QUESTÃO
“Os aços são produzidos essencialmente de duas maneiras, a partir da redução de minérios de ferro ou pela reciclagem de sucata de aço. Os aços são ligas ferrosas que, na teoria, contêm concentrações de carbono entre
p e
p, entretanto, na prática são quase sempre inferiores a
p C. As propriedades mecânicas dos aços são sensíveis a variações na concentração de carbono dessas ligas. Existem milhares de ligas de aço, podendo conter quantidades significativas de outros diferentes elementos de liga, com composições e tratamentos térmicos distintos”.
SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 257.
Sobre as classes dos aços, avalie as afirmações a seguir.
I. Uma das classes de ação é o aço de baixo teor de carbono, considerado o mais produzido em quantidade comparado aos outros aços.
II. Uma das classes de ação é o aço de médio teor de carbono, que contém uma quantidade de carbono suficiente para o tratamento térmico de têmpera e revenido com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas.
III. Uma das classes de ação é o aço de alto teor de carbono, que em comparação ao ação de baixo e médio teor de carbono tem maior dureza, mais resistente e com menor ductilidade.
É correto o que se afirma em
ALTERNATIVAS
◯
I, apenas.
◯ II, apenas.
◯ III, apenas.
◯ I e II, apenas.
◯ I, II e III.
Sobre as classes dos aços, avalie as afirmações a seguir.
I. Uma das classes de ação é o aço de baixo teor de carbono, considerado o mais produzido em quantidade comparado aos outros aços.
II. Uma das classes de ação é o aço de médio teor de carbono, que contém uma quantidade de carbono suficiente para o tratamento térmico de têmpera e revenido com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas.
III. Uma das classes de ação é o aço de alto teor de carbono, que em comparação ao ação de baixo e médio teor de carbono tem maior dureza, mais resistente e com menor ductilidade.
I, apenas.
◯ II, apenas.
◯ III, apenas.
◯ I e II, apenas.
◯ I, II e III.
Passo 1
O enunciado pede que eu avalie a veracidade das três afirmações sobre classes de aços (baixo, médio e alto teor de carbono) e escolha quais estão corretas. Informações relevantes que o enunciado dá:
- Na teoria, os aços contêm concentrações de carbono entre
e , mas na prática são quase sempre inferiores a de carbono. - As propriedades mecânicas dos aços são sensíveis às variações na concentração de carbono.
- As três afirmações a verificar são:
I. O aço de baixo teor de carbono é considerado o mais produzido em quantidade.
II. O aço de médio teor de carbono contém carbono suficiente para têmpera e revenido para melhorar propriedades mecânicas.
III. O aço de alto teor de carbono tem, comparado aos de baixo e médio teor, maior dureza e resistência e menor ductilidade.
Passo 2
Vamos primeiro fixar, de forma simples e prática, as faixas de teor de carbono que se usam comumente para classificar os aços (valores aproximados e tipicamente usados em engenharia):
- Aço de baixo teor de carbono (mild steel): geralmente
de carbono. - Aço de médio teor de carbono: aproximadamente entre
e de carbono. - Aço de alto teor de carbono: aproximadamente
até perto de (na prática aços com teor maior que são menos comuns ou já entram em categorias especiais).
Essas faixas não são regras absolutas, mas são as convenções mais usadas e compatíveis com o enunciado que diz que na prática os aços têm teor geralmente inferior a.
Passo 3
Agora uma mini-aula sobre por que o carbono altera as propriedades mecânicas (explicação didática e sem jargões complicados):
- O ferro puro tem estrutura dúctil; o carbono se dissolve e também forma compostos (carbetos) que mudam a microestrutura do aço.
- Aumento do carbono implica formação de mais perlita/ cementita e maior possibilidade de formar martensita por têmpera — isso aumenta dureza e resistência, mas reduz a ductilidade (o aço fica mais quebradiço).
- Em linguagem simples: carbono = “endurece e deixa menos maleável”. Portanto, quanto mais carbono (dentro das faixas de aço), maior a dureza e resistência, menor a ductilidade.
Passo 4
Explicando têmpera e revenido e a necessidade de carbono:
- Têmpera (quenching) é esfriar rapidamente o aço a partir de alta temperatura para transformar a microestrutura em martensita, que é muito dura.
- Revenido é o aquecimento controlado depois da têmpera para reduzir fragilidade e ajustar dureza/tenacidade.
- Para que a têmpera gere martensita suficientemente dura, é preciso uma quantidade mínima de carbono: valores práticos indicam que a partir de cerca de
– de carbono a têmpera se torna efetiva para aumentar dureza de forma significativa.
Conclusão prática: aços de médio teor de carbono (faixa citada no Passo 2) têm carbono suficiente para serem efetivamente tratados por têmpera e revenido; aços de baixo teor muitas vezes não alcançam martensita dura o bastante para aplicações que exigem alta dureza após têmpera.
Passo 5
Avaliação da afirmação II com base no passo anterior:
- A afirmação II diz que o aço de médio teor contém quantidade de carbono suficiente para têmpera e revenido com objetivo de melhorar propriedades mecânicas. Isso é compatível com a explicação: médio teor (
) permite têmpera eficaz. Logo, a afirmação II é verdadeira.
Passo 6
Avaliação da afirmação I (produção em quantidade):
- Aços de baixo teor de carbono (mild steels) são usados amplamente em estruturas, construção civil, carrocerias, chapas, fios, tubulações e são muito fáceis de fabricar, soldar e conformar. Por isso são os mais produzidos em volume no mundo.
- Portanto a afirmação I — que diz que o aço de baixo teor de carbono é o mais produzido — é verdadeira.
Passo 7
Avaliação da afirmação III (comparação de propriedades entre alto, médio e baixo teor):
- Com base na mini-aula: mais carbono → maior dureza e resistência → menor ductilidade.
- Logo, a afirmação III — que diz que o aço de alto teor de carbono tem maior dureza e resistência e menor ductilidade em comparação aos de baixo e médio teor — é verdadeira. Exemplos práticos: molas, facas e ferramentas de corte usam aços com alto teor de carbono por essa razão.
Passo 8
Conclusão final e verificação das três afirmações:
- I é verdadeira (baixo teor = maior produção).
- II é verdadeira (médio teor = suficiente para têmpera e revenido).
- III é verdadeira (alto teor = mais duro e menos dúctil).
Portanto todas as três afirmações estão corretas.
Resposta
I, II e III.