passo 2

O carbono, sendo um elemento de endurecimento no ferro, altera a transformação de fases durante o resfriamento. Quanto mais carbono, maior a tendência a formar perlita fina ou martensita na ZAC, fases muito duras e menos dúcteis.

Passo 3

Na soldagem, a região junto ao cordão é aquecida e depois resfria rapidamente. Em aços com baixo carbono, a estrutura tende a revenido ou perlita grossa, relativamente macia e dúctil. Com maior carbono, o resfriamento rápido gera martensita ou perlita fina, que são frágeis.

Passo 4

Essas fases duras na ZAC elevam as tensões internas e reduzem a capacidade de acomodar deformações induzidas pelo calor e pela contração do cordão. O resultado é maior susceptibilidade à fissuração por hidrogênio ou trincas frias.

Passo 5

Para quantificar essa influência, usa-se o equivalente de carbono, que combina vários elementos de liga em um único parâmetro. Um cálculo aproximado é:
CE = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr + Mo + V}{5} + \frac{Ni + Cu}{15}.
Quanto maior o CE, menor a soldabilidade. Valores de CE acima de cerca de 0,45 indicam necessidade de pré-aquecimento ou técnicas especiais.

Resposta

O aumento do percentual de carbono reforça a formação, na zona afetada pelo calor, de microestruturas duras e frágeis (perlita fina, martensita), eleva tensões internas no resfriamento e reduz a ductilidade, ampliando a suscetibilidade a trincas e, assim, diminuindo consideravelmente a soldabilidade do aço.

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