Fontes de oxigênio
Durante o processo de fabricação do aço, o aço fundido contém uma certa quantidade de oxigênio. O oxigênio é fornecido intencionalmente durante a produção para facilitar a oxidação e a remoção de impurezas como fósforo (P), enxofre (S), silício (Si) e carbono (C). Apesar das variações nos processos de fabricação do aço, a relação entre carbono (C) e oxigênio (O) na poça de aço fundido segue um padrão consistente: à medida que o teor de carbono diminui gradualmente, o teor de oxigênio aumenta correspondentemente, mantendo um equilíbrio equilibrado.
Formas de oxigênio
O oxigênio existe tanto no estado livre quanto no combinado no aço. Geralmente, o estado livre é mínimo, enquanto o estado combinado inclui principalmente compostos como Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO, inclusões de óxidos metálicos, silicatos, aluminatos, oxissulfetos e inclusões não metálicas semelhantes.
Efeitos do oxigênio
Assim como o hidrogênio, o oxigênio impacta negativamente as propriedades mecânicas do aço. Sua influência não é determinada apenas por sua concentração, mas também pela quantidade, tipo e distribuição de inclusões contendo oxigênio. Essas inclusões consistem em óxidos metálicos, silicatos, aluminatos, oxissulfetos e compostos semelhantes.
A desoxidação é essencial durante a fabricação do aço porque, durante a solidificação, o oxigênio no aço fundido reage com o carbono para formar monóxido de carbono (CO), o que pode levar à porosidade do gás. Além disso, durante o resfriamento, o oxigênio pode precipitar como FeO, MnO e outras inclusões oxidadas, diminuindo a trabalhabilidade térmica e a frio, a ductilidade, a tenacidade, a resistência à fadiga e as propriedades mecânicas gerais do aço.
Além disso, a presença de oxigênio, nitrogênio e carbono pode causar envelhecimento — um aumento espontâneo da dureza à temperatura ambiente. No caso do ferro fundido, os óxidos formados durante a solidificação podem reagir com o carbono, resultando em porosidade e fragilização do produto final.
