Ciências e Tecnologia » Química » Corrosão | A corrosão e o aço carbono

Corrosão | A corrosão e o aço carbono

A corrosão pode ser definida de modo generalizado como a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos. A deterioração ocasionada pela interação físico-química entre o material e o seu meio de contato representam alterações prejudiciais que se tornam indesejáveis em relação ao material como desgaste, variações químicas ou até mesmo modificações estruturais.

O desgaste de materiais não metálicos como polímeros, concreto e madeira devido à ação química do meio ambiente é considerado por alguns autores como corrosão. A corrosão de forma geral é um processo espontâneo e está constantemente transformando as características de materiais metálicos ocasionando alterações na sua durabilidade e desempenho.

A corrosão é um problema frequente e ocorre nas mais variadas atividades como indústria química, petrolífera, petroquímica, naval, de construção civil, automobilística, nos meios de transportes aéreos, ferroviários, metroviários, marítimos, nos meios de comunicação, na odontologia e em esculturas.  Com o avanço tecnológico os custos oriundos da corrosão se elevaram tornando-a um dos itens principais na elaboração de projetos de instalações industriais por exemplo. Por causa disso diversas ligas metálicas são produzidas e utilizadas para diversos fins com o intuito de minimizar os efeitos da corrosão dentre inúmeras ligas uma das mais conhecidas é o aço carbono.

Aço carbono e a corrosão

Corrosão - A corrosão e o aço carbonoO aço carbono corresponde a uma liga que apresenta resistência mecânica. O ferro gusa é a primeira etapa de fabricação do aço, o carbono é o principal elemento que ocasionará a rigidez, outros elementos como o manganês, o silício e o fósforo participam igualmente do ajuste de resistência do aço carbono. A quantidade de carbono na liga define a sua classificação: o baixo carbono possui no máximo 0,30% do elemento; o médio carbono apresenta de 0,30 a 0,60% e o alto carbono possui de 0,60 a 1,00%.  De acordo com essa classificação o aço carbono possui características e fins específicos.

 

Baixo carbono

O baixo carbono possui baixa resistência à dureza e alta tenacidade e ductilidade além de ser usinável e soldável. Apresenta baixo custo de produção e geralmente não recebe tratamento térmico. As suas principais aplicações são na produção de chapas automobilísticas, perfis estruturais, placas para produção de tubos, construção civil, pontes e latas de folhas de flandres.

Médio carbono

O médio carbono possui maior resistência e dureza, mas menor tenacidade e ductilidade do que o baixo carbono. Apresenta quantidade suficiente de carbono em sua composição para receber tratamento térmico embora o tratamento mais efetivo exija taxas de resfriamento elevadas em seções finas. As principais aplicações são na produção de rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas que exijam elevada resistência mecânica e tenacidade. 

Alto carbono

O alto carbono possui maior resistência e dureza comparada ao baixo e médio carbono, porém apresenta menor ductilidade entre as outras composições de aço carbono. O uso de alto carbono costuma ser na maioria das vezes utilizados como temperados ou revenidos mantendo as propriedades  de um bom fio de corte. As suas principais aplicações são na produção de talhadeiras, folhas de serrote, martelos e facas.

O aço carbono apresenta uma divisão padronizada na indústria, o que permite que seus fornecedores e consumidores se interessem por sua eficiência. Os grupos de descrição de qualidade utilizados são os seguintes:

  • Semiacabados para forjamento;
  • Estrutural;
  • Placas;
  • Barras laminadas a quente;
  • Barras acabadas a frio;
  • Chapas finas laminadas a quente;
  • Chapas finas laminadas a frio;
  • Chapas com esmaltagem porcelânica;
  • Chapas chumbadas compridas;
  • Chapas galvanizadas;
  • Chapas revestidas por zincagem eletrolítica;
  • Bobinas laminadas a quente;
  • Bobinas laminadas a frio;
  • Folhas-de-flandres;
  • Arames;
  • Arame achatado;
  • Tubos;
  • Tubos estruturais;
  • Tubos para oleodutos;
  • Produtos tubulares para campos petrolíferos;
  • Produtos tubulares especiais;
  • Fios-máquina laminados a quente.

Apesar de o aço carbono ser uma liga muito utilizada para diversos fins ela também é susceptível a corrosão por meio da atmosfera, água e íons cloreto por exemplo. Diante disso o uso de inibidores de corrosão torna-se necessário para a manutenção das propriedades originais da liga de aço carbono.

Inibidores de corrosão

Denomina-se inibidor uma substância ou mistura de substâncias que quando presente em concentrações adequadas, no meio corrosivo reduz ou elimina a corrosão. Substâncias que apresentam estas características estão sendo constantemente estudas e utilizadas com o objetivo de interferir no processo de corrosão. Os inibidores possuem diferentes classificações que são baseadas na sua composição e no seu comportamento, diante disso eles são classificados em:

Composição

  • Inibidores Orgânicos
  • Inibidores Inorgânicos

Comportamento

  • Inibidores Oxidantes
  • Inibidores não oxidantes
  • Inibidores anódicos
  • Inibidores catódicos
  • Inibidores de adsorção

Os inibidores anódicos influenciam reações anódicas, ou seja, retardam ou impedem a reação do anodo. Atuam geralmente reagindo com o produto de corrosão inicialmente formado ocasionando um filme aderente e extremamente insolúvel, na superfície do metal ocorrendo à polarização anódica. Exemplos de inibidores anódicos são hidróxidos, carbonatos, silicatos, boratos e fosfatos terciários de metais alcalinos estas substâncias reagem com os íons metálicos Mn+ produzidos no anodo, formando produtos insolúveis que têm ação protetora.

Os inibidores catódicos atuam reprimindo reações catódicas, as características dessas substâncias são o fornecimento de íons metálicos capazes de reagir com a alcalinidade catódica produzindo compostos insolúveis. Estes compostos insolúveis envolvem a área catódica, impedindo a difusão do oxigênio e a condução de elétrons, inibindo assim o processo catódico. Essa inibição provoca acentuada polarização catódica. Exemplos de inibidores catódicos são os sulfatos de zinco, de magnésio e de níquel. Os sais de zinco são os mais usuais, principalmente em tratamento de água de sistema de resfriamento. Os inibidores catódicos atuam provocando uma polarização catódica e como o metal no catodo não entra em solução mesmo que esse não esteja totalmente coberto, não haverá corrosão localizada nessas áreas. Portanto esses inibidores em qualquer que seja a sua concentração são considerados mais seguros que os anódicos.

Referências

  1. GENTIL, V. Corrosão. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
Compartilhe issoShare on FacebookTweet about this on TwitterPin on PinterestShare on StumbleUponShare on LinkedInShare on RedditEmail this to someoneShare on Google+

Escrito por Jéssica Nascimento

Mestranda em Tecnologia de processos químicos e bioquímicos da Escola de Química - UFRJ. Apaixonada por Química e boa música.

Seu comentário é bem vindo

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *

*

A corrosão pode ser definida de modo generalizado como a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambient