TECNOLOGIA DOS MATERIAIS C.H: 50h - …onnzeengenharia.com.br/...20Complementar_20Tecnologia_20Materiais.pdf• PROCESSO SIDERURGICOS ... baixo de produção e as múltiplas propriedades

TECNOLOGIA DOS

MATERIAIS

C.H: 50h

Janeiro 2013 Somente para uso interno.

Objetivo:

Identificar as formas,

dimensões e aplicabilidade dos

principais materiais utilizados

na mecânicaSomente para uso interno.

• TOPICOS DO CURSO

• MATERIAIS METALICOS

• MATERIAIS NÃO METALICOS

• PROCESSO SIDERURGICOS

• FORMA DE APRESENTAÇÃO

Somente para uso interno.




FILME 01


Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/Siderurgia Gerdau/introducao.wmv

Introdução:


ORIGEM

Os metais provêm dos depósitos naturais de

minérios na crosta terrestre;

A maioria dos minérios é contaminada com

impurezas que devem ser removidas durante seu

processamento;

O metal extraído do minério purificado é conhecido

como metal primário ou metal virgem.


CONCEITOS BÁSICOS

O ferro (aço) é o metal mais utilizado pelo

homem;

A abundância do material, o custo relativamente

baixo de produção e as múltiplas propriedades

físico-químicas que podem ser obtidas com a

adição de outros elementos de liga são fatores

que dão ao metal uma extensa variedade de

aplicações.


Classificação dos Materiais

MATERIAIS

METALICOS

FERROSOS

AÇO FºFº

NÃO FERROSOS

PESADOS LEVE

NÃO METALICOS

SINTETICOS

PLÁSTICOS CERÂMICOS

NATURAIS

MADEIRA

COURO

DEFINIÇÕES

• Ferrosos - São aqueles compostos por elementos cujos átomos

perdem elétrons com facilidade, a fim de formar uma ligação metálica

e ter uma alta condutibilidade elétrica e térmica.

** AÇO – É uma liga ferro-carbono contendo geralmente0,008%

até aproximadamente 2,0% de carbono, além de certos

elementos residuais, resultante dos processos de fabricação

** FERRO FUNDIDO (FºFº) – É uma liga ferro-carbono-silício, de teores

de carbono acima de 2%, em quantidade superior à que pode ser retida

em solução sólida na austenita, de moda a resultar carbono

parcialmente livre, na forma de veios ou lamelas de grafita


• NÃO FERROSOS - São aqueles compostos por elementos

cujos átomos NÃO perdem elétrons com facilidade, a fim de

formar uma ligação metálica e ter uma alta condutibilidade

elétrica e térmica.

** Metais Pesados onde p > 5kg/dm3 (Cobre, Zinco, Estanho e

outros)

** Metais Leves onde p < 5kg/dm3 (Alumínio, Manganês,

Titâneo e outros)



Materiais Plásticos – São aqueles compostos por

elementos não metálicos que compartilham elétrons

formando os materiais orgânicos.

Materiais Cerâmicos – São aqueles compostos por

materiais metálicos e não metálicos e apresentam

ligações químicas compatíveis.

O origem dos materiais metálicos ......

• A produção dos aços e dos ferros fundidos pode ser

definida segundo dois padrões mundiais, cujas

estruturas diferem significativamente.

Tem-se, portanto, dois modelos de usinas siderúrgicas:

• Usinas integradas

• Usinas mini-mills



USINAS INTEGRADAS

As usinas integradas abrangem todas as etapas necessárias para, a

partir das matérias-primas, produzir-se ferro e aço. O processo

clássico e mais usado para a redução do minério de ferro utiliza o

equipamento denominado alto forno, cujo produto consiste numa liga

ferro-carbono de alto teor de carbono, denominado ferro gusa, o qual,

ainda no estado líquido, e encaminhado a aciaria, onde, em fornos

adequados, e transformado em aço. Este é vazado na forma de

lingotes, os quais, por sua vez, são submetidos à transformação

mecânica, por intermédio de laminadores, resultando blocos, tarugos

e placas. Estes, finalmente, ainda por intermédio de laminadores,

são transformados em formas estruturais com perfis em ”T”, ”I”,

cantoneiras, trilhos, chapas, tarugos, etc.


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação


http://www.vsiderurgia.com.br/SiteCollectionImages/SiteSiderurgia/swf/visitaAcosPlanos.swf


Operações Siderúrgicas

Filme 02

Filme 03

Material de Consulta/Filme 1.wmv

Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/FILMES CST REDUÇÃO/CST - 02 AltosFornos.mpg


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

LAMINAÇÃO


MATÉRIA-PRIMAAs matérias-primas básicas da usinas integradas são:

Minério de ferro;

Carvão;

Calcário.


Minério de ferro

O minério de ferro constitui a matéria-prima essencial para a

manufatura dos processos siderúrgicos.

Os minerais que contém ferro em quantidade apreciável são os

óxidos, carbonatos, sulfetos e silicatos. Os primeiros são os mais

importantes sob a ótica dos processos siderúrgicos. Os principais

óxidos encontrados na natureza são:

• Magnetita (óxido ferroso-férrico) de fórmula Fe3O4 , contendo

72,4% Fe.

• Hematita (óxido férrico), de fórmula Fe3O3 , contendo 69,9% Fe

• Limonita (óxido hidratado de ferro), de formula 2Fe2O3 3H2O,

contendo, em média, 48,3% Fe.

5mm<Sinter<50mm5mm<Pelotas<18mm 6mm< Minério <40mm

granulado

Em detalhe


A magnetita é encontrada principalmente na Suécia, ao passo que a

hematita é o minério mais comum, sendo encontrado, entre outros

países, na França, EUA, Rússia, Índia, Austrália, Canadá e Brasil.

O minério de ferro antes de ser inserido no alto-forno sofre um

processo de beneficiamento, com o objetivo de alterar seus

característicos físicos ou químicos e torná-los mais adequados para

a utilização nos alto-fornos. Essas operações são, geralmente:

• Britamento,

• Peneiramento,

• Mistura,

• Moagem,

• Classificação

• Aglomeração


Aglomeração

Os processos de aglomeração visam melhorar a permeabilidade da carga do

alto-forno, reduzir o consumo de carvão e acelerar o processo de redução.

Dentre o processos de aglomeração os mais importantes são: sinterização e

pelotização.


Carvão

O carvão, utilizado nos alto-fornos, pode ser tanto de origem mineral quanto de

origem vegetal.

Têm várias funções dentro do processo que são:

• atuar como combustível gerando calor para as reações.

• atuar como redutor do minério, que é basicamente constituído de óxidos de

ferro

• atuar como fornecedor de carbono, que é o principal elemento de liga dos

produtos siderúrgicos

Da mesma forma que o minério, o carvão também sofre um pré-processamento

antes de ser introduzido no alto-forno. Esta operação consiste no processo de

coqueificação, que por sua vez consiste no aquecimento a altas temperaturas,

geralmente em câmaras hermeticamente fechadas, portanto com ausência total

de ar, exceto na saída dos produtos voláteis, do carvão mineral


Filme 04

Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/QUALIFICAÇÃO 2/COQUERIA/DPC Tecnologia em Carvão Vegetal Novo Sistema de Carbonização.mp4


Calcário

O calcário atua como fundente, ou seja, reage, pela sua natureza básica, com

substâncias estranhas ou impurezas contidas no minério e no carvão

(geralmente de natureza ácida) diminuindo seu ponto de fusão e formando a

escória, subproduto, por assim dizer, do processo clássico do alto-forno.


