A História do Aço Inox

“Inox” é um termo cunhado no início do desenvolvimento desses aços para aplicações de talheres. “Inox” foi adotado como um nome genérico para este fim e agora cobrem uma vasta gama de tipos de aço e graus de corrosão ou oxidação. Os aços inoxidáveis são ligas de ferro com um mínimo de 10,5% de cromo. Outros elementos de liga são adicionados para melhorar a sua estrutura e propriedades como plasticidade, força e tenacidade criogênicos.

Eles incluem metais, tais como:

 

Níquel é um elementos químico de símbolo Ni de número atômico 28 (28 prótons e 28 elétrons) e de massa atómica 58,7 uma. À temperatura ambiente, encontra-se no estado sólido. É um elemento de transição situado no grupo 10 (8 B) da Classificação Periódica dos Elementos.

É um metal de transição de coloração branco-prateada, condutor de eletricidade e calor, dúctil e maleável porém não pode ser laminado, polido ou forjado facilmente, apresentando certo caráter ferromagnético. É encontrado em diversos minerais, em meteoritos (formando liga metálica com o ferro) e, em princípio, existe níquel no núcleo da Terra.

É bastante resistente a corrosão. Como revestimento pode ser aplicado por eletrodeposição, ligas e compósitos pelos processos de niquel quimico e aspersão térmica. O metal e algumas de suas ligas metálicas, como o metal Monel, são utilizados para manejar o flúor e alguns fluoretos porque reage com dificuldade com essas substâncias. Outras ligas bastante conhecidas são INCOLOY, INCONEL, HASTELLOYs.

O molibdênio (português brasileiro) ou molibdénio (português europeu) é um elemento químico de símbolo Mo e número atômico 42. O nome é derivado do neo-latim Molybdaenum, do grego antigo Μόλυβδος molybdos que significa chumbo, uma vez que seus minérios eram confundidos com os de chumbo.[1] Minerais de Molibdênio são conhecidos ao longo da história, mas o elemento só foi descoberto (no sentido de diferenciação como uma nova entidade a partir dos sais minerais de outros metais) em 1778 por Carl Wilhelm Scheele. O metal foi isolado pela primeira vez em 1781 por Peter Jacob Hjelm.

O Molibdênio não é encontrado naturalmente como um metal livre na Terra, mas em vários estados de oxidação em minerais. O elemento livre, que é um metal de cor prateada, tem o sexto maior ponto de fusão de todos os elementos conhecidos. Forma prontamente ligas estáveis e duras com o carbono, e por esta razão a maior parte da produção mundial do elemento (aproximadamente 80%) é na fabricação do aço, incluindo ligas resistentes e superligas.

O titânio é um elemento químico de símbolo Ti, número atômico 22 (22 prótons e 22 elétrons) com massa atômica 47,90 u. Trata-se de um metal de transição leve, forte, cor branca metálica, lustroso e resistente à corrosão, sólido na temperatura ambiente. O titânio é muito utilizado em ligas leves e em pigmento branco.

O titânio foi descoberto em Cornualha por William Justin Gregor em 1791 e nomeado por Martin Heinrich Klaproth pela proximidade das características do filho mitológico do céu (Uranus) e da terra (Gaia), gigantes considerados personificações das forças da natureza para a mitologia grega. Este elemento encontra-se em vários minerais, em especial no rutilo e na Ilmenita que são geralmente encontrados na litosfera, e é encontrado em quase todos os tipos de rochas, solos e corpos de água.[1] O metal produzido comercialmente é extraído do rutilo e da ilmenita e fabricado pelo processo Kroll ou pelo processo Hunter. O composto mais comum do titânio é o dióxido de titânio que é um popular fotocatalisador e útil na produção de tinta com coloração branca.[2] Outros compostos incluem o tetracloreto de titânio (TiCl4), uma substância utilizada para a produção de catalisadores e fumos para fins militares e o cloreto de titânio (III) (TiCl3), que é uma substância catalisadora para a produção de polipropileno.[1]

O titânio pode ser utilizado para a produção de ligas com ferro, alumínio, vanádio e molibdênio, entre outros elementos, para aumentar a resistência mecânica, utilizada na indústria aeroespacial (motores, mísseis e foguetes). Também é utilizado para a produção de catalisadores na indústria química e petroquímica, automobilística, agrícola, médica (para a produção de implantes ortopédicos, próteses e instrumentos odontológicos), em produtos esportivos, jóias, telefones celulares, entre outros.[1]

