O que é aço?
O aço é a liga de metal mais comum no mundo. Na sua forma mais simples, consiste em ferro e quantidades variáveis de carbono. Como ferro e carbono são bem conhecidos desde os tempos antigos, a liga foi produzida de uma forma ou de outra desde muito antes do nascimento de Cristo. Parte do aço mais antigo foi produzido nas regiões leste da África, por volta de 1400 aC
O ferro é o principal componente do aço, com o carbono sendo um segundo distante, entre 0,2% e 2,14%, dependendo do teor. O carbono é a maneira mais econômica de ligar o ferro, mas outros metais podem ser usados para aumentar o elemento e dar ao metal certas propriedades. O metal conhecido como ferro fundido é, na verdade, aço com alto teor de carbono, o que proporciona um ponto de fusão mais baixo e maior capacidade de fundição. O aço é conhecido por sua resistência, que é dada precisamente pelos elementos de liga.
Quando o ferro está no estado de metal sólido, os átomos formam uma estrutura de treliça de cristal. Embora essa estrutura seja bastante rígida, pode haver imperfeições nela, que criam pequenos pontos fracos no metal. Os átomos dos elementos de liga podem preencher esses pontos fracos microscópicos na rede, dando à liga a flexibilidade e a resistência à tração pelas quais é conhecida.
A moderna indústria siderúrgica produz o metal através do uso do chamado forno básico de oxigênio. Nesses fornos, o ferro fundido possui oxigênio puro soprado através dele, diminuindo os níveis de impurezas. Agentes de limpeza chamados fluxos também são adicionados para esse mesmo objetivo. A principal vantagem desse processo, além de um produto de alta qualidade, é sua velocidade.
Os processos anteriores incluíam o processo de Bessemer, onde o ar era forçado através do ferro fundido a oxidar impurezas. O monóxido de carbono é um subproduto desse processo, com as outras impurezas formando escória. A invenção do processo Bessemer foi especialmente notável porque transformou o aço em uma mercadoria barata e produzida em massa. A liga havia sido produzida por vários métodos na Idade Média e antes, mas nenhum deles era especialmente eficiente, nem poderia ser empregado em larga escala.
À medida que as técnicas siderúrgicas melhoraram, uma variedade maior de ligas se tornou disponível. O uso de vários metais diferentes, como tungstênio e cromo, pode fazer metal adaptado a aplicações muito específicas. A variedade de propriedades que o aço pode ser dada pela adição de diferentes elementos é vista, por exemplo, no fato de que duas coisas tão diferentes quanto espadas de samurai e automóveis são feitas de ferro ligado por outros metais.