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação


FILME 05

Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/Sinterização.mpg

Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/Sinterização.mpg


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação


O coque (CARVÃO) é o produto sólido da

destilação de uma mistura de carvões realizada a

em torno de 1100oC em fornos chamados

coquerias.

A destilação dá origem aos produtos carbo-

químicos (gases, vapores condensáveis, benzol,

alcatrão, etc) que são comercializados pelas

siderúrgicas. O gás de coqueria eúm importante

insumo para a própria usina.

O processo de coqueificação consiste no

aquecimento do carvão mineral na ausência da ar.


O Papel do Coque no Alto Forno

Filme 06


Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/QUALIFICAÇÃO 2/COQUERIA/CST Coqueria.mp4


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação

A matéria prima requer de 6 a 8 horas para alcançar o fundo do forno

(cadinho) na forma do produto final de metal fundido (gusa) e escória

líquida (mistura de óxidos não reduzidos). Estes produtos líquidos são

vazados em intervalos regulares de tempo.

Os produtos do alto forno são o gusa (que segue para o processo de

refino do aço), a escória (matéria-prima para a indústria de cimento), gases

de topo e material particulado.

Uma vez iniciada a campanha de um alto forno ele será operado

continuamente de 4 a 10 anos com paradas curtas para manutenções

planejadas.

Alto Forno

Alto Forno

Alto Forno

1.Fornalha Cowper

2.zona de derretimento

3. zona de redução de óxido ferroso

4.zona de redução de óxido férrico

5.zona de pré-aquecimento (garganta)

6. alimentação de minério, pedra calcária e

coque siderúrgico

7. escapamento de gases

8. coluna de minério, coque e pedra

calcária

9. remoção de escória

10. ferro-gusa

11. Chaminé para escoamento dos

gasesliberados

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:VysokaPec.jpg

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:VysokaPec.jpg

Filme 07


Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/FILMES CST REDUÇÃO/CST - 02 AltosFornos.mpg


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação


Aciaria é a área de uma usina siderúrgica onde a finalidade do processo é transformar

o ferro gusa em diferentes tipos de aço.

O principal equipamento é o convertedor, que é um tipo de forno, revestido com

tijolos refratários e que transforma o ferro gusa e a sucata em aço. Uma lança

sopra oxigênio em alta pressão para o interior do forno, produzindo reações químicas

que separam as impurezas, como os gases e a escória. A principal reação química no

convertedor ocorre entre o oxigênio injetado e o carbono presente no ferro gusa,

gerando gases que são eliminados no convertedor. Estes gases se combinam e retiram

o carbono do gusa, dando origem ao aço.

O refino primário acontece no convertedor, onde o ferro-gusa geralmente adicionado

a sucata de aço é transformado em aço. Nesta fase são removidos o silício,

o manganés, e principalmente o carbono.

http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Forno

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro

http://pt.wikipedia.org/wiki/Gusa

http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica

Filme 08


Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/FILMES CST REDUÇÃO/CST - 03 Aciaria.mpg


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação


SEGUNDO REFINO

No refino secundário são feitas as correções mais específicas e

controladas. A composição de outros elementos químicos é corrigida com

adição de ferro-ligas. Geralmente utiliza-se Forno-Panela para este acerto

de composição química.Um forno-panela.

Após o acerto da temperatura e da composição química, o aço líquido é

solidificado. A solidificação pode ser feita via Lingotamento


Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário Lingotamento

Laminação



Matéria Prima

Sinterização

Coqueria Alto forno

Aciaria

Refino Secundário

Lingotamento

Laminação


Laminação a quente

As placas são novamente aquecidas e passam

pelo laminador para reduzir sua espessura e

então por uma linha de corte, dando as dimensões

finais ao produto

Filme 09


Material de Consulta/Tecnologia de Materiais VIDEOS/Siderurgia Gerdau/laminacao.wmv

MATERIAIS METALICOS

AÇO CARBONO – É uma liga ferro-carbono contendo geralmente

0,008% até aproximadamente 2,0% de carbono, além de certos

elementos residuais, resultante dos processos de fabricação.

O aço é obtido através do processamento do ferro gusa nas

siderúrgicas.

O ferro gusa ou ferro fundido de primeira fusão é um material duro é

frágil, não forjável e não se pode soldar. É obtido no alto forno por

meio de minério de ferro com adição de coque e calcário.


Propriedades Mecânicas

Propriedades Tecnológicas

Propriedades Térmicas

Propriedades Elétricas

Propriedades Químicas

Propriedades Físicas


PROPRIEDADES DOS MECÂNICAS

1) Resistência Mecânica

2) Dureza

3) Plasticidade

4) Elasticidade

5) Tenacidade

6) Fragilidade

7) Resiliência

8) Rigidez

9) Resistência a abrasão

10) Resistência ao impacto


• Resistência Mecânica – É a capacidade que o material tem de

suportar uma força e não se romper

* Tração

* Compressão

* Cisalhamento


• Dureza - É a dureza que um material se opõe à penetração de um

penetrador.

A dureza é medida através de ensaios de dureza, nas escalas Brinell,

Rockwell, Vickers, Shore.

Quanto mais resistente à penetração, maior a dureza do material

Quanto maior a dureza do material maior a resistência mecânica

Quanto menor a dureza do material menor a resistência mecânica

• Elasticidade – É a capacidade do material de se deformar

elasticamente e recuperar a forma original com a retirada da

força

• Plasticidade/Ductilidade – É a resistência ou capacidade do

material de se deformar plasticamente ( permanentemente) antes da

rupturaSomente para uso interno.

• Tenacidade – É a capacidade do material sofrer grandes

deformações e suportar tensões dentro do regime plasticos

** Quanto maior a dureza menos tenaz e o material

• Fragilidade – É a capacidade de pouco se deformar antes da

ruptura

• Resiliência – É a capacidade do material suportar grandes

tensões com grandes deformações do regime elástico.

• Rigidez – É a capacidade que o material tem de resistir à

mudança de forma


• Resistência a Abrasão – É a resistência que o material tem de

se opor ao desgaste por atrito

• Resistência ao Impacto – É a capacidade do material resistir a

esforços instantâneos sem se romper, mas pode deformar

** Quanto mais duro menos resistência ao impacto

** A resistência ao impacto é medido pelos ensaios de sharpy

Principais Falhas dos Materiais

• Fluência , Fratura, Fadiga – 3F


• Fluência - É a deformação do material que progride lenta e

continuamente até ocorrer um estrangulamento, com consequente

redução de área da seção reta transversal. Esta diretamente ligada

aos movimentos das discordâncias em temperaturas baixas

• Fratura - É a ruptura do material devido a esforços excessivos

• Fadiga – É a ruptura do material devido a tensões alternativas e

cíclicas.