A duas propriedades mais utilizadas do titânio são: a resistência à corrosão e a maior relação densidade/força se comparado com outros elementos químicos.[3] Nas ligas, o titânio é forte como o ferro, porém sua densidade é aproximadamente 45% menor se comparado ao ferro.[4] Na natureza encontra-se duas formações alotrópicas [5] e cinco isótopos deste elemento, sendo eles: 46Ti até 50Ti, com 48Ti, sendo o último o mais abundante na natureza, cerca de 73,8%.[6] As propriedades físicas e químicas do titânio são similares às do zircônio, porque ambos têm o mesmo número de valência e encontram-se no mesmo grupo da tabela periódica.

O cobre é um elemento químico de símbolo Cu (do latim cuprum), número atômico 29 (29 prótons e 29 elétrons) e de massa atómica 63,54 u. À temperatura ambiente o cobre encontra-se no estado sólido.

Classificado como metal de transição, pertence ao grupo 11 (1B) da Classificação Periódica dos Elementos. É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração avermelhada, dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade.

Conhecido desde a pré-história, o cobre é utilizado atualmente, para a produção de materiais condutores de eletricidade (fios e cabos), e em ligas metálicas como latão e bronze.

O cobre foi provavelmente o primeiro metal minerado e trabalhado pelo homem.[1] Foi originalmente obtido como um mineral nativo e posteriormente da fundição de minérios. Estimativas iniciais da descoberta do cobre sugerem por volta de 9000 a.C. no Oriente Médio. Foi o mais importante dos materiais da humanidade durante a Era do Cobre e Bronze. Objetos de cobre de 6000 a.C. foram encontrados em Çatal Höyük, Anatolia.[2] Em 5000 a.C. já se realizava a fusão e refinação do cobre a partir de óxidos como a malaquita e azurita. Os primeiros indícios de utilização do ouro não foram vislumbrados até 4000 a.C. Descobriram-se moedas, armas, utensílios domésticos sumérios de cobre e bronze de 3000 a.C., assim como egípcios da mesma época, inclusive tubos de cobre. Os egípcios também descobriram que a adição de pequenas quantidades de estanho facilitava a fusão do metal e aperfeiçoaram os métodos de obtenção do bronze; ao observarem a durabilidade do material representaram o cobre com o Ankh, símbolo da vida eterna.

Na antiga China o uso do cobre é conhecido desde, pelo menos, 2000 anos antes da nossa era, e em 1200 a.C. já fabricavam-se bronzes de excelente qualidade estabelecendo um manifesto domínio na metalurgia sem comparação com a do Ocidente. Na Europa o homem de gelo encontrado no Tirol (Itália) em 1991, cujos restos têm uma idade de 5300 anos, estava acompanhado de um machado de cobre com uma pureza de 99,7%, e os elevados índices de arsênico encontrados em seu cabelo levam a supor que fundiu o metal para a fabricação da ferramenta.

O cobre é um metal de transição avermelhado, que apresenta alta condutibilidade elétrica e térmica, só superada pela da prata. É possível que o cobre tenha sido o metal mais antigo a ser utilizado, pois se têm encontrado objetos de cobre de 8700 a.C. Pode ser encontrado em diversos minerais e pode ser encontrado nativo, na forma metálica, em alguns lugares. Fenícios importaram o cobre da Grécia, não tardando em explorar as minas do seu território, como atestam os nomes das cidades Calce, Calcis e Calcitis (de χαλκος, bronze), ainda que tenha sido Chipre, a meio caminho entre Grécia e Egito, por muito tempo o país do cobre por excelência, ao ponto de os romanos chamarem o metal de aes cyprium ou simplesmente cyprium e cuprum, donde provém o seu nome. Além disso, o cobre foi representado com o mesmo signo que Vênus (a afrodite grega), pois Chipre estava consagrada a deusa da beleza e os espelhos eram fabricados com este metal. O símbolo, espelho de Vênus da mitologia e da alquimia, modificação do egípcio Ankh, foi posteriormente adotado por Carl Linné para simbolizar o gênero feminino(♀).

