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Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Inclusões Não Metálicas em Aços

3 - Características das Inclusões

As inclusões não metálicas mais comumente encontradas nos aços são partículas de óxidos, incluindo principalmente alumina (Al2O3), FeO e Cao, sulfetos (basicamente de ferro: FeS e manganês: MnS), silicatos (compostos à base de sílica: SiO2) e nitretos (AlN, TiN e outros). A maioria destas partículas estão distribuídas separadamente, como partículas isoladas, mas algumas formam bandas contínuas. A maioria das inclusões compósitas consistem de Al2O3, AlN e outros óxidos, possuindo contornos agudos que atuam como sítios para a iniciação de trincas (fratura) e conseqüente degradação das propriedades dos aços [2].

As inclusões apresentam uma ampla variedade de morfologias, mas estes formatos dependem muito de sua composição. Assim, óxidos são mais escuros e tendem a apresentar forma esférica, ou aproximadamente esférica, enquanto sulfetos são mais alongados e apresentam coloração cinza clara em microscopia ótica, de acordo com a norma ASTM [3], que também especifica métodos para a quantificação das inclusões, que serão abordados com mais detalhes no item 5 deste texto.

Nos aços com menor teor de inclusões estas geralmente estão presentes como partículas pequenas e em maior número. Quanto maior o teor de enxofre e de oxigênio dos aços, maior a presença dessas inclusões. O aglomeramento de inclusões, geralmente encontrado em aços menos puros, é bem mais raro em aços com maior grau de pureza (menor teor de inclusões). Os parâmetros mais importantes são a forma, o tamanho (diâmetro médio), a distribuição e a fração volumétrica de inclusões. São essas características que determinam se as inclusões encontradas são mais, ou menos, nocivas às propriedades dos aços [4]. A fração volumétrica e o tamanho das inclusões são particularmente importantes [1, 4-6]. Quando as inclusões estão alinhadas geralmente seu efeito nas propriedades dos aços é mais nocivo do que  quando estão aleatoriamente dispersas [6]. O tamanho crítico das inclusões é geralmente definido como aquele acima do qual essas inclusões podem causar a falha dos produtos de aço. Este tamanho crítico é diferente de acordo com o tipo de propriedade analisada, podendo variar quando se analisa resistência á fadiga, soldabilidade, tenacidade à fratura, conformabilidade e resistência à corrosão. Também pode variar com a localização no material. Assim, o tamanho crítico de inclusões para a resistência à fadiga pode variar entre 10 micrometros na superfície do material e 30 micrometros numa região situada a cerca de 100 micrometros abaixo da superfície [4]. O tamanho das inclusões nos aços geralmente varia entre 0,1 e 100 micrometros [8].

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