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A maioria das aplicações comuns de engenharia requer aços estruturais de custo moderado e resistência mecânica razoável; tais requisitos são preenchidos satisfatoriamente pelos aços-carbono comuns.
Para melhores propriedades mecânicas e certa resistência à corrosão atmosférica, são utilizados os chamados “aços de alta resistência e baixo teor em liga” que se caracterizam pela presença em teores relativamente baixos dos elementos cobre, níquel, cromo e molibdênio principalmente, além da elevação acima das porcentagens normais dos elementos fósforo, silício e manganês, procurando-se manter sempre o teor de carbono a níveis relativamente baixos.
Alta resistência mecânica e superior resistência à corrosão permitem:
- projetar a estrutura com a mesma vida que a do aço comum, com apreciável redução do seu peso;
- projetar a estrutura com o mesmo peso que a de aço-carbono, mas com maior resistência e vida mais longa;
- projetar a estrutura com o menor peso-morto que assegura as maiores vantagens econômicas, mas com o risco de se obter uma vida um tanto mais curta.
Esses característicos, aliados às menores despesas de manutenção necessárias, como se pode facilmente compreender, tornam esses tipos de aço de emprego importante nas estruturas do tipo móvel, tais como vagões de passageiros e carga, reboques, caminhões, ônibus, navios, botes e lanchas, além do equipamento utilizado em manuseio de carga, construção de estradas, mineração etc. Além desses, outras aplicações desses tipos de aços incluem estruturas de pontes, reservatório, máquinas agrícolas etc.
Finalmente:
Para aços de alta resistência a serem utilizados na condição laminada ou na condição tratada termicamente, há um enorme campo de emprego de microelementos de liga.
Nos aços normalizados, o refino de grão pode ser obtido por precipitados de NbC relativamente grosseiros ou mediante o endurecimento por dispersão de precipitados finos de V (C, N) e mediante a formação de precipitados finos e estáveis de TiN para controle do crescimento de grão.
Aços temperados e revenidos são preferivelmente ligados com boro que retarda a transformação da austenita.
Para aços conformados a frio, o emprego de titânio e zircônio é vantajoso, pois permite o controle da forma dos sulfetos. Para aumentar a resistência mecânica, adições adequadas são nióbio, titânio, assim como vanádio.
Os aços microligados que não exigem tratamento térmico para possuírem alta resistência, devem, contudo, ser submetidos a cuidados especiais no seu processamento:
- os blocos a serem forjados devem ser aquecidos a temperaturas suficientemente elevadas para que os carbonetos – como os de vanádio ou nióbio – sejam dissolvidos na austenita. Por exemplo, para um aço SAE 1045 com 0,1% de vanádio, a faixa de temperaturas considerada adequada se situa entre 1205 e 1315 graus C. Contudo, um superaquecimento pode resultar numa microestrutura acicular indesejável;
- a segunda e mais importante precaução é que as peças forjadas devem ser imediatamente resfriadas ao ar até cerca de 540 graus C, antes de serem colocadas nas caçambas de transporte. Se as peças forem colocadas nas caçambas imediatamente após o forjamento, elas resfriam lentamente. Esse fato pode exigir a instalação de um transportador especial para manter as peças até que elas escureçam.