O uso do bronze predominou de tal maneira durante um período da história da humanidade que terminou denominando-se «Era do Bronze». O período de transição entre o neolítico (final da Idade da Pedra) e a Idade do Bronze foi denominado período calcolítico (do grego Chalcos), limite que marca a passagem da pré-história para a história.

Adições de outros não-metais também são feitas, sendo as principais o Carbono e o Nitrogênio.

O principal requisito para aços inoxidáveis é que eles devem ser resistentes à corrosão para uma aplicação especifica ou o ambiente. A escolha de um modelo “particular” e “classe” de aço inoxidável deve inicialmente atender aos requisitos de resistência à corrosão. Quem inventou o Aço Inox? O primeiro ponto a ser observado é que o “inventor” é um termo muito ambíguo. Como poderíamos definir isso? Teria sido a pessoa que pensou primeiro, a que documentou primeiro, a que patenteou primeiro ou a que começou a produzir primeiro? O segundo ponto é que o aço inoxidável não foi realmente definido até 1911, então temos que pôr de lado as ligas de cromo-ferro que não chegaram a cumprir a exigência mínima de 10,5% de cromo?

Quem inventou o Aço Inox

Na história do Aço Inox parece que toda e qualquer pessoa da Grã-Bretanha, Alemanha, França, Polônia, EUA, e até mesmo na Suécia, tem direito ao rótulo de “inventor” de aço inoxidável. As engrenagens foram postas em movimento pelos ingleses Stoddard e Farraday por volta de 1820 e pelo francês Pierre Berthier, em 1821. Estes cientistas, entre outros, observaram que a liga de ferro-cromo foi mais resistente ao ataque de certos ácidos, mas os testes só foram realizados em ligas de baixo teor de crómio. As tentativas de produção de ligas de cromo falharam principalmente por que os cientistas não entender a importância do baixo teor de carbono.

Em 1872, um outro par de ingleses, Wood e Clark, pediram a patente de um ácido e tempo de liga de ferro resistente contendo 30-35% de cromo e 2% de tungstênio, efetivamente a primeira patente sobre o que hoje seria considerado um aço inoxidável. No entanto, o desenvolvimento real veio em 1875 quando um francês chamado Brustlein detalhou a importância do baixo teor de carbono na produção de aço inoxidável com êxito. Brustlein salientou que, para criar uma liga com uma elevada percentagem de crómio, o teor de carbono deve permanecer abaixo de 0,15%.

Foi quando em 1895, depois de quase duas décadas de estagnação, Hans Goldschmidt da Alemanha, desenvolveu o processo de redução alumínio térmico para a produção de carbono-cromo livre, que o desenvolvimento de aços inoxidáveis se tornou uma realidade. Em 1904, o cientista francês Leon Guillet realizou extensa pesquisa em muitas ligas de ferro-cromo. O trabalho de Guillet incluiu estudos sobre a composição do que hoje seria conhecido como 410, 420, 442, 446 e 440-C. Em 1906 Guillet passou a analisar a liga de ferro-níquel-cromo, que hoje seria considerado o básico da série 300. No entanto, embora salientando a composição química de suas ligas, Guillet não reconheceu a resistência à corrosão potencial de seus materiais.

Em 1909 Giesen inglês publicou um trabalho de muita profundidade sobre os aços cromo-níquel, enquanto o francês, Portevin, estudou o que é agora considerado como 430 de aço inoxidável. No entanto, não foi até 1911 que à importância de um conteúdo mínimo de cromo foi descoberto pelos alemães e P. Monnartz e W.Borchers.

Monnartz e Borchers descobriram a correlação entre o teor de crómio e resistência à corrosão, afirmando que havia um aumento significativo de resistência à corrosão quando pelo menos 10,5% de crómio estava presente. A dupla também publicou trabalhos detalhados sobre os efeitos do molibdênio sobre a resistência à corrosão. É neste ponto que introduzimos Harry Brearley, nascido em Sheffield, Inglaterra, em 1871, e que foi nomeado chefe de pesquisas Brown Firth Laboratories, em 1908. Em 1912, Brearley recebeu um desafio de um pequeno fabricante de armas, que desejava prolongar a vida dos canos de suas armas, que estavam corroendo muito depressa. Brearley precisava criar um aço resistente à erosão, não um resistente à corrosão, e começou a fazer experiências com ligas de aço contendo cromo. Durante os testes, Brearley experimentou diversas variações de ligas, que vão de 6% para 15% de crómio, e com diferentes medidas de carbono.

