Como acontece com a maioria dos materiais, a elasticidade do aço é inversamente proporcional à sua temperatura: quando aquecido ele é mais dúctil, tornando-se quebradiço a temperaturas mais baixas.
Esse problema é resolvido com a adição de diversos outros elementos durante o processo de fabricação do aço, formando as ligas metálicas. O inconveniente é que as ligas metálicas são muito mais caras do que o aço comum.
Técnica metalúrgica
Agora, cientistas japoneses descobriram uma forma de fabricar aço de alta ductilidade - a propriedade que permite que o aço seja distendido sem se quebrar - sem o uso dos aditivos necessários para a fabricação das ligas.
A nova técnica metalúrgica deverá diminuir significativamente o custo de fabricação de estruturas como oleodutos, gasodutos e cascos de navios, que devem apresentar grande resistência ao tensionamento.
Grânulos alongados
A solução para a fabricação do aço dúctil, encontrada pela equipe do engenheiro Yuuji Kimura, está na estrutura cristalina do material, que forma grânulos microscópicos quando o ferro e o carbono se juntam para formar o aço.
No aço normal, esses grânulos têm formato arredondado. O Dr. Kimura descobriu que, quando os grânulos são alongados, com formato cilíndrico, a ductilidade apresenta uma relação inversa com a temperatura.
Tratamento termomecânico
A alteração do formato dos grânulos é feita por meio de um processo de tratamento termomecânico que começa com a laminação do aço comum a 1.200º C. Depois de resfriado a 500 ºC, ele é submetido a uma forte compressão, resultando em barras que já possuem os grânulos em formato fibroso.
O novo aço apresenta melhor resistência nas temperaturas entre 60º C e -60º C, uma faixa de temperaturas que cobre o ambiente operacional da maior parte das estruturas hoje construídas com as ligas metálicas.
"A melhor tenacidade é atribuída a uma delaminação, que é resultado do espalhamento das fissuras ao longo dos planos alinhados de clivagem {100} nos aglomerados ultrafinos de grânulos ferríticos alongados, reforçados por carbetos em nanoescala," dizem os pesquisadores em artigo publicado na revista Science.
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