ZONA ELASTICA E ZONA PLASTICA


Corpo de prova sujeito ao alongamento

Propriedades Tecnológicas


* Soldabilidade

* Fusibilidade

* Temperabilidade

* Usinabilidade

* Fadiga


* Fusibilidade

É a propriedade que o material possui de passar do estado sólido para o líquido

sob ação do calor. Todo metal é fusível, mas, para ser industrialmente fusível, é

preciso que tenha um ponto de fusão relativamente baixo e que não sofra,

durante o processo de fusão, oxidações profundas, nem alterações na sua

estrutura e homogeneidade. Em se tratando de metais convém conhecer as

temperaturas correspondentes à colocação que tomam quando aquecidas:

Principais temperaturas de fusão.

* Alumínio 658oC

* Ferro puro 1530oC

* Aços 1300oC a 1500oC

* Zinco 420oC

* Gusa e fofo 1150oC a 1300oC

* Chumbo 330oC

* Cobre 1080oC

* Estanho 235oC


* Soldabilidade

É a propriedade que certos metais possuem de se unirem,

após aquecidos e suficientemente comprimidos. A

soldabilidade depende do tempo em que o metal permanece

num estado sólido-plástico, sob o efeito do calor produzido

pela ação soldante. O metal ou liga que passar

instantaneamente do estado sólido para o líquido é

dificilmente soldável (ferro fundido, por exemplo).


* Usinabilidade

É a propriedade de que se relaciona com a resistência oferecida ao

corte e é medida pela energia necessária para usinar o material no

torno, sobcondições padrões.

A usinabilidade de um material é obtida comparando-se com a de um

material padrão cuja usinabilidade é convencionada igual a 100.(aço

B1112). O conhecimento da usinabilidade de um material permite

calcular os tempos necessários às operações de usinagem que é,

portanto, indispensável na programação de uma fabricação.

A usinabilidade é um fator que influi bastante na escolha de um material

que deve ser usinado; assim, as máquinas automáticas dão grande

produção quando usinam os chamados aços de corte fácil (free cutting

steels) também chamados de usinagem fácil, que são materiais com

alta percentagem de enxofre, fósforo ou chumbo.


* Temperabilidade

Propriedade que possuem alguns metais e ligas de

modificarem a sua estrutura cristalina (endurecimento)

após um aquecimento prolongado seguido de resfriamento

brusco.

Tal propriedade caracteriza o aço com certo teor de

carbono, assim, como determinadas ligas de alumínio,

transformando a estrutura cristalográfica do material que,

em consequência, altera todas as propriedades mecânicas.


* Fadiga

Fadiga não chega a ser uma propriedade do material mais

sim, um problema característico de materiais sujeitos a

esforços cíclicos. Quando um material é sujeito a esforços

dinâmicos, durante longo tempo, é observado um

”enfraquecimento”das propriedades mecânicas ocasionando

a ruptura. A fadiga pode ser também superficial, ocasionando

desgaste de peças sujeitas a esforços cíclicos, como

comumente ocorre em dentes de engrenagens.

Propriedades Térmicas

• Condutividade térmica

• Dilatação:


• Condutividade térmica

São propriedades que possuem certos corpos de transmitir

mais ou menos calor. Neste caso, materiais bons

condutores de calor, na ordem decrescente de

condutibilidade: Ag, Cu, Al, latão, Zn, Aço e Pb.

Corpos maus condutores de calor, na ordem decrescente de

condutibilidade: pedra, vidro, madeira, papel, etc.


Dilatação:

Propriedade pela qual um corpo aumenta quando submetido à ação

ao do calor. A capacidade de dilatação de um material está

relacionada ao chamado coeficiente de dilatação térmica, que pode

ser: linear, superficial e volumétrico. Esta característica dos

materiais deve ser considerada quando o mesmo é submetido a

variações consideráveis de temperatura.


Propriedades Elétricas

A mais conhecida propriedade elétrica de um material é a condutividade

elétrica. A condutividade elétrica é a propriedade que possuem certos

materiais de permitir maior ou menor capacidade de transporte de cargas

elétricas. Os corpos que permitem a eletricidade passar são chamados

condutores, sendo uma característica dos materiais metálicos. Já os que

não permitem tal fenômeno são os chamados materiais isolantes. O cobre

e suas ligas e o alumínio conduzem bem a eletricidade, sendo empregados

na fabricação de linhas elétricas e aparelhagens; as ligas Cr-Ni, Fe-Ni

conduzem mal, servido para construção de resistências elétricas, como

reostatos, etc.

Dentre os materiais isolantes destacam-se: madeira seca, baquelite,

ebonite,etc.


Propriedades Químicas

Resistência à corrosão: Quase todos os materiais usados pelos

projetistas são suscetíveis de corrosão por ataque químico. Para

alguns materiais, a solubilização é importante. Em outros casos, o

efeito da oxidação direta de um metal ou de um material orgânico

como a borracha é o mais importante. Além disso, a resistência do

material à corrosão química, devido ao meio ambiente, é da maior

importância. A atenção que damos aos nossos automóveis é um

exemplo óbvio da nossa preocupação com a corrosão. Desde que

frequentemente, o ataque pela corrosão é irregular, é muito difícil

medi-la. A unidade mais comum para a corrosão é polegadas de

superfície perdida por ano.


Propriedades físicasDentre o conjunto de propriedades físicas destacam-se:

• Densidade: É a relação entre o peso de certo volume de um

corpo e o peso de igual volume de água. É um número

abstrato.

Exemplo: Pb = 11,4 Cu = 8,9 Al = 2,7 Mg = 1,7

• Peso específico: É o peso da unidade de volume do corpo.

Por exemplo: o peso específico do aço é 7,8 kg/dm3.


Os materiais sólidos podem ser classificados de acordo

com a regularidade segundo a qual seus átomos ou ions

estão arranjados uns em relação aos outros.

Um material cristalino e aquele em que os átomos estão

situados de acordo com uma matriz que se repete, ou que

e periódica, ao longo de grandes distâncias atômicas;

isto e, existe ordem de longo alcance, tal que, quando

ocorre um processo de solidificação, os átomos se

posicionam de acordo com um padrão tridimensional

repetitivo, onde cada átomo esta ligado aos seus átomos

vizinhos mais próximos.


ESTRUTURAS CRISTALINA


Aqueles materiais que não se cristalizam, essa ordem atômica de longo alcance

esta ausente; esses materiais são chamados de não-cristalinos ou amorfos.

Algumas das propriedades dos sólidos cristalinos dependem da estrutura

cristalina do material, ou seja, da maneira segundo a qual os átomos, ions ou

moléculas estão arranjados no espaço. Existe um numero extremamente

grande de estruturas cristalinas diferentes, todas elas possuindo uma

ordenação atômica de longo alcance; essas variam desde estruturas

relativamente simples, como ocorre para os metais, ate estruturas

excessivamente complexas, como as que são exibidas por alguns materiais

cerâmicos e polímerios.


Estruturas Cristalina dos Metais

Existem três estruturas cristalinas relativamente simples para

a maioria dos metais mais comuns, são elas:

1. Cúbica de Faces Centradas (CFC);

2. Cúbica de Corpo Centrado (CCC);

3. Hexagonal Compacta (HC).


Cúbica de Faces Centradas (CFC);


A estrutura cristalina encontrada em muitos metais possui uma célula

unitária com geometria cúbica, com os átomos localizados em cada

um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo. Essa

estrutura e adequadamente chamada de estrutura cristalina cúbica de

faces centradas (CFC).

