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
Somente para uso interno.
Introdução:
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
• 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)
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
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.
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Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
Operações Siderúrgicas
Filme 02
Filme 03
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Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
LAMINAÇÃO
Somente para uso interno.
MATÉRIA-PRIMAAs matérias-primas básicas da usinas integradas são:
Minério de ferro;
Carvão;
Calcário.
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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 (´oxido ferroso-f´errico) de f´ormula Fe3O4 , contendo
72,4% Fe.
• Hematita (´oxido f´errico), de f´ormula Fe3O3 , contendo 69,9% Fe
• Limonita (´oxido hidratado de ferro), de formula 2Fe2O3 3H2O,
contendo, em m´edia, 48,3% Fe.
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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.
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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
Somente para uso interno.
Filme 04
Somente para uso interno.
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.
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Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
FILME 05
Somente para uso interno.
Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
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 e´um importante
insumo para a própria usina.
O processo de coqueificação consiste no
aquecimento do carvão mineral na ausência da ar.
Filme 06
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
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
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
Filme 07
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
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.
Filme 08
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
Matéria Prima
Sinterização
Coqueria Alto forno
Aciaria
Refino Secundário
Lingotamento
Laminação
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
Propriedades Mecânicas
Propriedades Tecnológicas
Propriedades Térmicas
Propriedades Elétricas
Propriedades Químicas
Propriedades Físicas
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
• Resistência Mecânica – É a capacidade que o material tem de
suportar uma força e não se romper
* Tração
* Compressão
* Cisalhamento
Somente para uso interno.
• 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
Somente para uso interno.
• 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
Somente para uso interno.
• 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.
Somente para uso interno.
Propriedades Tecnológicas
Somente para uso interno.
* Soldabilidade
* Fusibilidade
* Temperabilidade
* Usinabilidade
* Fadiga
Somente para uso interno.
* 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
Somente para uso interno.
* 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).
Somente para uso interno.
* Usinabilidade
É a propriedade de que se relaciona com a resistência oferecida ao
corte e ´e 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.
Somente para uso interno.
* 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.
Somente para uso interno.
* 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.
• 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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
ESTRUTURAS CRISTALINA
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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).
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
O cromo, o ferro e o tungstênio, assim como diversos outros metais, exibem
uma estrutura cristalina do tipo CCC.
Cúbica de Corpo Centrado (CCC)
Somente para uso interno.
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:
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
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.
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
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)
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
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.
Somente para uso interno.
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.
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.
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
* 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
Somente para uso interno.
• 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
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
• 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
Somente para uso interno.
• 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.
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.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
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.
Somente para uso interno.
”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 ´uteis 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.
Somente para uso interno.
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 ´e
bastante elevada (entre 170 e 220 ºC).
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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.
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
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
• 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.
Somente para uso interno.
• 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%.
Somente para uso interno.
• 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.
Somente para uso interno.
• 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.
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
• APRESENTAR ARQUIVO DIAGRAMA
DE FASES MICROESTRUTURA
• APRESENTAR ARQUIVO DIAGRAMA
FeC
Somente para uso interno.
Somente para uso interno.
Os principais tratamentos térmicos abordados neste capitulo são:
Recozimento ( Sub critico , Alivio de tensões)
Normalização
Tempera
Revenimento
Austempera
Martenpera
Carbonetação ou Cementação
Cianetação
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.
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 :
Somente para uso interno.
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
Somente para uso interno.