Composição e Propriedades do Aço

Por André Luis Silva da Silva
Conhecido desde a antiguidade, o elemento químico ferro, do latim ferrum, é simbolizado por Fe, possui número atômico 26 e massa atômica 56. Sob condições normais de temperatura e pressão, apresenta-se no estado sólido. É obtido naturalmente sob a forma de minério de ferro. Forma uma mistura homogênea com o carbono, dando origem ao aço. Na Tabela Periódica é classificado como metal de transição, e localizado na Família VIII B. É o quarto elemento químico mais abundante na crosta terrestre; sendo que este elemento se encontra no núcleo da Terra, juntamente com o elemento níquel. Entretanto, no núcleo da Terra este metal perde suas conhecidas propriedades magnéticas (atração por ímãs), em vista de sua temperatura superar o ponto Curie (temperatura na qual todo metal ferromagnético perde essa propriedade).

Este elemento químico é particularmente importante na história humana, visto que um período da história ficou conhecido como a Idade do Ferro. Esse elemento hoje é principalmente utilizado na produção de materiais abrasivos, do aço e outras ligas, devido a sua alta dureza, quando puro ou combinado. Outras propriedades que fazem deste elemento um dos mais aplicáveis socialmente são sua maleabilidade e tenacidade.

O elemento ferro é encontrado na natureza fazendo parte da composição de uma grande diversidade de minerais, entre eles muitos óxidos, como por exemplo, o óxido ferroso (FeO) e o óxido férrico (Fe2O3). No primeiro, o ferro encontra-se no estado de oxidação +2 e no segundo +3, sendo que este elemento raramente é encontrado livre. Quando se necessita sua obtenção no estado elementar, esses óxidos podem ser reduzidos com carbono, e então submetidos à refinação para eliminação de suas impurezas.

Industrialmente, o elemento químico ferro é o metal mais utilizado, sendo que já esteve em 95% em peso da produção mundial de metais. Dessa forma, o seu custo de produção baixa, e este metal edifica a sociedade contemporânea.  A liga deste elemento mais popular é o aço, o qual pode ser uma liga metálica contendo o ferro e outros elementos, que podem ser metais ou não-metais. Considera-se atualmente aço uma liga que apresenta um percentual menor de 2% de carbono, sendo que quando este valor é superado, o material é denominado de ferro fundido.

Conforme seu percentual em carbono, o aço apresentará distinção em suas propriedades. Aços de baixo percentual em carbono (menos de 0,25%) não apresentam dureza considerável nem são tratáveis termicamente, mas podem ser convertidos em fios. Aços com percentual médio em carbono (entre 0,25 e 0,6%) são mais resistentes, mas menos dúcteis. Já podem ser tratados termicamente. Já aços de alto percentual em carbono (a partir de 0,6% em carbono) são os de maior resistência, mas os que apresentam maior dificuldade a serem convertidos em fios.

Referências:
EPSTEIN, Lawrence M.; ROSENBERG, Jerome l.; Química Geral, (Coleção Schaum), Porto Alegre: Bookman, 2003.
JONES, Chris J.; A Química dos Elementos dos Blocos d e f, Sociedade Brasileira de Química, Bookman, São Paulo/SP – 2002.
MAHAN, Bruce M.; MYERS, Rollie J.; Química: um curso universitário, Ed. Edgard Blucher LTDA, São Paulo/SP – 2002.