Alguns dos metais mais familiares que possuem essa estrutura

cristalina são o cobre, o alumínio, a prata e o ouro.

Na estrutura CFC, cada átomo em um vértice e compartilhado por oito

células unitárias, enquanto um átomo localizado no centro de uma face

pertence a apenas duas células.


O cromo, o ferro e o tungstênio, assim como diversos outros metais, exibem

uma estrutura cristalina do tipo CCC.

Cúbica de Corpo Centrado (CCC)


Uma estrutura cristalina metálica comumente encontrada também

possui uma célula unitária cúbica, com átomos localizados em todos

os oito vértices e um único outro átomo localizado no centro do cubo.

Os átomos no centro e nos vértices se tocam uns nos outros ao

longo das diagonais do cubo, e o comprimento da célula unitária a

e o raio atômico R estão relacionados através da expressão:


Dois átomos estão associados a cada célula unitária CCC: o equivalente

a um átomo, distribuído entre os oito vértices do cubo, onde cada átomo

em um vértice e compartilhado por oito células unitárias, e o único átomo

no centro do cubo, o qual esta totalmente contido dentro da sua célula.

Alem disso, as posições atômicas central e no vértice são equivalentes.

O numero de coordenação para a estrutura cristalina CCC e 8; cada

átomo central possui os oito átomos localizados nos vértices do cubo

como seus vizinhos mais próximos. Uma vez que o numero de

coordenação e menor na estrutura CCC do que na estrutura CFC, o fator

de empacotamento atômico na estrutura CCC também e menor do que

na CFC, sendo de 0,68, contra 0,74 na CFC.

Hexagonal Compacta (HC).


As faces superior e inferior da célula unitária são compostas por seis

átomos que formam hexágonos regulares e que se encontram ao redor de

um único átomo central. Outro plano que contribui com três átomos

adicionais para a célula unitária esta localizado entre os planos superior e

inferior. Os átomos localizados nesse plano intermediário possuem como

vizinhos mais próximos átomos em ambos os planos adjacentes. O

equivalente a seis átomos esta contido em cada célula unitária; um sexto

de cada um dos 12 átomos localizados nos vértices das faces superior e

inferior, metade de cada um dos dois átomos no centro das faces superior

e inferior, e todos os três átomos interiores que compõe o plano

intermediário.


resfriamento lento

85

86

87

88

L+Fe3C

89

FERRO PURO

FERRO = FERRITA

FERRO = AUSTENITA

TF= 1538 C

Nas ligas ferrosas as fases , e FORMAM

soluções sólidas com Carbono intersticial

CARBONO

90

DIAGRAMA DE FASE Fe-Fe3C (TRANSFORMAÇÕES)

+ll+Fe3C

+l

PERITÉTICA

+l EUTÉTICA

l +Fe3C

EUTETÓIDE

+Fe3CAÇO FOFO

91

Ferro Puro /Formas Alotrópicas

FERRO = FERRITA

Estrutura= ccc

Temperatura “existência”=

até 912 C

Fase Magnética até 770 C

(temperatura de Curie)

Solubilidade máx. do

Carbono= 0,0218% a 727 C

e 0,008% a T ambiente.

FERRO = AUSTENITA

Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais)

Temperatura “existência”= 912 -1394C

Fase Não-Magnética

Solubilidade máx. do Carbono= 2,11% a 1148C

92

FERRITA AUSTENITA

93

FERRO

Estrutura= ccc

Temperatura “existência”= acima de 1394C

Fase Não-Magnética

É a mesma que a ferrita

Como é estável somente a altas

temperaturas não apresenta interesse

comercial

Solubilidade máx. do Carbono= 0,09%

a 1495 C

94

Sistema Fe-Fe3C

Ferro Puro= até 0,02% de Carbono (727ºC)

Aço= 0,02 até 2,11% de Carbono

Ferro Fundido= 2,11- 4,5% de Carbono

Fe3C (CEMENTITA)= Forma-se quando o

limite de solubilidade do carbono é

ultrapassado (6,7% de C)

95

CEMENTITA (Fe3C)

Forma-se quando o limite de solubilidade do carbono é ultrapassado (6,7% de C)

É dura e frágil

Cristaliza no sistema ortorrômbico (com 12 átomos de Fe e 4 de C por célula unitária)

É um composto intermetálicometaestável, embora a velocidade de decomposição em ferro e C seja muito lenta

96

PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-Fe3C (EUTÉTICO)

LIGA EUTÉTICA: corresponde à liga de mais baixo ponto de fusão

Líquido FASE (austenita) + cementita

Temperatura= 1148 C

Teor de Carbono= 4,3%

As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C são chamadas de ligas hipoeutéticas

As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de C são chamadas de ligas hipereutéticas

97

PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-Fe3C (EUTETÓIDE)

LIGA EUTETÓIDE

Austenita FASE (FERRITA) + Cementita

Temperatura= 727 C

Teor de Carbono= 0,77 %

Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de aços hipoeutetóides

Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços hipereutetóides

98

MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDESupondo resfriamento lento para manter o equilíbrio

É similar ao eutético

Consiste de lamelas alternadas de fase (ferrita) e

Fe3C (cementita) chamada de

PERLITA

FERRITA lamelas + espessas e claras

CEMENTITA lamelas + finas e escuras

Propriedades mecânicas da perlita

intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e cementita

(dura e frágil)

99

MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE

100

MICROESTRUTURA DO AÇO

EUTETÓIDE RESFRIADO

LENTAMENTE

Somente Perlita

101

MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE

Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio

Teor de Carbono = 0,002-

0,77 %

Estrutura

Ferrita + Perlita

As quantidades de ferrita e

perlita variam conforme a

% de carbono e podem ser

determinadas pela regra das

alavancas

Partes claras ferrita pró

eutetóide ou ferrita primária

102

MICROESTRUTURA DOS AÇOS

BAIXO TEOR DE CARBONO

Ferrita Perlita

AÇO COM ~0,2%C

103

MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO

TEOR DE CARBONO RESFRIADOS

LENTAMENTE

Ferrita Perlita

AÇO COM

~0,45%C

104

MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDESupondo resfriamento lento para manter o equilíbrio

Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 %

Estrutura

cementita+ Perlita

As quantidades de cementita e

perlita variam conforme a % de

carbono e podem ser

determinadas pela regra da

alavanca

Partes claras cementita

próeutetóide.

Micrografia de um aço contendo 1,4% de

carbono:cementita clara - perlita escura

106

107


• Metalografia, equipamentos

• Apostila: metalografia



O aço carbono se apresenta das seguintes formas

Semi-acabados para forjamento

Estrutural

Placas

Barras laminadas a quente e acabadas a frio

Chapas: finas laminadas a quente e a frio; com esmaltagem

porcelânica; chumbadas compridas; galvanizadas e

revestidas por zincagem eletrolítica

Bobinas laminadas a quente e a frio

Folhas de flandres

Arames comuns e achatados

Tubos comuns e estruturais

Produtos tubulares e fios

Aplicações típicas dos aços carbono comum.

