Quais são os principais elementos de impureza? Explique o motivo pelo qual o P e o S são considerados impurezas.
Passo 1
O enunciado pede para identificarmos os principais elementos que ocorrem como impurezas em ligas metálicas (especialmente aços) e, em seguida, explicarmos por que o fósforo (
) e o enxofre (
) são classificados como impurezas. O conteúdo envolve conhecimento de metalurgia e dos efeitos dessas espécies na microestrutura e nas propriedades mecânicas do aço.
Passo 2
Os principais elementos de impureza em aços são
(oxigênio),
(nitrogênio),
(hidrogênio),
(fósforo) e
(enxofre).
Eles resultam de reações gasosas durante a fabricação e de contaminações do minério ou dos reagentes usados na redução.
Eles resultam de reações gasosas durante a fabricação e de contaminações do minério ou dos reagentes usados na redução.
Passo 3
O fósforo (
) é considerado impureza porque tende a se concentrar nos contornos de grão como compostos de fosfato de ferro. Essa segregação enfraquece as fronteiras de grão, aumentando a fragilidade do aço a baixas temperaturas (fenômeno conhecido como “cold shortness”). Em outras palavras, mesmo pequenas quantidades de
causam queda drástica na tenacidade do material quando resfriado.
Passo 4
O enxofre (
) também é impureza pois forma sulfetos de ferro (
) com ponto de fusão relativamente baixo, que se concentram nos contornos de grão e nos locais de deformação a quente. Isso provoca fragilidade em altas temperaturas e risco de fissuras durante a laminação ou forjamento (“hot shortness”). Além disso, a presença de
diminui a ductilidade e facilita a raspagem ou a formação de trincas superficiais.
Resposta
Os principais elementos de impureza em aços são
,
,
,
e
. O fósforo (
) é impureza porque se segrega nos contornos de grão, reduzindo a tenacidade a baixas temperaturas (“cold shortness”), e o enxofre (
) o é porque forma sulfetos de ponto de fusão baixo que causam fragilidade a quente (“hot shortness”).