No dia 13 de agosto de 1913, Brearley criou um aço com 12,8% de cromo e 0,24% de carbono, e alegou ser a primeira “liga” de aço inoxidável. As circunstâncias em que Brearley descobriu o aço inoxidável se tornaram mitos; Alguns dizem que Brearley jogou um pedaço de aço no lixo, e somente depois de notou que ele não oxidava na medida das suas congêneres, bem como a experiências de Alexander Flamengos 15 anos depois.

Outro mito, mais plausível (mas menos atraente) afirma que foi necessário para Brearley gravar seus aços com ácido nítrico e examiná-los sob um microscópio para analisar o potencial de resistência ao ataque químico. Brearley descobriu que seu novo aço resistiu a esses ataques químicos e começou a testar o exemplo com outros agentes, incluindo suco de limão e vinagre. Brearley ficou surpreso ao descobrir que suas ligas eram ainda muito resistentes, e imediatamente reconheceu o seu potencial para a indústria de talheres.

No entanto, Brearley lutou para conquistar o apoio de seus empregadores, em vez de produzir seu aço na “RF Mosley”. Brearley havia inicialmente nomeado sua invenção de “Rustless Steel”, mas gestor de talheres da Mosley, Ernest Stuart, apelidou-o de “Aço Inoxidável”, depois de testar o material em uma solução de vinagre, e o nome pegou. E foi assim que Harry Brearley descobriu aço inoxidável… Bem, não exatamente… Durante um período de 5 anos, depois da descoberta Brearley, entre 1908 e 1913, muitos outros cientistas e metalúrgicos reivindicaram a patente do aço de Brearleys. Em 1908, os alemães entraram na briga, o Iron Works Krupp na Alemanha, produzindo em aço cromo-níquel o casco do iate Germânia. The Half Moon, como é conhecido o iate agora, tem uma história rica e atualmente reside no fundo do mar ao largo da costa leste da Flórida.

Se o aço contém o mínimo de 10,5% de crómio permanece inconclusiva. Empregados da fábrica Krupp, Maurer e Eduard Strauss Benno, também trabalharam a partir de 1912-1914 no desenvolvimento de aços austeníticos usando 1% de Carbono, 20% de Níquel e 15 – 40% de Cromo.

Não satisfeitos com a glória Européia, os EUA entraram na briga. O primeiro foi Elwood Haynes, após se decepcionar com a sua navalha enferrujada, se propôs a criar um aço resistente à corrosão, o que ele supostamente conseguiu fazer durante 1911. Dois outros americanos, Becket e Dantsizen, trabalharam em aços inoxidáveis ferríticos, contendo 14-16% de cromo e 0,07-0,15% de carbono, entre os anos 1911 e 1914.

Em 1912, o Polonês Max Mauermann espalhou a notícia de que ele havia descoberto o aço inox primeiro, e que no ano seguinte ele o apresentara ao público durante a exposição Adria – Viena, em 1913.

Finalmente, um artigo recentemente descoberto, que foi publicado em uma revista de caça e pesca na Suécia em 1913, aborda um aço utilizado para arma de barris (soa familiar?), que parece assemelhar-se ao aço inoxidável. Embora isto seja pura especulação, os suecos fizeram ainda uma afirmação audaciosa, de que eles eram, de fato, responsáveis pela primeira aplicação prática do aço inoxidável. Embora haja muito mistério e especulação por trás da descoberta deste material maravilhoso, não há dúvida de que, sem o esforço conjunto de todos os cientistas e metalúrgicos acima citados (e os muitos mais que não foram mencionados), não teríamos esse rico e versátil metal em nossas mãos. Ah, e se tivermos que dar uma resposta a essa primeira pergunta? Harry Brearley.

Fonte: BRITISH STAINLESS STEEL ASSOCIATION.

Se quiser mais informações sobre o Aço Inox, entre contato com a gente nesse LINK

Share This