Escola Técnica SENAI Santo Amaro     Materiais de construção mecânica•Instrutor Diego Santana
HISTÓRICO Origem A primeira vez que o homem viu o ferro foi sob a forma de  meteoritos. Daí a palavra “siderurgia”, pois...
HISTÓRICO Início da Industrialização: Os Hititas, em,  aproximadamente, 1700 a.C., aqueciam uma mistura de  minério de fe...
HISTÓRICO• O que restava da massa de ferro era depois forjado na  forma de punhais, espadas, utensílios e armaduras de  ma...
Metalurgia Extrativa
Os minérios e o Brasil• Em 1554, o Pe. Anchieta  notificou a existência de  depósitos de prata e minério  de ferro no atua...
METAIS FERROSOS•São materiais que tem como elemento principal o ferro (Fe).São eles:•Ferro fundido: é uma liga ferro – car...
MATÉRIAS - PRIMAS PARA OBTENÇÃO DO    FERRO GUSA NA SIDERURGIA Minério de Ferro Carvão Calcário
MINÉRIO DE FERRO• Os minerais que contém ferro em quantidade apreciável são os  óxidos, silicatos,carbonatos, sulfetos. O ...
CARVÃOO carvão coque ou de madeira é utilizado no  alto-forno e tem as seguintes funções:• Fornecedor de calor para combus...
CARVÃOO carvão utilizado no alto-forno, pode ser obtido de duas   formas:1- Queima da madeira (carvão vegetal);2- Através ...
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO CARVÃO         VEGETAL E MINERAL•Carvão mineral (%)                      •Carvão vegetal
CALCÁRIO (CaCO3)• Assume o papel de fundente que é  combinar-se com as impurezas (gangas) do  minério e com as cinzas do c...
•PRODUÇÃO DO FERRO GUSA:                                                      ALTO - FORNO                                ...
CONSTRUÇÃO DO ALTO FORNOÉ composto por três partes principais:1- Cadinho: parte do alto forno onde se acumulam o metal fun...
CARREGAMENTO DO ALTO FORNO •O sistema copo e cone tem por função realizar uma distribuição uniforme da carga para evitar a...
CARGAS E PRODUTOS RESULTANTES DE UM ALTO FORNO
•FORNOSPRIMITIVOS
Forja Catalã• A forja catalã foi desenvolvida no século VI da era cristã (período  que correspondia à Idade Média), na Eur...
OBTENÇÃO DO AÇOO ferro gusa é uma liga ferro-carbono, na qual o carbono   e impurezas normais ( Si, Mn, P, S), se encontra...
OBTENÇÃO DO AÇO• Dependendo da composição do ferro gusa e do  tipo de aço desejado, pode - se considerar  ainda outra divi...
1- PROCESSOS PNEUMÁTICOS• O princípio básico de  qualquer um dos processos  pneumáticos é introduzir ar  ou oxigênio, pelo...
•CONVERSOR BESSEMER•É um processo pneumático tradicional que tem o nome de seuinventor, em 1847, na Inglaterra. Na mesma é...
•REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DAS MODIFICAÇÕES DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO METAL QUE OCORREMDURANTE A OPERAÇÃO DOS CONVERSORES.
CONVERSOR THOMAS• Este processo,patenteado em 1879, na Inglaterra, diferencia – se  do Bessemer por apresentar revestiment...
PROCESSO SIEMENS - MARTIN
PROCESSO SIEMENS - MARTIN• O princípio deste processo consiste em aquecer uma  determinada carga de material ferroso num “...
PROCESSO ELÉTRICO•FORNO DE ARCO ELÉTRICO   •Consiste numa carcaça cilíndrica de aço. A                          parte infe...
FORNO ELÉTRICO A ARCO          •Os fornos elétricos a arco são          dimensionados em termos de          diâmetro de ca...
PROCESSO DUPLEX• Consiste na combinação de dois processos,  como por exemplo conversor Bessemer ácido e  Siemens – Martin ...
AÇOS –LIGAS• Aços que sofreram adição de outros  elementos, tais como, Al, Ni, Cr, Mo, V,  Cu, Co, W, com o objetivo de me...
VANTAGENS DOS AÇOS LIGAS•   Melhor usinabilidade•   Melhor temperabilidade•   Melhor capacidade de corte•   Melhor resistê...
INFLUÊNCIA NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS
TABELA AÇOS - LIGAS
OBTENÇÃO DO FERRO FUNDIDO• O ferro fundido é obtido diminuindo-se a porcentagem de carbono  do ferro gusa.• É portanto um ...
