Na siderurgia, o cobre é um elemento que deve ser cuidadosamente controlado. Embora o cobre em si seja um metal valioso com excelentes propriedades, o excesso de cobre no aço pode causar sérios problemas durante o processamento em altas temperaturas.
Em temperaturas elevadas, o ferro tende a oxidar preferencialmente, enquanto o cobre — com seu ponto de fusão relativamente baixo de 1083 °C — permanece inoxidável e se torna enriquecido abaixo da camada de óxido. Essa camada enriquecida com cobre pode formar ligas de baixo ponto de fusão ou segregar ao longo dos contornos de grão da austenita (fase γ) quando seu limite de solubilidade é excedido. Como resultado, o tarugo ou a placa laminada a quente podem apresentar fragilidade a quente ou fissuras superficiais, um fenômeno comumente conhecido como “fragilidade do cobre”. Isso reduz significativamente a trabalhabilidade a quente e o rendimento do aço.
No entanto, o cobre não é puramente prejudicial. Quando adicionado em quantidade controlada, pode aumentar notavelmente a resistência, a resistência à corrosão e a soldabilidade do aço. Por esse motivo, os aços que contêm cobre são amplamente utilizados em aços para construção naval, aços para vasos de pressão, aços para oleodutos, aços estruturais e aços resistentes às intempéries.
Em aços resistentes à corrosão, o teor de cobre é normalmente controlado entre 0,2% e 0,4%, melhorando efetivamente a resistência à corrosão atmosférica. A precipitação de partículas de ε-Cu proporciona reforço por precipitação e ajuda a impedir a propagação de trincas por fadiga, aumentando assim a resistência à fadiga.
Em aços de alta resistência para tubulações (grau X80 e superior), a norma API americana recomenda a adição de cobre para melhorar as propriedades mecânicas e anticorrosivas. Da mesma forma, aços inoxidáveis antibacterianos martensíticos e aços resistentes às intempéries frequentemente utilizam cobre como elemento de liga essencial.
Além da siderurgia, o cobre continua sendo um metal industrial essencial. Sua condutividade elétrica só perde para a prata, tornando-o indispensável na indústria elétrica. Sua excelente resistência à corrosão também o torna adequado para galvanoplastia e revestimento – por exemplo, uma fina camada de cobre é frequentemente aplicada sobre o aço antes do revestimento de cromo para melhorar a adesão e a proteção contra corrosão.
Em resumo, o cobre atua como uma faca de dois gumes na siderurgia. Quando devidamente controlado, pode fortalecer e proteger o aço; quando em excesso, pode causar fragilidade e rachaduras a quente. Portanto, manter um teor ideal de cobre no aço é crucial para garantir a qualidade do produto e a estabilidade da produção.
