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 ( P) e o enxofre ( S) 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
O (oxigênio),
N (nitrogênio),
H (hidrogênio),
P (fósforo) e
S (enxofre).
Eles resultam de reações gasosas durante a fabricação e de contaminações do minério ou dos reagentes usados na redução.

Passo 3

O fósforo ( P) 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 P causam queda drástica na tenacidade do material quando resfriado.

Passo 4

O enxofre ( S) também é impureza pois forma sulfetos de ferro ( FeS) 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 S diminui a ductilidade e facilita a raspagem ou a formação de trincas superficiais.

Resposta

Os principais elementos de impureza em aços são O, N, H, P e S. O fósforo ( P) é impureza porque se segrega nos contornos de grão, reduzindo a tenacidade a baixas temperaturas (“cold shortness”), e o enxofre ( S) o é porque forma sulfetos de ponto de fusão baixo que causam fragilidade a quente (“hot shortness”).

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