Sachverhalt:
A. A.a K._, geboren 1965, ist Mutter von zwei Kindern (geboren 1998 und 2002). Sie leidet seit Geburt an einem perinatalen hirnorganischen Psychosyndrom mit verminderter intellektueller Leistungsfähigkeit. Nach Abschluss der Hilfsschule besuchte sie ein Jahr die Werkklasse. Anschliessend absolvierte sie eine Haushaltsausbildung (1981 - 1983) und eine Ausbildung zur Gärtnereigehilfin (1987 - 1989). Sie arbeitete dann rund eineinhalb Jahre in einer Gärtnerei. Es kam dort zu einer Überforderung und die Versicherte wechselte in die geschützten Werkstätten Stiftung X._, wo sie bis zur Geburt des ersten Kindes arbeitete.
A.b Die IV-Kommission des Kantons Aargau sprach K._ mit Verfügung vom 2. August 1983 ab dem 1. August 1983 eine halbe Invalidenrente zu. Aufgrund eines am 26. November 1984 eingereichten Revisionsgesuches sprach sie der Versicherten mit Verfügung vom 12. März 1985 rückwirkend ab 1. November 1984 eine ganze Rente zu. Der Anspruch wurde in den nachfolgenden Revisionsverfahren bestätigt. K._ steht seit dem 13. Mai 2008 unter Beistandschaft.
A.c Im Juni 2009 leitete die IV-Stelle des Kantons Aargau erneut eine Überprüfung der Invalidenrente ein. Sie untersuchte die medizinischen und wirtschaftlichen Verhältnisse und führte am 23. März 2010 eine Abklärung im Haushalt durch (Bericht vom 30. März 2010). Bei der MEDAS gab sie ein psychiatrisch-neuropsychologisch-internistisches Gutachten (vom 21. Februar 2011) in Auftrag. Die Experten führten aus, K._ sei in der freien Marktwirtschaft höchstens zu 20 % mit einer Leistungsminderung von 40 % arbeitsfähig. Sie sei einem Arbeitsumfeld oder Arbeitgeber nur begrenzt zumutbar. Bei einer ausserhäuslichen Tätigkeit benötige sie die Supervision durch Vorgesetzte. Eine Tätigkeit im geschützten Rahmen sei K._ während vier bis acht Stunden täglich mit einer Leistungsminderung von 40 % zumutbar. Nach Durchführung des Vorbescheidverfahrens verfügte die IV-Stelle am 18. Mai 2011 die Herabsetzung des Anspruchs auf eine Viertelsrente ab 1. Juli 2011.
B. Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Versicherungsgericht des Kantons Aargau mit Entscheid vom 17. April 2012 ab.
C. K._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen; sie beantragt Aufhebung des angefochtenen Entscheides; die IV-Stelle sei zu verpflichten, ihr ab 1. Juli 2011 eine halbe Invalidenrente zuzusprechen; ferner ersucht sie um unentgeltliche Rechtspflege.
Während Vorinstanz und Bundesamt für Sozialversicherungen auf Vernehmlassung verzichten, beantragt die IV-Stelle Abweisung der Beschwerde.
Erwägungen:
1. 1.1 Der Beurteilung von Beschwerden in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (Art. 82 ff. BGG) liegt der Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Diesen kann das Bundesgericht von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn er offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 105 Abs. 2 BGG; vgl. auch Art. 97 Abs. 1 BGG). Zu den Rechtsverletzungen im Sinne von Art. 95 lit. a BGG gehören auch die unvollständige Feststellung der rechtserheblichen Tatsachen und die Verletzung des Untersuchungsgrundsatzes als einer wesentlichen Verfahrensvorschrift (Urteil 9C_53/2008 vom 18. Februar 2009 E. 1.3 mit Hinweisen).
1.2 Die vorinstanzlichen Feststellungen zum Gesundheitszustand, d.h. die Befunderhebung, die gestützt darauf gestellte Diagnose und die ärztliche Stellungnahme zum noch vorhandenen Leistungsvermögen oder (bei psychischen Gesundheitsschäden) zur Verfügbarkeit von Ressourcen der versicherten Person sowie die aufgrund der medizinischen Untersuchungen gerichtlich konstatierte Arbeits(un)fähigkeit betreffen Tatfragen (BGE 132 V 393 E. 3.2 S. 398), welche sich nach der in E. 1.1 dargelegten Regelung der Kognition einer Überprüfung durch das Bundesgericht weitgehend entziehen und die es seiner Urteilsfindung zugrunde zu legen hat. Gleiches gilt für die Frage, ob sich eine Arbeits(un)fähigkeit in einem bestimmten Zeitraum in einem revisionsrechtlich relevanten Sinne verändert hat (vgl. Urteil I 865/06 vom 12. Oktober 2007 E. 4). Die konkrete Beweiswürdigung stellt ebenfalls eine Tatfrage dar (BGE 132 V 393 E. 3.3 S. 399; Urteil 8C_740/2010 vom 29. September 2011 E. 2.2).