Carbono(%) x Emprego

• 0,05 a 0,10 Estampas, chapas, rebites, arames, peças trefiladas

• 0,10 a 0,20 Peças estruturais, de máquinas e cementadas e

parafusos

• 0,20 a 0,30 Engrenagens; árvores e eixos; alavancas, tubos

soldados.

• 0,30 a 0,40 Peças a serem tratadas termicamente; tubos sem

costura; ́ arvores e eixos; bielas; ganchos e parafusos.

• 0,40 a 0,50 Forjamento; ́ arvores; engrenagens e pinos.

• 0,50 a 0,70 Matrizes de marteletes; parafusos de fixação; aros de

rodas; arruelas de fixação; arames para molas.

• 0,70 a 0,80 Vigas e discos de arado; bigornas; serra de fita;

martelos; chaves; molas; árvores; partes de máquinas pesadas.Somente para uso interno.


0,80 a 0,90 Implementos agrícolas; punções; brocas para

pedra; talhadeiras; ferramentas manuais; molas

de lâminas.

0,90 a 1,00 Molas, facas; eixos; matrizes.

1,00 a 1,10 Brocas, alargadores; fresas; facas.

1,10 a 1,20 Brocas, bedames.

1,20 a 1,30 Limas; alargadores; ferramentas de corte.

1,25 a 1,40 Raspadores, serras.


INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS

Devido a necessidades industriais, a pesquisa e a experiência

possibilitaram a descoberta de aços especiais, mediante a adição e a

dosagem de certos elementos aos aço carbono.

Conseguindo assim os aços liga com características tais como

resistência à tração e a corrosão, eletricidade, dureza e outros

Conforme a finalidade desejada, os elementos adicionados aos aços

são: Níquel , Cromo , Manganês . Tungstênio , Molibdênio , Vanádio,

Silício, Cobalto e Aluminio.



* NÍQUEL - Foi um dos primeiros metais utilizados para dar

determinada qualidade ao aço. O níquel aumenta a resistência e a

tenacidade do aço, eleva o limite de elasticidade, dá boa ductilidade e

boa resistência à corrosão, eleva a resistência elétrica, eleva a

resistência a temperatura e a temperabilidade. Outra característica é

reduzir a dilatação termica dos aços.

+++ IMPORTANTE: VOLTAREMOS A ESTUDAR ESTA LIGA +++

* CROMO - Aumenta a resistência, dureza, limite de elasticidade,

resistência a corrosão e ao desgaste, eleva a temperatura de têmpera

e a resistência a temperatura

+++ IMPORTANTE: VOLTAREMOS A ESTUDAR ESTA LIGA +++

* ALUMINIO – Tem a função de desoxidar o aço, No processo de

tratamento termoquímico, chamado nitretação, combina-se com o

nitrogênio, favorecendo a formação de uma camada superficial

duríssima.

• VANÁDIO – Melhora a resistência à tração, sem perder a

ductilidade e eleva os limites de elasticidade de fadiga, dureza,

tenacidade e resistência a temperatura

• Silício – Eleva a elasticidade, a resistência mecânica,

temperabilidade, dureza a quente, resistência a corrosão separação

de grafite no ferro fundido. Reduz a soldabilidade


• Cobalto - Influi favoravelmente nas propriedades magnéticas

dos aços; além disso, quando associado ao Tungstênio, eleva a

dureza e a resistência mecânica aos trabalhos a quente.

• Manganês – Os aços com 1,5% a 5% de Manganês são frágeis.

O manganês quando adicionado a quantidades convenientes,

aumenta a resistência do aço ao desgaste e o choque mantendo-o

dúctil. O aço manganês contêm usualmente de 11% a 14% de

manganês e de 0,8% a 1,5% de carbono.

• Tungstênio – É geralmente adicionado ao aço com outros

elementos. O tungstênio aumenta resistência ao calor, à dureza, à

ruptura, o limite de elasticidade, resistência a corrosão. Eleva a

temperatura da temperaSomente para uso interno.

AÇO INOX


NIQUEL - Foi um dos primeiros metais utilizados para dar

determinada qualidade ao aço. O níquel aumenta a resistência e a

tenacidade do aço, eleva o limite de elasticidade, dá boa ductilidade e

boa resistência à corrosão, eleva a resistência elétrica, eleva a

resistência a temperatura e a temperabilidade. Outra característica é

reduzir a dilatação termina dos aços. O aço-níquel contém de 2% a

5% de niquel e de 0,1 a 0,5% de carbono. Os teores de 12 % a 21%

de níquel e cerca de 0,1% de carbono produzem AÇOS INOXDÁVEIS

e apresentam grande dureza e alta resistência.

CROMO - O aço-cromo contém de 0,5% a 2% de cromo e de 0,1% a

1,5% de carbono. O aço-cromo-especial, do tipo INOXDÁVEL, contém

de 11% a 17% de cromo.

• FERRO FUNDIDO – Formam uma classe de ligas ferrosas com

teores de carbono acima de 2.14%.Na prática os teores variam de

3.0 a 4.5 %.

Os ferros fundidos se dividem em:

FERRO CINZENTO - Com teores de carbono e silício

entre 2.5 e 4.0 % e 1.0 e 3.0 % respectivamente. Usados

em bases e barramentos de máquinas operatrizes.

FERROS DÚCTIL E NODULAR - Formado quando se

adiciona uma pequena quantidade de magnésio e/ou cério

ao aço cinzento antes da fundição. Usados para válvulas, de

bombas virabrequins engrenagens e componentes automotivos e de

máquinas.Somente para uso interno.

FERRO BRANCO E MALEÁVEL

BRANCO Com teores silício menores que 1 %.

Taxas de resfriamento rápidas.

Ligas de aparência branca, dura e resistentes. Utilizados em rodas

de trem.

FERRO BRANCO E MALEÁVEL

MALEÁVEL O ferro fundido branco é usado como um intermediário

na produção de um ferro maleável.

A microestrutura é semelhante a do ferro nodular.

Usado em engrenagens de transmissão e barras de ligação,

flanges, conexões de tubulações, válvulas para serviços marítimos,

em ferrovias e outro serviços pesados.


• LIGAS DE ALUMÍNIO - O alumínio é originado da bauxita. A

bauxita é submetido a diversos processos para secagem,

separação das impurezas e transformação em óxido de alumínio

puro. Para que em seguida sofra um processo de eletrólise

(decomposição por corrente elétrica em alumínio e oxigênio )

• Propriedades:

** Densidade relativamente baixa (2.7 g/cm3) .

** Ponto de fusão 658 ºC

** Resistência a tração 90N/mm2

** Ductilidade 20 a 30%

** Principais elementos de liga (cobre, magnésio, silício, manganês e

zinco) Usadas para estruturas de aeronaves, latas de bebidas e peças

automotivas. Somente para uso interno.

• Em função de sua alta capacidade de alongamento é fácil de

dobrar, trefilar, repuxar e usinar

• O alumínio podem ser laminado ou fundido

Laminado: chapas, perfis , barras maciças, tubos, arames......

