Quais fatores afetam a dureza do aço carbono?
A dureza do aço carbono pode ser afetada por vários fatores diferentes, incluindo o contato do carbono, a quantidade e o tipo de outros elementos na liga e os processos específicos usados para criar o aço. O aço de baixo carbono, que contém entre 0,05 e 0,25% de carbono, é tipicamente a variedade mais suave, embora possa ser endurecido por um processo conhecido como carburação. O aço carbono ultra-alto, que pode consistir em até 2% de carbono, é tipicamente o tipo mais duro, embora a dureza final de cada produto também seja determinada por vários processos de tratamento térmico. Os processos de têmpera podem aumentar a dureza do aço carbono em um fator de cerca de quatro, embora a têmpera subsequente tipicamente diminua a dureza.
O aço carbono é uma liga que consiste principalmente de ferro e carbono. Outros elementos também podem estar presentes, geralmente em quantidades muito pequenas. Existem algumas definições diferentes do que exatamente constitui o aço carbono, embora elementos como silício e cobre representem normalmente menos de 0,6% de várias ligas. Algumas ligas de aço carbono também podem ter até 1,6% de elementos como o manganês. Como existem várias ligas diferentes, comumente chamadas de aço carbono, cada tipo tende a ter uma dureza diferente.
O principal fator que afeta a dureza do aço carbono é a quantidade de carbono presente na liga. Os aços com baixo teor de carbono tendem a ser os mais macios, enquanto os aços com alto teor de carbono podem ser bastante duros e quebradiços. Também é possível alterar as características físicas do aço carbono através de vários tratamentos, para aumentar ou reduzir a dureza.
Embora o aço com baixo carbono seja relativamente macio, um processo conhecido como carburação pode fazer com que se torne mais difícil. Na verdade, esse processo de tratamento térmico faz com que a liga absorva carbono adicional de fontes sólidas, líquidas e gasosas, como carvão e monóxido de carbono. O carbono normalmente é absorvido apenas na superfície do metal, o que resulta em uma camada externa endurecida e um núcleo dúctil mais macio.
Aços de carbono de alto conteúdo tendem a ser muito difíceis para começar, mas os processos de têmpera podem torná-los ainda mais difíceis. Se uma liga de aço carbono for muito dura, normalmente também será bastante quebradiça. Algumas ligas excepcionalmente duras são realmente submetidas a processos de têmpera e revenido que podem reduzir a dureza do aço carbono e aumentar a ductilidade. Outros processos, como o recozimento, também podem aumentar efetivamente a ductilidade e diminuir a dureza geral do aço carbono.