1.3 Dagegen ist die Beachtung des Untersuchungsgrundsatzes und der Beweiswürdigungsregeln nach Art. 61 lit. c ATSG Rechtsfrage (132 V 393 E. 3.2 und 4 S. 397 ff.; erwähntes Urteil I 865/06 E. 4 mit Hinweisen), die das Bundesgericht im Rahmen der den Parteien obliegenden Begründungs- bzw. Rügepflicht (Art. 42 Abs. 2 BGG und Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 133 II 249 E. 1.4.1 und 1.4.2 S. 254) frei überprüfen kann (Art. 106 Abs. 1 BGG). Soweit die Zumutbarkeit von Arbeitsleistungen basierend auf der allgemeinen Lebenserfahrung beurteilt wird, geht es ebenfalls um eine Rechtsfrage (BGE 132 V 393 E. 3.2 S. 398).
2. Streitig und zu prüfen ist der Anspruch auf eine Invalidenrente. Die zur Beurteilung massgebenden gesetzlichen Bestimmungen und die von der Rechtsprechung formulierten Grundsätze dazu sind im vorinstanzlichen Entscheid zutreffend dargelegt. Dies gilt insbesondere auch für die Festsetzung des Invaliditätsgrades nach der Einkommensvergleichsmethode (Art. 16 ATSG, Art. 28a Abs. 1 IVG) und der gemischten Methode (Art. 28a Abs. 2 und 3 IVG; BGE 130 V 393 E. 3.3 S. 395 f., s.a. BGE 134 V 9) sowie die Ausführungen zum Beweiswert von medizinischen Berichten und Gutachten (BGE 125 V 351 E. 3 S. 352 ff.).
3. Ändert sich der Invaliditätsgrad einer Rentenbezügerin erheblich, so wird die Rente von Amtes wegen oder auf Gesuch hin für die Zukunft entsprechend erhöht, herabgesetzt oder aufgehoben (Art. 17 Abs. 1 ATSG). Anlass zur Rentenrevision gibt jede wesentliche Änderung in den tatsächlichen Verhältnissen seit Zusprechung der Rente, die geeignet ist, den Invaliditätsgrad und damit den Anspruch zu beeinflussen. Insbesondere ist die Rente bei einer wesentlichen Änderung des Gesundheitszustandes oder der erwerblichen Auswirkungen des an sich gleich gebliebenen Gesundheitszustandes revidierbar (BGE 134 V 131 E. 3 S. 132).
4. Laut der angefochtenen Verfügung vom 18. Mai 2011 ersetzt diese die Verfügung vom 13. August 2002 und berücksichtigt die neuen Verhältnisse. Gemeint ist damit, dass nach der Geburt der beiden Kinder (1998 und 2002) ein Statuswechsel der Versicherten erfolgt sei und diesem (laut Begründung der Verfügung) offensichtlich zu Unrecht nicht schon früher durch einen Wechsel der Bemessungsmethode Rechnung getragen wurde. Hierzu hält die IV-Stelle jedoch fest, dass die Beschwerdeführerin damals ihrer Meldepflicht nachgekommen war. Die seit 1997 verheiratete und inzwischen gerichtlich getrennt lebende Beschwerdeführerin räumt beschwerdeweise ein, dass die zwei schulpflichtigen Kinder bei ihr wohnen und sie vorerst ohne gesundheitliche Einschränkung nicht einer 80%igen, sondern einer 50%igen Erwerbstätigkeit nachgehen würde. Ebenso anerkennt sie das von der Vorinstanz im Einkommensvergleich dafür berücksichtigte hypothetische Valideneinkommen von Fr. 37'500.-.
5. Gerügt ist die im Rahmen des Einkommensvergleichs erfolgte Bestimmung des hypothetischen Invalideneinkommens. In der Verfügung ist ein solches von Fr. 6'309.- vorgesehen, die Vorinstanz setzte es auf Fr. 6'000.- fest.
5.1 Die Beschwerdeführerin macht geltend, die Vorinstanz habe das MEDAS-Gutachten vom 21. Februar 2011 als umfassend und voll beweiswertig qualifiziert. Nach der Einschätzung der Experten sei ihr nur eine Tätigkeit in einem geschützten Rahmen zumutbar und selbst dann mit einer Leistungsminderung von 40 % zu rechnen. Darum hält die Versicherte fest, es dürfe nicht auf eine im Arbeitsmarkt verwertbare Arbeitsleistung geschlossen werden. Bei einer nach dem Gutachten zumutbaren ausserhäuslichen Tätigkeit von wöchentlich zweimal vier Stunden und einer Leistungseinbusse von 40 % bestehe (auch in geschütztem Rahmen) effektiv eine Arbeitsfähigkeit von 12 %. Eine solche Resterwerbsfähigkeit sei offensichtlich nicht verwertbar. Im ausserhäuslichen Bereich betrage der Invaliditätsgrad somit 100 %.