Fundido: carcaças, moldes, proteções

• Utilização: Produtos Quimicos, construção civil, construção naval,

Carcaça de equipamentos......onde se precisa de materiais de baixa

densidade


• COBRE

O cobre é um metal não-ferroso e não magnético que se funde a

1080oC e, depois do ouro, é o melhor condutor de eletricidade e calor.

É um metal dúctil e maleável que pode ser laminado a frio ou a quente.

Ao ser laminado a frio, estirado ou estampado, adquire um

endurecimento superficial que aumenta sua resistência, porém diminui

sua maleabilidade. Isso o torna mais frágil, o que é corrigido com o

tratamento térmico. Em contato com o ar seco e em temperatura

ambiente, o cobre não sofre alterações, isto é, não se oxida.

Em contato com o ar úmido, no entanto, ele se recobre de uma

camada esverdeada popularmente conhecida por azinhave, ou

”zinabre”(hidrocarbonato de cobre)

.Somente para uso interno.


Pode ser usado como elemento de liga, geralmente adicionado para

aumentar a resistência à corrosão. É o caso, por exemplo, do aço ao

carbono: adiciona-se cobre ao aço quando se deseja melhorar sua

resistência á corrosão. Em relação ao alumínio, a adição de cobre

confere a essa liga maior resistência mecânica. Para melhorar as suas

propriedades podem ser adicionados elementos de ligas que lhe

conferem características diferenciadas. As principais ligas de cobre

são: bronze, latão e ligas de cobre níquel.

• LATÃO - É a liga de cobre (Cu) e zinco (Zn) que você

provavelmente associa a objetos de decoração. É aquele metal

amarelo usado em acabamento de móveis e fechaduras. Essa liga

contém entre 5 e 45% de zinco. Sua temperatura de fusão varia de

800oC a 1070oC, dependendo do teor de zinco que ele apresenta.

Em geral, quanto mais zinco o latão contiver, mais baixa será a sua

temperatura de fusão. O latão varia de cor conforme a percentagem

do cobre presente na liga. É uma liga dúctil e maleável, além de

apresentar boa condutividade elétrica de calor. Tem boa resistência

mecânica e excelente resistência á corrosão. Este material pode ser

fundido, forjado, laminado e estirado a frio.

Quando contem até 30% de zinco, o latão é facilmente conformado

por estiramento, corte, dobramento, mandrilagem e usinagem. Pode

ser unido por solda de estanho e solda de prata.


BRONZE - Formado por cobre (Cu) e estanho (Sn), foi descoberto

provavelmente por puro acaso, pois esses metais podem ser

encontrados juntos na natureza. Isso aconteceu por volta de 4000 a.C.

no Oriente Médio, na região onde hoje estão o Irã, a Jordânia, O

Estado de Israel, a Síria e o Líbano. Apresenta elevada dureza e boa

resistência mecânica e à corrosão, além de ser bom condutor de

eletricidade. Nas ligas usadas atualmente, a proporção do estanho

adicionado ao cobre é de até 12%. Essa variação é determinada pela

utilização e, consequentemente, pelas propriedades que se quer

aproveitar. O bronze com até 10% de estanho pode ser laminado e

estirado e tem alta resistência á tração, à corrosão e à fadiga. As ligas

com essa faixa de proporção de estanho são usadas na fabricação

e peças para trabalhos pesados. O bronze, que contém mais de 12%

de estanho, antigamente era usado na fabricação de canhões e sinos.



A liga de cobre e estanho que é desoxidada com fósforo, chama-se

bronze fosforoso. Um bronze bastante utilizado é o que contém 98,7%

de cobre e 1,3% de estanho. Esse tipo de bronze pode

ser conformado por dobramento, recalcamento, prensagem e

forjamento em matrizes, sendo facilmente unido por meio de solda

forte, de solda de prata e solda por fusão. Suas aplicações

típicas estão na fabricação de contatos elétricos e mangueiras flexíveis.

A liga de bronze também pode receber pequenas quantidades de

outros elementos como o chumbo, o fósforo ou o zinco. Quando se

adiciona o chumbo, há uma melhora na usinabilidade.

A adição do fósforo oxida a liga e melhora a qualidade das peças que

sofrem desgaste por fricção. O zinco, por sua vez, eleva a resistência

ao desgaste.

MATERIAIS NÃO METÁLICOS

Materiais Plásticos – São aqueles compostos por

elementos não metálicos que compartilham elétrons formando os

materiais orgânicos.

Materiais Cerâmicos – São aqueles compostos por

materiais metálicos e não metálicos e apresentam ligações

químicas compatíveis.



MATERIAIS PLASTICOS - POLIMÉROS

Poliméros são materiais obtidos a partir da síntese química de matéria

orgânica de origem vegetal ou mineral. São formados pela união de

centenas de moléculas menores que devem possuir pelo menos uma

dupla ligação de certos compostos químicos denominados

monômeros. Devido a sua origem orgânica, o carbono é o elemento

fundamental de todos os materiais poliméricos. Em geral, tem-se a

combinação de um átomo de carbono com quatro átomos de outros

elementos químicos. A união das moléculas dos monômeros pode

realizar-se fundamentalmente por três maneiras: polimerização,

copolimerização e por policondensação.


”Plástico é definido como um grande grupo de materiais sólidos, compostos

eminentemente orgânicos, usualmente tendo por base resinas sintéticas ou

polímeros naturais modificados e que possuem, em geral, apreciável

resistência mecânica.”

Os materiais plásticos, assim como os materiais metálicos devem apresentar

um conjunto de propriedades que os tornem úteis para determinadas

aplicações:

* Características óticas, como cor e transparência;

* Térmicas ou de resistência ao calor;

* Elétricas ou resistência dielétrica;

* Mecânicas ou resistência mecânica;

* Químicas ou resistência á ação de moléculas estranhas.


Material Características

Termoplásticos São materiais plásticos que não sofrem alteração

química sob a ação química do calor e da pressão.

Podem, portanto, serem amolecidos repetidas vezes

e moldados para as formas desejadas. Sofrem

alterações com a temperatura e amolecem a partir

de 80 ºC.

Termofixos Os materiais termoestáveis, ao contrário dos

termoplásticos, não podem ser amolecidos e

remoldados. Sofrem modificações químicas com o

calor, e a sua temperatura de amolecimento é

bastante elevada (entre 170 e 220 ºC).


TIPO DE TERMOPLASTICOS -

Acrilonitrila - butadieno – estireno (ABS)

AcrÍlico (metacrilato de metila)

Fluorcarbonos (PTFE (Teflon),TFE)

Poliamidas (Nylon)

Policarbonatos

Polietileno (PE)

Polipropileno (PP)

Poliestireno (PS)

isopor Vinil

Poliester

TIPOS DE TERMOFIXO

Epoxis

Fenólicos

Poliester

BORRACHAS


Borracha natural A borracha natural é uma resina de grande variedade de

árvores e plantas, mas especialmente Hevea brasiliensis. (Seringueira)

A borracha crua não tem a elasticidade e outras propriedades da

borracha comercial. Esta é purificada e vulcanizada pelo seu

aquecimento junto com enxofre varia de 3 a 3,5%, dependendo da classe

da borracha desejada.

