Aço Corten
O aço Corten é um tipo de aço patinável utilizado na construção civil e em obras arquitetônicas, devido a uma capacidade de resistência a corrosão três vezes maior que o aço carbono comum.
Ele foi desenvolvido para a indústria ferroviária, para diminuir o peso dos vagões. A resistência a corrosão, foi observada somente depois de um tempo, e seu uso passou a ser mais apreciado pela indústria e na construção civil.
E somente em 1958, o aço patinável passou a ser utilizado em obras de arquitetura e muito aplicado em obras de engenharia devido à alta resistência mecânica, e principalmente a grande resistência a corrosão.
História
No início da década de 1930, a companhia norte-americana United States Steel Corporation estimulou o uso de aços enriquecidos com elementos químicos, chamados aços de baixa liga, desenvolvendo então um aço cujo nome comercial era Corten.
O aço Corten, recebeu essa denominação nos Estados Unidos, por volta de 1932, como abreviação da palavra Corrosion Resistance – resistente a corrosão.
Características
Uma das principais características do aço patinável, é que sob certas condições ambientais de exposição aos agentes corrosivos, este tipo de aço pode desenvolver uma película de óxido de cor avermelhada aderente e protetora, chamada de pátina, que atua reduzindo a velocidade do ataque dos agentes corrosivos presentes no meio ambiente.
O aço Corten, contem pequenas adições de elementos de liga. Esses elementos em contato com atmosferas passíveis de corrosão, contribuem para a formação de uma pátina, que protege esses aços da ação corrosiva da atmosfera oxidante.
Esses elementos também contribuem para melhoria das propriedades mecânicas dos aços, tais como, resistência a tração, escoamento, tenacidade, entre outros.
Propriedades
Embora esses aços inicialmente sofram corrosão de modo semelhante ao que ocorre nos aços carbono comuns, com o passar do tempo no caso dos aços patináveis a taxa de corrosão torna-se decrescente, e, após alguns anos, praticamente não corre corrosão.
A camada de óxido protetora apresenta uma textura fina e é altamente aderente ao substrato metálico, agindo como uma barreira à entrada de oxigênio e umidade, evitando assim o prosseguimento da corrosão.
Por outro lado, no aço carbono comum a camada de óxido formada apresenta textura grosseira e aspecto escamoso, que não evita a penetração de oxigênio e umidade, que assim atingem o substrato metálico e o corroem.
Os diferentes tipos de aços patináveis podem ser classificados em dois grupos principais:
1 – Aços patináveis com baixos teores de fósforo: as múltiplas adições de elementos de liga para endurecimento por solução sólida e aumento da resistência à corrosão;
2 – Aços patináveis especiais com altos teores de fósforo: (0,05 a 0,15 %) para endurecimento e melhoria de resistência à corrosão, juntamente com múltiplas adições de elementos de liga, semelhantes às dos aços patináveis com baixos teores de fósforo.
Formação da Pátina
A pátina, como visão geral, é um processo químico que se forma naturalmente na superfície do metal, quando exposto a atmosfera, ou a adição de produtos químicos.
Os aços têm a tendência natural de enferrujar – esse processo se chama pátina – na presença da umidade e do ar. A velocidade com que o processo acontece depende de alguns fatores, como a presença de oxigênio, umidade e contaminantes atmosféricos – em atmosferas salinas, a presença do Cloreto de sódio, acelera o processo de corrosão do aço. Em atmosferas industriais a presença de enxofre, também é um acelerador da oxidação – Conforme o processo de corrosão progride, a camada de ferrugem forma uma barreira que dificulta o ingresso do oxigênio, fazendo que a taxa de corrosão do aço diminua com o tempo.
Para os aços patináveis, o processo de oxidação é iniciado do mesmo modo que para os aços comuns. Os elementos químicos adicionados ao aço, acabam por produzir uma camada de ferrugem estável, bastante aderente à superfície do metal. Essa camada é, ainda, muito menos porosa do que a ferrugem comum.
Adições de elementos de liga – em geral 1% – de Cobre, Cromo, Níquel e Fosforo, promovem uma formação de uma camada de pátina, de óxido estável e protetora, que reduz a taxa de corrosão do metal.
Essa oxidação é semelhante ao que ocorre no aço comum, exposto as mesmas condições atmosféricas (umidade, temperatura, exposição ao ar).
Mas, à medida que o aço patinável continua exposto na atmosfera, essa camada de óxido se cristaliza e adere na superfície. Diferente ao que ocorre no aço comum, onde a oxidação não é aderente, assim corroendo o metal de forma agressiva.
Após a formação da camada de oxido protetora na superfície do aço, a taxa de corrosão torna-se muito inferior a taxa de corrosão inicial.
O tempo de formação dessa pátina depende muito da atmosfera ao qual o aço está exposto. Num ambiente urbano leva menos de um ano, num ambiente industrial de 2 a 3 anos, num ambiente rural cerca de 5 anos.
Um aspecto importante para a formação de uma pátina protetora no aço, realmente eficaz, é a necessidade de que a água não fique empoçada no metal, e também que a presença de sais dissolvidos no ar (atmosferas marítimas), prejudicam a formação da pátina, e acarreta uma corrosão semelhante ao dos aços comuns.
O crescimento da camada de óxido protetora nos aços patináveis é fortemente influenciado pelas condições climáticas locais, como temperatura, umidade, dias de chuva, distância do mar (e assim presença de cloretos na atmosfera) e a poluição do ar.
Em geral, nos aços patináveis, quando a camada de óxido é mais espessa, a resistência à corrosão é menor, pois sua estrutura não é uniforme nem compacta. Quando a camada de óxido é mais fina, costuma ser mais compacta e mais uniforme, revelando melhor resistência à corrosão.
Isso reforça o conceito de que nos aços patináveis a resistência á corrosão não depende apenas da composição química, sendo ainda mais influenciada pelas condições ambientais que determinam as características da camada de óxido protetor, sendo estas características o fator preponderante para a resistência à corrosão desses aços.
Por essa razão o aço Corten é muito usado em ambientes externos.
Oxidação dos metais
A maioria dos metais, quando expostos ao ar e a umidade, tem tendência a formar uma fina camada de óxido na sua superfície.
Esse processo ocorre, via regra geral, para proteger o metal, de ambientes com atmosferas agressivas.
Sendo assim, a oxidação, nada mais é do que uma maneira do metal, se isolar do oxigênio presente na nossa atmosfera. Pois, quando essa camada de óxido se forma, o metal para de oxidar.
Se essa camada de óxido for removida, por meios químicos ou físicos, uma nova camada irá se formar.
Isso é visto com mais facilidade em peças de Prata, que tem a formação de um óxido preto na superfície. Quando esse óxido é removido, devolvendo a cor prateada ao metal, um novo processo de oxidação volta a se formar e a coloração preta, retorna ao metal.
Esse processo de oxidação também acontece no aço Corten. Os elementos químicos, como Cobre e Fósforo, adicionados a liga, oxidam e formam uma camada protetora na superfície do aço – de coloração avermelhada – que adere ao metal, isolando-o do oxigênio. Conferindo ao Aço Corten uma proteção a corrosão muito maior, que o aço comum.
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Luci Buzo
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