Aço de Baixo Carbono: Características e Para que Serve

O aço de baixo carbono é o aço carbono com teor de carbono de até cerca de 0,30% em massa. É o material da maior parte dos tubos de aço carbono usados em serralheria, estrutura e condução de fluidos. O pouco carbono deixa o metal dúctil, tenaz e fácil de soldar, com custo acessível.

Quem especifica tubo costuma chegar a esse tema com duas dúvidas: se o material serve para o projeto e por que o tubo do fornecedor se comporta como se comporta. A resposta está no carbono. Ele explica por que o tubo dobra sem trincar e solda sem complicação, e também por que enferruja sem proteção e não serve para desgaste severo. O texto segue do teor de carbono até o tipo de tubo que cada propriedade justifica.

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O que é o aço de baixo carbono e o que o teor de carbono muda

O aço de baixo carbono é uma liga de ferro com até cerca de 0,30% de carbono. Esse teor define o comportamento do metal, que ganha ductilidade e soldabilidade e cede em dureza.

O carbono endurece o aço e reduz sua capacidade de deformar antes de romper. Com pouco carbono, o metal cede e se dobra. Com muito, resiste mais e trinca com facilidade. Ao lado do ferro e do carbono, esses aços trazem manganês, sem elementos de liga adicionados de propósito.

Por isso os aços dessa faixa são escolhidos pelo que fazem bem na fabricação, que é dobrar, cortar e soldar, e não pela dureza. Também não respondem à têmpera de forma relevante.

Como ler o teor de carbono: sistema SAE/AISI 10XX

Nos aços-carbono simples da série SAE/AISI 10XX, os dois últimos dígitos indicam o teor médio de carbono em centésimos de por cento. O aço 1023 tem cerca de 0,23% de carbono e o 1020, cerca de 0,20%. No Brasil, a ABNT NBR NM 87 trata da designação e da composição química dos aços-carbono e ligados para construção mecânica, e substituiu a NBR 6006.

As três classes do aço carbono (baixo, médio e alto) estão explicadas no guia de aço carbono da Tubonasa; esta página trata só da faixa até 0,30% e do que ela muda no tubo.

Um alerta ao comprador: a classe não garante a composição de um item. O teor exato do tubo depende do grau e da norma, e os valores mecânicos seguem a mesma regra. Para esses dados, consulte a equipe da Tubonasa.

Características do aço de baixo carbono na prática: solda, dobra e corrosão

Na oficina, o aço de baixo carbono se destaca por soldar sem complicação, dobrar sem trincar e cortar com facilidade. Os limites aparecem em dureza, desgaste e corrosão, e cada um tem uma causa conhecida.

Soldabilidade, ductilidade e tenacidade

A solda aquece o metal ao redor do cordão, e o carbono aumenta a dureza dessa região quando ela esfria. Com pouco carbono, a zona aquecida fica menos frágil. O risco de trincas cai e o trabalho fica mais simples do que nas outras duas classes.

Ductilidade é a capacidade de deformar sem romper. Tenacidade é a de absorver impacto sem fraturar. As duas explicam por que o tubo aceita dobra, curvamento e calandragem de corrimão sem trincar. A usinabilidade é razoável, suficiente para furo e acabamento de peça de serralheria.

O que o aço de baixo carbono não faz: dureza, desgaste e ferrugem

Menos carbono significa menos dureza. Peças sob abrasão severa pedem outro material, com mais carbono ou com liga, e não o tubo de baixo carbono.

O aço carbono enferruja quando exposto a umidade e oxigênio. A ferrugem pode aparecer em semanas em ambiente externo úmido ou salino, e levar anos em ambiente interno seco. O que decide é o ambiente e o acabamento.

A proteção mais comum é uma camada de zinco ou de tinta. A tabela reúne as camadas de proteção mais usadas no mercado; no catálogo da Tubonasa o acabamento é preto ou galvanizado.

O zinco protege de duas formas. A camada faz barreira contra a umidade e, se for riscada, o zinco se sacrifica no lugar do aço, efeito chamado de proteção catódica. A galvanização a quente pode durar décadas em uso externo, dependendo do ambiente.

Qual tubo de aço de baixo carbono usar em cada aplicação

O aço de baixo carbono serve para o que precisa ser cortado, dobrado e soldado sem tratamento térmico: serralheria, estruturas leves e condução de fluidos em baixa pressão. O tubo certo depende da aplicação, do grau e da espessura.

Na serralheria, o tubo quadrado e o retangular viram portões, grades, corrimãos e estruturas de móveis. Esse tubo é conhecido no mercado como metalon. Metalon é o nome popular do tubo de aço carbono de seção quadrada ou retangular. Não é um material diferente do aço: é o próprio aço carbono conformado em tubo. A resistência vem do grau do aço e da espessura da parede, não do nome.

Em estruturas metálicas leves e steel frame, o tubo estrutural segue a NBR 6591 e a NBR 8261, e o dimensionamento cabe ao projetista. Na condução em baixa pressão, entra o tubo redondo com costura, com a NBR 5580 para bitolas de 1/4" a 6". Máquinas e implementos agrícolas usam tubo em estruturas e chassis, com grau e espessura definidos pelo projeto.