Os fatores mais importantes da borracha são elasticidade e

flexibilidade, mas também são importantes as suas propriedades de

adesão e de resistência á água. Sua flexibilidade mantém-se até

aproximadamente −55oC. Pela modificação na sua composição pode-se

cobrir uma faixa larga de condições, inclusive alta resiliência e resistência

mecânica. O principal inconveniente da borracha natural é a sua fraca

resistência aos óleos minerais.

Tipo de Borrachas: Buna n , Borracha butílica, Borracha nítrilica,

Borracha poliuretano, Neoprenos (borracha cloropreno), Borracha

silicônica, Fluocarboneto

FORMA DE APRESENTAÇÃO DOS AÇOS



O aço carbono se apresenta das seguintes formas

Semi-acabados para forjamento

Estrutural

Placas

Barras laminadas a quente e acabadas a frio

Chapas: finas laminadas a quente e a frio; com esmaltagem

porcelânica; chumbadas compridas; galvanizadas e

revestidas por zincagem eletrolítica

Bobinas laminadas a quente e a frio

Folhas de flandres

Arames comuns e achatados

Tubos comuns e estruturais

Produtos tubulares e fios


A ABNT junto com o Instituto Brasileiro de Siderurgia e a Associação Brasileira

para o Desenvolvimento da Industria de Base desenharam a norma P-NB-82

onde associa as normas AISI e SAE para uso do materiais metálicos, mas

podemos encontrar a especificação nas normas abaixo:

Normas de Especificação

SAE (Society of Automotive Engineers)

AISI (American Iron and Steel Institute)

ASTM (American Society of Testing and Materials)

ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)

UNS (Unified Numbering System)

Aplicações típicas dos aços carbono comum.

Carbono(%) x Emprego

• 0,05 a 0,10 Estampas, chapas, rebites, arames, peças trefiladas

• 0,10 a 0,20 Peças estruturais, de máquinas e cementadas e

parafusos

• 0,20 a 0,30 Engrenagens; árvores e eixos; alavancas, tubos

soldados.

• 0,30 a 0,40 Peças a serem tratadas termicamente; tubos sem

costura; ́ arvores e eixos; bielas; ganchos e parafusos.

• 0,40 a 0,50 Forjamento; ́ arvores; engrenagens e pinos.

• 0,50 a 0,70 Matrizes de marteletes; parafusos de fixação; aros de

rodas; arruelas de fixação; arames para molas.

• 0,70 a 0,80 Vigas e discos de arado; bigornas; serra de fita;

martelos; chaves; molas; árvores; partes de máquinas pesadas.Somente para uso interno.


0,80 a 0,90 Implementos agrícolas; punções; brocas para

pedra; talhadeiras; ferramentas manuais; molas

de lâminas.

0,90 a 1,00 Molas, facas; eixos; matrizes.

1,00 a 1,10 Brocas, alargadores; fresas; facas.

1,10 a 1,20 Brocas, bedames.

1,20 a 1,30 Limas; alargadores; ferramentas de corte.

1,25 a 1,40 Raspadores, serras.

SAE AISI Tipo de Aço

10XX C 10XX AÇO CARBONO COMUM

11XX C 11XX AÇO DE USINAGEM OU CORTE

13XX 13 XX AÇO MANGANES COM 1,75% DE Mn

23XX 23 XX AÇO NIQUEL COM 3,5 % DE NIQUEL

25XX 25 XX AÇO NIQUEL COM 5,0 % DE NIQUEL

31XX 31 XX AÇO NIQUEL CROMO COM 1,25% DE Ni e 0,65% Cr

33XX E 33 XX AÇO NIQUEL CROMO COM 3,5% DE Ni e 1,75% Cr

303XX ------ AÇO RESISTENTE À CORROSÃO E AO CALOR AO Ni e

Cr

40XX 40 XX AÇO MOLIBIDENIO COM 0,25% DE Mo

41XX 41 XX AÇO CROMO MOLIBIDENIO COM 0,50% A 0,95% DE Cr e

0,12% , 0,20% e 0,25% DE Mo

43XX 43 XX AÇO CROMO-NIQUEL-MOLIBIDENIO COM 1,82% DE Ni

DE 0,50% OU 0,80% DE Cr E 0,25% DE Mo



• FALE DA IMPORTANCIA DO ESTUDO DOS AÇOS NA SUA ÁREA D ATUAÇÃO

• CLASSIFICAÇÃO (METALICOS, NÃO METALICOS, FORMA DE

APRESENTAÇÃO)

• DEFINIÇÕES (PRINCIPAL DIFERENÇA ENTRE AÇO E FERRO FUNDIDO)

• QUAIS OS TIPOS DE FERRO FUNDIDO E SUAS APLICAÇÕES

• CITE TRÊS PROPRIEDADES E AS DEFINA ( DUREZA...MALEABILIDADE....)

• FALE SOBRE A DEFORMAÇÃO PLASTICA E ELASTICA

• PRINCIPAIS FALHAS ( 3 F)

• FORMAS DE APRESENTAÇÃO ( PERFIL )

• CITE 3 ELEMENTOS DE LIGA E SUA INFLUÊNCIA NO AÇO CARBONO

• DE QUE É COMPOSTO O AÇO CARBONO.

• QUAIS AS NORMA EXISTENTE NA GESTÃO DOS AÇOS

• CITE 3 LIGAS NÃO METALICAS E SUAS PRINCIPAIS PROPRIEDADES

AÇO INOX

• Os aços inoxidáveis são classificados em três grupos de acordo

com a microestrutura básica formada:

* aço inoxidável martensítico,

* aço inoxidável ferrítico,

* aço inoxidável austenítico.

• A resistêcia à oxidação e corrosão do aço inoxidável se deve

principalmente a presença do cromo, que a partir de um

determinado valor e em contato com o oxigênio, permite a formação

de uma película finíssima de óxido de cromo sobre a superfície do

aço, que é impermeável e insolúvel nos meios corrosivos usuais.


• Os aços inoxidáveis martensíticos são obtidos após resfriamento

rápido quando aquecimento em altas temperaturas. Mostram uma

estrutura caracterizada pela alta dureza e fragilidade.

• Contém de 12 a 17% de Cromo e 0,1 a 0,5% de carbono (em

certos casos até 1% de carbono e podem atingir diversos graus de

dureza pela variação das condições de aquecimento e

resfriamento (tratamento térmico).

• A padronização deste tipo de aço segue a norma AISI no qual a

numeração distingue os teores de carbono, cromo e outros

elementos de liga adicionados. Os tipos mais comuns são os aços

403, 410, 414, 416, 420, 420F, 431, 440A, 440B, 440C e 440F.

• Os tipos 403, 410, 414, 416 e 420 caracterizam-se por baixo teor

de carbono e um mínimo de 11,5% de cromo, que, no tipo 431,

pode chegar a 17%.


• Os aços inoxidáveis ferríticos após o resfriamento rápido de alta temperatura

eles mostram uma estrutura macia e tenaz, altamente homogênea. Contém de

16 a 30% de Cromo.

• Não podem ser endurecidos por tratamento térmico e são basicamente usados

nas condições de recozido.

