Aço torcido fica mais forte e mais resistente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/05/2014

Todo o segredo para fazer um aço duro e resistente está na organização de seus grânulos.
[Imagem: Gao Lab/Brown University]

Resistência e ductilidade

A imagem do ferreiro é tradicional: ele coloca o aço na fornalha e, a seguir, martela-o seguidamente para fabricar as peças mais resistentes.

Por mais que o processo industrial possa ter ganho em tecnologia e escala, ele não se distancia muito desse quadro: tudo consiste em forçar os grânulos do aço a se tornarem menores e se "encaixarem" melhor uns nos outros.

Assim, não deixa de ser surpreendente que uma equipe de engenheiros tenha descoberto que é possível fazer um aço ainda melhor.

Yujie Wei e seus colegas da China e EUA descobriram uma forma de tornar o aço mais forte sem comprometer sua ductilidade.

Resistência e ductilidade são ambas propriedades cruciais do aço, especialmente em materiais utilizados em aplicações estruturais - a resistência é uma medida de quanta força é necessária para fazer com que um material se dobre ou deforme, e a ductilidade é uma medida de quanto um material pode se distender sem quebrar.

Um material que não tenha resistência tende à fadiga, quebrando-se lentamente ao longo do tempo. Um material com baixa ductilidade pode quebrar-se repentinamente, causando um falha súbita e catastrófica.

O aço é um dos raros materiais que é simultaneamente forte e dúctil - o problema é que as técnicas para fazer aços mais fortes tendem a sacrificar a ductilidade, e vice-versa.

A superfície do cilindro de aço torna-se mais resistente às fraturas, enquanto o interior retém a ductilidade original.
[Imagem: Gao Lab/Brown University]

Têmpera por torção

Yujie Wei pensou além das tradicionais marteladas, e decidiu deformar o aço em seu processo final de fabricação torcendo-o.

Como o movimento de torção deforma a parte externa do metal mais do que a parte interna ocorre uma deformação apenas superficial - imagine os corredores em uma pista: aqueles que ficam nas faixas interiores têm que percorrer uma distância menor.

O resultado é um cilindro de aço com o melhor de dois mundos: a superfície se torna mais resistente às fraturas, porque foi mais trabalhada, enquanto o interior retém a ductilidade original, permitindo que o material dobre-se sem fraturar.

O processo foi feito em laboratório, usando cilindros de alguns centímetros de diâmetro, mas os pesquisadores afirmam que nada indica que o processo não possa ser escalonado para cilindros maiores - só a força para torcê-los é que terá que aumentar proporcionalmente.

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