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.

Bibliografia

Inverse Temperature Dependence of Toughness in an Ultrafine Grain-Structure Steel
Yuuji Kimura, Tadanobu Inoue, Fuxing Yin, Kaneaki Tsuzaki
Science
23 May 2008
Vol.: 320. no. 5879, pp. 1057 - 1060
DOI: 10.1126/science.1156084

(Inovação Tecnológica, 26/05/2008)