• Possuem uma maior usinabilidade e maior resistência à corrosão que os aços

martensíticos devido ao maior teor de cromo. Possuem boas propriedades

físicas e mecânicas e são efetivamente resistentes à corrosão atmosférica e a

soluções fortemente oxidantes, sendo ferromagnéticos. As aplicações

principais são aquelas que exigem boa resistência à corrosão, ótima aparência

superficial e requisitos mecânicos moderados. Apresentam, tendência ao

crescimento de grão após soldagem, particularmente para seções de grande

espessura, experimentando certas formas de fragilidade.

• A designação AISI indica como tipos principais: 405, 406, 430, 430F, 442, 443

e 446. São aplicados em equipamentos para a indústria química, em

equipamentos para restaurantes e cozinhas, peças de fornos e em

componentes arquitetônicos ou decorativos.


• Os aços inoxidáveis austeníticos são obtidos a partir da introdução do

níquel como elemento de liga, que proporciona uma alteração na sua

estrutura capaz de elevar a sua resistência mecânica e tenacidade.

Este aço apresenta excelente resistência à corrosão em muitos meios

agressivos.

• Outros elementos como molibdênio, titânio e niòbio, se adicionados

podem melhorar a resistência à corrosão.

• Dos três grupos, estes aços são os que apresentam maior resistência à

corrosão. Eles combinam baixo limite de escoamento com alta

resistência a tração e bom alongamento, oferecendo as melhores

propriedades para trabalho a frio. Não podem ser endurecidos por

tratamento térmico, mas suas resistência à tração e dureza podem ser

aumentadas por encruamento, não sendo ferromagnéticos.

• Os tipos AISI mais comuns são designados pelos números 301, 302,

302B, 303, 304, 308, 309, 309S, 310, 316, 317, 321 e 347.


TRATAMENTO SUPERFICIAL

• Operações de aquecimento e resfriamento controlados, que visam

afetar características de aços e ligas especiais.

Se detalharmos a liga Ferro Carbono ela é composta por :

• Ferrita: Baixa dureza, alta ductilidade,

• Austenita: Baixa dureza, alta ductilidade,

• Ferro delta: Baixa dureza, alta ductilidade,

• Cementita: Alta Dureza, Baixa ductilidade, Fragilidade

• Perlita: Média Dureza, Magnetico

• Bainita, Ferrita e Perlita


• APRESENTAR ARQUIVO DIAGRAMA

DE FASES MICROESTRUTURA

• APRESENTAR ARQUIVO DIAGRAMA

FeC



Os principais tratamentos térmicos abordados neste capitulo são:

Recozimento ( Sub critico , Alivio de tensões)

Normalização

Tempera

Revenimento

Austempera

Martenpera

Carbonetação ou Cementação

Cianetação


Recozimento

É o aquecimento do aço até próximo da temperatura “A1” de 727

graus durante um tempo determinado com seu resfriamento lento e

dentro do forno .

FINALIDADES: Diminuir a dureza

Diminuir a resistência a tração

Diminuir a resiliência

Aumentar a elasticidade

Aumentar a plasticidade

Aumentar a ductilidade

Remover tratamento anteriores


Normalização

Consiste no aquecimento 50 graus acima da temperatura

( linha A3 ) com manutenção do patamar para encharcamento seguido

de resfriamento ao ar.

FINALIDADES: Alivio de tensões

Homogenização da composição Quimica

Refino do tamanho dos grãos


Tempera

Consiste no aquecimento 50 graus acima da zona critica (austenítica)

com manutenção do patamar para encharcamento seguido de

resfriamento rápido ( água, óleo).

Após a tempera o material não é utilizado, devemos realizar um

revenimento.

FINALIDADES: Aumentar a dureza

Aumentar a resistência mecânica


REVENIDO

Consiste no aquecimento abaixo da linha “A1 – 727 graus”

com manutenção do patamar para encharcamento seguido de

resfriamento lento ( CAL ou AREIA)

FINALIDADES: Aumentar a tenacidade

Aumentar a resistência a impactos

Aumentar a plasticidade

Aumentar a maleabilidade

Diminuir tensões internas

SENAI NOVA IGUAÇU

TURMA: CALDEIRARIA - 2011278 TURNO: TARDE

Nome:

PROVA DE TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

1) ESPECIFIQUE OS MATERIAIS ( SOBRE A MESA)

2) MARQUE A RESPOSTA CORRETE.

QUAL O PERCENTUAL DE CARBONO NOS AÇOS ?

( ) 0,008% ( ) 2% ( ) ATÉ 20% ( ) ATÉ 2 % ( ) ATÉ 6,7 % ( ) ( ) ENTRE 2% E 6,7%

QUAL O PERCENTUAL DE CARBONO NO FERRO FUNDIDO ?

( ) 0,008% ( ) ENTRE 2% E 6,7% ( ) ATÉ 20% ( ) ATÉ 2 % ( ) ATÉ 6,7 %

OS MATERIAIS METALICOS SE DIVIDEM EM:

( ) FERROSOS E PLASTICOS ( ) NÃO FERROSOS E FERROSOS ( ) FERROSOS E AÇOS

OS METAIS FERROSOS LEVES SÃO:

( ) COBRE E ALUMINIO ( ) ALUMINIO E ANTIMONIO ( ) LATÃO E COBRE

3) CITE 3 ELEMENTOS DE LIGA UTILIZADOS NA COMPOSIÇÃO DOS AÇOS E PORQUE :


5) CITE OS TRÊS TIPOS DE AÇO INOXDAVÉIS EXISTENTES E SEUS PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA.

6) DEFINA O AÇO CARBONO

7) QUAIS OS TIPOS DE FERRO FUNDIDO EXISTENTES? CITE TRÊS APLICAÇÕES.

8) COMPLETE A COLUNA ABAIXO:

(1) RESISTÊNCIA MECÂNICA ( ) a resistência do material de se deformar ( permanentemente) antes da ruptura

(2) DUREZA ( ) É a capacidade do material de se deformar e recuperar a forma original com a retirada da força

(3)PLASTICIDADE ( ) É a dureza que um material se opõe à penetração de um penetrador.

(4)TENACIDADE( ) É a capacidade do material sofrer grandes deformações e suportar tensões dentro do regime lasticos

(5)RESILIÊNCIA ( ) É a capacidade de pouco se deformar antes da ruptura

(6)RESISTÊNCIA AO IMPACTO ( ) É a capacidade que o material tem de suportar uma força e não se romper

(7)FRAGILIDADE( ) É a capacidade do material suportar grandes tensões com grandes deformações do regime elástico.

( ) É a capacidade que o material tem de resistir à mudança de forma

( ) É a resistência que o material tem de se opor ao desgaste por atrito

( ) É a deformação do material que progride lenta e continuamente até ocorrer um estrangulamento,

com consequente redução de área da seção reta transversal. Esta diretamente ligada aos movimentos das discordâncias

em temperaturas baixas

9) DEFINA A FALHA CONHECIDA COMO FADIGA

10) CITE TRÊS NORMAS PARA ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS FERROSOS

11) CITE TRÊS TIPO DE TRATAMENTO TERMICO


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TECNOLOGIA DOS MATERIAIS C.H: 50h - …onnzeengenharia.com.br/...20Complementar_20Tecnologia_20Materiais.pdf• PROCESSO SIDERURGICOS ... baixo de produção e as múltiplas propriedades