HISTORIA DO FERRO
AULA 05Sistemas II O FerroHISTORIA DO FERROH indcios do uso de
ferro, seguramente procedente demeteoritos, quatro milnios a.C.,
pelossumrioseegpcios.Cada vez mais objetos de ferro, datados entre
o segundo e terceiro milnio antes de Cristo, foram encontrados
(estes se distinguem do ferro proveniente dos meteoritos pela
ausncia denquel) naMesopotmia, AnatliaeEgito. Entretanto, seu uso
provvel destinou-se a fins cerimoniais, por ter sido um metal muito
caro, mais do que oourona poca. Algumas fontes sugerem que o ferro
fosse obtido como subproduto da obteno docobre.Entre1600e1200 a.C.,
observou-se um aumento de seu uso noOriente Mdio, porm no como
substituto aobronze.2Entre os sculos XII e X antes de Cristo,
ocorreu uma rpida transio no Oriente Mdio na substituio das armas
de bronze para as de ferro.
Esta rpida transio talvez tenha ocorrido devido a uma escassez
deestanho, e devido a uma melhoria na tecnologia em trabalhar com o
ferro. Este perodo, que ocorreu em diferentes ocasies segundo o
lugar, denominou-seIdade do ferro, substituindo aIdade do bronze.
NaGrciainiciou-se em torno do ano1000 a.C., e no chegou Europa
ocidentalantes do sculo VII a.C..
A substituio do bronze pelo ferro foi paulatina, pois era difcil
produzir peas de ferro: localizar omineral, extra-lo, proceder a
sua fundio a temperaturas altas e depois forj-lo.NaEuropa central,
surgiu no sculo IX a.C. a "cultura de Hallstatt" substituindo a
"cultura dos campos de urnas", que se denominou "Primeira Idade do
Ferro", pois coincide com a introduo do uso deste metal.
Aproximando-se do ano450 a.C., ocorreu o desenvolvimento da
"cultura da Tne", tambm denominada "Segunda Idade do Ferro". O
ferro era usado em ferramentas, armas e jias, embora segue-se
encontrando objetos de bronze.3Junto com esta transio de bronze ao
ferro descobriu-se o processo de "carburao", que consiste em
adicionar carbono ao ferro. O ferro era obtido misturado com a
escria contendo carbono ou carbetos, e era forjado retirando-se a
escria eoxidandoo carbono, criando-se assim o produto j com uma
forma.
Este ferro continha uma quantidade de carbono muito baixa, no
sendo possvel endurec-lo com facilidade ao esfri-lo em gua.
Observou-se que se podia obter um produto muito mais resistente
aquecendo a pea de ferro forjado num leito decarvovegetal, para
ento submergi-lo na gua ouleo. O produto resultante, apresentando
uma camada superficial de ao era menos duro e mais frgil que o
bronze.4Na China por volta de 2000 AC descoberto um novo metal, o
ferro. Este no ocorre no estado nativo e pensa-se mesmo que as
primeiras formas de ferro a serem usadas pelo Homem Primitivo
provieram de meteoritos (o ferro encontrado possua quantidades
significativas de nquel, caracterstica do ferro meterico). Este
ferro era trabalhado de forma idntica ao ouro, prata e cobre, s que
tinha a particularidade de ser mais duro. O seu preo era elevado
devido sua raridade.
NaChina, o primeiro ferro utilizado tambm era proveniente dos
meteoritos. Foram encontrados objetos de ferro forjado no noroeste,
perto de Xinjiang, dosculo VIII a.C.. O procedimento utilizado no
era o mesmo que o usado no Oriente Mdio e naEuropa.5Nos ltimos anos
da Dinastia Zhou (550 a.C.), na China, se conseguiu obter um
produto resultante da fuso do ferro (ferro fundido). O mineral
encontrado ali apresentava um alto contedo defsforo, com o qual era
fundido em temperaturas menores que as aplicadas na Europa e outros
lugares. Todavia, durante muito tempo, at a Dinasta Qing (aos 221
a.C.), o processo teve uma grande repercusso.
O ferro fundido levou mais tempo para ser obtido na Europa, pois
no se conseguia a temperatura necessria. Algumas das primeiras
amostras foram encontradas naSucia, em Lapphyttan e Vinarhyttan,
de1150a1350d.C.6NaIdade Mdia, e at finais dosculo XIX, muitos pases
europeus empregavam como mtodo siderrgico a "farga catalana". Se
obtinha ferro e ao de baixo carbono empregando-se carvo vegetal e o
minrio de ferro. Este sistema j estava implantado nosculo XV,
conseguindo-se obter temperaturas de at 1200C. Este procedimento
foi substitudo pelo emprego dealtos fornos.
