O que significa carbono livre?
Na metalurgia, o carbono livre refere-se ao carbono elementar presente em um metal em um estado não combinado. O carbono livre afeta as propriedades físicas e químicas dos metais.
Na produção de aço, ferro-gusa e ferro fundido, o carbono livre é considerado uma impureza. Ele deve ser removido do ferro bruto e elementos de liga como manganês, níquel, cromo e vanádio são adicionados para produzir diferentes graus de aço.
Carbono livre também conhecido como excesso de carbono.
Industriapedia explica o carbono livre
O carbono livre é a parte do carbono total no aço ou ferro fundido que está presente na forma elementar como grafite ou carbono temperado. Nos aços, nenhum carbono está presente como carbono livre; está tudo dissolvido no ferro.
Como o carbono livre é uma grande impureza, o ferro-gusa torna-se quebradiço e duro. O ferro-gusa pode ser transformado em aço (com até cerca de 2% de carbono) ou ferro forjado (ferro comercialmente puro) por meio da oxidação de parte ou de todo o carbono, juntamente com outras impurezas. A dureza do aço depende do seu teor de carbono: quanto maior a porcentagem de carbono, maior a dureza e menor a maleabilidade. Independentemente do tratamento térmico, o maior teor de carbono reduz a soldabilidade. Nos aços carbono, o maior teor de carbono também reduz o ponto de fusão.
O ferro líquido ou sólido dissolve o carbono com bastante facilidade. A fundição resulta em uma liga que contém muito aço produzido com carbono. O carbono livre e outras impurezas são removidos em uma etapa subsequente. O sopro de oxigênio através do ferro-gusa fundido reduz o teor de carbono da liga e a transforma em aço.
No processo de fundição, ocorre uma reação química para que elementos indesejáveis como carbono livre e enxofre sejam separados do ferro. É importante ressaltar que a fundição libera oxigênio, o que reduz o carbono livre e outras impurezas. O ferro-gusa líquido é subsequentemente tratado em fornos de aciaria para remover carbono e impurezas por meio de oxidação preferencial.