Para serviço severo, com pressão e temperatura altas, a norma do projeto pode exigir tubo sem costura.

O tubo redondo industrial com costura da Tubonasa vai de Ø 12,7 mm (1/2") a Ø 219,1 mm (8 5/8") de diâmetro externo, em barra de 6 m, preto ou galvanizado, eletrolítico ou a fogo. Na linha de condução, a NBR 5580 cobre de 1/4" a 6" e, no catálogo, a série Schedule (NBR 5590) vai de 1/4" a 30".

A bitola por aplicação é ordem de grandeza, nunca regra fixa. Um portão pesado ou de correr pede mais do que um portão leve, e o vão e a carga mudam a conta. Informe a aplicação à equipe antes de fechar a medida.

Peso da barra: como calcular com a fórmula do catálogo

O peso por metro sai das fórmulas do catálogo, com A e B como lados, D como diâmetro e e como espessura de parede, tudo em milímetros. A densidade do aço já está embutida na constante 0,02466.

• Quadrado: P = [(A × 1,27) − e] × e × 0,02466, em kg/m.
• Retangular: P = [((A + B) / 2 × 1,27) − e] × e × 0,02466, em kg/m.
• Redondo: P = (D − e) × e × 0,02466, em kg/m.

Os três exemplos abaixo mostram a conta. Servem para ilustrar o cálculo e não indicam item em estoque.

A tolerância de massa é de ±12,5%. O peso real segue a tabela do catálogo.

Erros comuns na escolha e na compra

• Achar que baixo carbono significa fraco. A resistência do tubo vem do grau do aço e da espessura da parede.
• Deixar tubo de aço carbono sem proteção em área externa úmida ou salina.
• Escolher bitola por regra de bolso, como "portão é 40 × 40", sem olhar vão, peso da folha e tipo de portão.
• Calcular o peso com fórmula genérica, que não bate com a tabela do catálogo.
• Tomar o teor de carbono da classe como composição garantida de um item.
• Pedir por metro quadrado, que é unidade de chapa. O tubo é vendido por metro linear (barra de 6 m) ou por kg.

Walter Gongora Junior — CEO da Tubonasa, distribuidora de tubos de aço carbono com mais de 45 anos de mercado.

Perguntas frequentes

Um tubo redondo de 50 mm pesa o mesmo que o quadrado 50x50?

Não. Com parede de 2,00 mm, o quadrado 50x50 pesa 3,03 kg/m, ou 18,2 kg por barra de 6 m. Um redondo de 50 mm de diâmetro, com a mesma parede, pesa (50 - 2,00) × 2,00 × 0,02466 = 2,37 kg/m, ou 14,2 kg por barra. É exemplo de cálculo, sem indicar item em estoque.

O tubo galvanizado ainda é de aço de baixo carbono?

A galvanização não troca o aço. O tubo galvanizado é o mesmo aço carbono com uma camada de zinco por cima, de 45 a 85 µm na galvanização a quente e de 5 a 25 µm na eletrolítica. O zinco muda a proteção contra a corrosão, e o teor de carbono segue dependendo do grau e da norma.

Dobrar a espessura da parede dobra o peso do tubo?

Quase. No quadrado 50x50, a parede de 4,00 mm pesa 5,87 kg/m contra 3,03 kg/m da de 2,00 mm, cerca de 94% a mais. O peso não é proporcional à parede, porque a fórmula subtrai a espessura do lado antes de multiplicar por ela: (63,5 - 4,00) × 4,00 × 0,02466 = 5,87 kg/m.

Preciso galvanizar o tubo para uso interno?

Depende do ambiente. Em ambiente interno seco, a ferrugem pode levar anos para aparecer, enquanto em local úmido ou salino ela começa em semanas. A galvanização (eletrolítica ou a fogo) é o acabamento disponível no catálogo; a pintura é feita pelo cliente sobre o tubo preto. Descreva o local de instalação à equipe para definir o acabamento.

A Tubonasa vende pouca quantidade e entrega fora de São Paulo?

Vende pedidos pequenos, inclusive os que fabricantes costumam recusar, e também grandes volumes. Entre em contato com o vendedor e veja como funciona o nosso frete grátis. A equipe informa prazo e condições no orçamento.

Quanto custa o tubo de aço carbono?

O preço oscila com a cotação da bobina de aço, por isso não existe valor fixo. O tubo é vendido por metro linear (barra de 6 m) ou por kg. Envie as medidas e a quantidade pelo WhatsApp e receba o preço do dia da equipe da Tubonasa.

Vai comprar tubo de aço carbono? Informe aplicação, medidas e quantidade pelo WhatsApp e receba a cotação do dia, ou peça um orçamento pelo site. A Tubonasa tem mais de 45 anos de mercado, atende do pedido pequeno à carga fechada e tem pronta-entrega em São Paulo para a maior parte do catálogo. Entre em contato com o vendedor e veja como funciona o nosso frete grátis.