No princpio se usavacarvovegetal para a obteno de ferro como
fonte decalore comoagente redutor. Nosculo XVIII, naInglaterra, o
carvo vegetal comeou a escassear e tornar-se caro, iniciando-se a
utilizao docoque, umcombustvel fssil, como alternativa. Foi
utilizado pela primeira vez porAbraham Darby, no ncio dosculo
XVIII, construindo em Coalbrookdale um "alto forno".
Mesmo assim, o coque s foi empregado como fonte de energia
naRevoluo industrial. Neste perodo a demanda foi se tornando cada
vez maior devido a sua utilizao, como por exemplo, em estradas de
ferro.7
FERRO
Um dos elementos mais abundantes doUniverso; o ncleo daTerra
formado principalmente por ferro enquel(NiFe). Este ferro est em
uma temperatura muito acima datemperatura de Curiedo ferro, dessa
forma, o ncleo da Terra no ferromagntico.Estemetal de transio
encontrado nogrupo 8BdaClassificao Peridica dos Elementos.
o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre
(aproximadamente 5%) e, entre osmetais, somente oalumnio mais
abundante.O ferro tem sido historicamente importante, e um perodo
da histria recebeu o nome deIdade do ferro.8O ferro, atualmente,
utilizado extensivamente para a produo deao,liga metlicapara a
produo de ferramentas, mquinas, veculos de transporte (automveis,
navios, etc), como elemento estrutural de pontes, edificios, e uma
infinidade de outras aplicaes.
Ferro ometalmais usado, com 95% em peso da produo mundial de
metal. indispensvel devido ao seu baixo preo edureza, especialmente
empregado em automveis, barcos e componentes estruturais de
edifcios.
Oao aliga metlicade ferro mais conhecida, sendo este o seu uso
mais frequente. Osaossoligas metlicasde ferro com outros elementos,
tantometlicosquantono metlicos, que conferem propriedades distintas
ao material.
considerada ao uma liga metlica de ferro que contm menos de 2%
decarbono; se a percentagem maior recebe a denominao deferro
fundido.9Asligasfrreas apresentam uma grande variedade de
propriedades mecnicas dependendo da sua composio e do tratamento
que se tem aplicado.
Os aos so ligas metlicas de ferro ecarbonocom concentraes mximas
de 2,2% em peso de carbono, aproximadamente. O carbono o elemento
de ligao principal, porm os aos contm outros elementos. Dependendo
do seu contedo em carbono so classificados em:
Ao baixo em carbono. Contm menos de 0.25% de carbono em peso. No
so to duros nem tratveis termicamente, pormdcteis. So utilizados em
veculos, tubulaes, elementos estruturais e outros. Tambm existem os
aos de alta resistncia com baixa liga de carbono, entretanto, contm
outros elementos fazendo parte da composio, at uns 10% em peso;
apresentam uma maior resistncia mecnica e podem ser trabalhados
facilmente.10 Ao mdio em carbono. Entre 0,25% e 0,6% de carbono em
peso. Para melhorar suas propriedades so tratados termicamente. So
mais resistentes que os aos baixo em carbono, porm menos dcteis,
sendo empregados em peas de engenharia que requerem uma alta
resistncia mecnica e ao desgaste.
Ao alto em carbono. Entre 0,60% e 1,4% de carbono em peso. So os
mais resistentes, entretanto, os menos dcteis. Adicionam-se outros
elementos para que formem carbetos, por exemplo, formando ocarbeto
de tungstnio, WC, quando adicionado liga o wolfrmio . Estes
carbetos so mais duros, formando aos utilizados principalmente para
a fabricao de ferramentas.
11 Um dos inconvenientes do ferro que seoxidacom facilidade.
Existem uma srie de aos aos quais se adicionam outros elementos
ligantes, principalmente ocrmio, para que se tornem mais
resistentes corroso. So os chamadosaos inoxidveis.
Quando o contedo de carbono da liga superior a 2,1% em peso, a
liga metlica denominadaferro fundido. Estas ligas apresentam, em
geral, entre 3% e 4,5% de carbono em peso. Existem diversos tipos
de ferros fundidos: cinzento, esferoidal, branco e malevel.
Dependendo do tipo apresenta aplicaes diferentes: em motores,
vlvulas, engrenagens e outras.
Por outro lado, osxidosde ferro apresentam variadas aplicaes:
empinturas, obteno de ferro, e outras. Amagnetita(Fe3O4) e o xido
de ferro III (Fe2O3) tm aplicaes magnticas.1213
14
15
16