5.2 Der Einwand gegen die Festsetzung eines hypothetischen Invalideneinkommens ist begründet. Das trotz der gesundheitlichen Beeinträchtigung zumutbarerweise erzielbare Einkommen ist bezogen auf einen ausgeglichenen Arbeitsmarkt zu ermitteln. Dabei sind an die Konkretisierung von Arbeitsgelegenheiten und Verdienstaussichten keine übermässigen Anforderungen zu stellen (im Einzelnen: Urteil 9C_830/2007 vom 29. Juli 2008 E. 5.1 mit Hinweisen, publiziert in: SVR 2008 IV Nr. 62 S. 203). Persönliche und berufliche Gegebenheiten können dazu führen, dass die einer versicherten Person verbliebene Resterwerbsfähigkeit auf dem ausgeglichenen Arbeitsmarkt realistischerweise nicht mehr nachgefragt wird und ihr deren Verwertung auch gestützt auf die Selbsteingliederungspflicht nicht mehr zumutbar ist. Fehlt es an einer wirtschaftlich verwertbaren Resterwerbsfähigkeit, liegt eine vollständige Erwerbsunfähigkeit vor (Urteil I 831/05 vom 21. August 2006 E. 4.1.1 mit Hinweisen). Die Möglichkeit der Versicherten, das verbliebene Leistungsvermögen auf dem ausgeglichenen Arbeitsmarkt zu verwerten, lässt sich nicht nach einer allgemeinen Regel bemessen, sondern hängt von den Umständen des Einzelfalls ab. Massgebend können die Art und Beschaffenheit des Gesundheitsschadens und seiner Folgen, der absehbare Umstellungs- und Einarbeitungsaufwand und in diesem Zusammenhang auch die Persönlichkeitsstruktur, vorhandene Begabungen und Fertigkeiten, Ausbildung, beruflicher Werdegang oder Anwendbarkeit von Berufserfahrung aus dem angestammten Bereich sein (vgl. Urteil 9C_153/2011 vom 22. März 2012 E. 3 mit Hinweisen).
5.3 Der Beschwerdeführerin ist darin beizupflichten, dass sie bei ihrem Anforderungs- und Belastungsprofil und mit einer durch die 40%ige Leistungsminderung zusätzlich begrenzten Arbeitsfähigkeit von lediglich 20 % nach der allgemeinen Lebenserfahrung (vorne E. 1.3) in einem Masse eingeschränkt ist, dass von einer wirtschaftlich verwertbaren Resterwerbsfähigkeit nicht mehr gesprochen werden kann. Im Moment der Rentenreduktion auf den 1. Juli 2011 war die Beschwerdeführerin denn auch bereits dreizehn Jahre aus dem Arbeitsleben ausgeschieden (seit der Geburt der Tochter 1998) und bezog schon bald siebenundzwanzig Jahre eine ganze Invalidenrente (seit dem 1. November 1984). Nach dem MEDAS-Gutachten, welches sämtliche zum Beweiswert gestellten Anforderungen erfüllt (vorne E. 2), ist sie aufgrund der cerebralen Einschränkung in der freien Marktwirtschaft als nicht arbeitsfähig anzusehen. Die vorinstanzliche Einschätzung, bei einer vollzeitlichen Erwerbstätigkeit könnte die Beschwerdeführerin mit überwiegender Wahrscheinlichkeit monatlich rund Fr. 1'000.- verdienen, ist nicht realistisch. Da es an einer wirtschaftlich verwertbaren Resterwerbsfähigkeit fehlt, liegt eine vollständige Erwerbsunfähigkeit vor (vorne E. 5.2). Unter Berücksichtigung der unumstrittenen Einschränkung von 8 % im Haushalt resultiert bei einem Anteil von je 50 % Erwerbstätigkeit und Haushaltsarbeit nach der gemischten Berechnungsmethode ein Gesamtinvaliditätsgrad von 54 %. Die Beschwerdeführerin hat ab 1. Juli 2011 (Art. 88bis Abs. 2 lit. a IVV), wie beantragt, Anspruch auf eine halbe Invalidenrente (Art. 28 Abs. 2 IVG).
6. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend sind die Gerichtskosten der Beschwerdegegnerin aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Sie hat der Beschwerdeführerin überdies eine Parteientschädigung zu bezahlen (Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird gutgeheissen. Der Entscheid des Versicherungsgerichts des Kantons Aargau vom 17. April 2012 und die Verfügung der IV-Stelle des Kantons Aargau vom 18. Mai 2011 werden aufgehoben. Es wird festgestellt, dass die Beschwerdeführerin ab 1. Juli 2011 Anspruch auf eine halbe Invalidenrente hat.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden der Beschwerdegegnerin auferlegt.
3. Die Beschwerdegegnerin hat die Beschwerdeführerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2'800.- zu entschädigen.
4. Die Sache wird zur Neuverlegung der Kosten und der Parteientschädigung des vorangegangenen Verfahrens an das Versicherungsgericht des Kantons Aargau zurückgewiesen.
5. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Versicherungsgericht des Kantons Aargau und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 16. November 2012
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Meyer
Der Gerichtsschreiber: Schmutz