OBTENÇÃO DO FERRO FUNDIDO    •FORNO CUBILÔ• O seu diâmetro interno pode  chegar a 1,80 m e a altura e a  altura superar a ...
FORNO CUBILÔ Para a produção de ferro fundido com a seguinte composição:A carga total do cubilô é a seguinte:
FERROS FUNDIDOS• São considerados os seguintes tipos de  ferros fundidos:•   Ferro fundido branco•   Ferro fundido cinzent...
FERRO FUNDIDO BRANCO• Propriedades : elevadas dureza e resistência  ao desgaste, difícil usinabilidade.• Suas aplicações: ...
FERRO FUNDIDO CINZENTO•   Propriedades :Pela sua fácil fusão e moldagem,    excelente usinabilidade, resistência mecânica ...
FERRO MALEÁVEL•   Resulta de um ferro fundido branco, o qual é sujeito a um    tratamento térmico especial de longa duraçã...
FERRO NODULAR•   Propriedades :Também chamado de ferro fundido    dúctil e caracteriza-se por excelente resistência    mec...
MICROESTRUTURA DOS FERROS FUNDIDOS
TABELA FERROS FUNDIDOSTipo                 C             Si            Mn             P               SCinzento           ...
METAIS NÃO FERROSOS• Como o próprio nome já diz, são metais  que em sua composição química, não  existe o elemento ferro. ...
PROPRIEDADES    MECÂNICAS DOS METAIS                   POR QUE ESTUDAR? A determinação e/ou conhecimento das propriedades...
PRINCIPAIS PROPRIEDADES          MECÂNICASResistência MecânicaDurezaPonto de FusãoPlasticidadeMaleabilidadeDuctilida...
RESISTÊNCIA MECÂNICAResistência mecânica de uma estrutura é a sua capacidade de suportar as solicitações externas sem que...
DUREZA Capacidade de um material resistir à penetração. É a resistência à deformação plástica permanente; É a resistênc...
PONTO DE FUSÃOTemperatura na qual o metal passa do estado sólido para o estado líquido.
PLASTICIDADEPropriedade do material de se deformar de maneira irreversível, quando submetido à solicitações externas.
MALEABILIDADEA maleabilidade é uma propriedade que junto a ductilidade apresentam os corpos ao serem moldados por deforma...
DUCTILIDADECapacidade de um material deformar plasticamente sem sofrer fratura.
TENACIDADECorresponde à capacidade do material de absorver energia até sua ruptura
RESILIÊNCIACorresponde à capacidade do material de absorver energia, quando este é deformado elasticamente.Materiais res...
SOLDABILIDADEA boa soldabilidade de um aço é associada à pouca transformação da estrutura cristalina na execução da solda
COMO DETERMINAR AS PROPRIEDADESMECÂNICAS DE UM MATERIAL?São determinadas através de Ensaios Mecânicos, onde são utilizado...
ENSAIOS DE TRAÇÃO• Determinação das  Propriedades Mecânicas:1. Resistência;2. Elasticidade;3. Rigidez;4. Ductilidade;5. Re...
•ENSAIOS DE TRAÇÃOCorpo de provafixado namáquina de tração  Extensômetro                     estricção
•ENSAIO DE TRAÇÃO DE UM AÇO DE BAIXO CARBONO                   Encruamento    LR             (Fase Plástica)              ...
•CÁLCULO DA DUCTILIDADE ( DEFORMAÇÃO) PELOALONGAMENTO “A”A % = comprimento final (lf) – comprimento inicial (l0)          ...
Ensaio de Dobramento
Descrição do ensaio• O ensaio de dobramento fornece uma indicação  qualitativa da ductilidade do material;• Não determina ...
Ensaio de Dureza BrinellConsiste em comprimir lentamente, pormeio de uma carga P, uma esfera de aço,de diâmetro D, sobre u...
REPRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS•HB + diâmetro da esfera + carga + tempo de aplicação da carga•Exemplo: 85 HB 10 / 500...
DURÔMETROS
•BIBLIOGRAFIA•   Tecnologia Mecânica, Chiaverini 3.•   Tecnologia Mecânica, Chiaverini 2.•   Engenharia de materiais, Call...
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  1. 1. Escola Técnica SENAI Santo Amaro Materiais de construção mecânica•Instrutor Diego Santana
  2. 2. HISTÓRICO Origem A primeira vez que o homem viu o ferro foi sob a forma de meteoritos. Daí a palavra “siderurgia”, pois Sidus significa estrela, em Latim; Primeiras evidências de uso: China e Índia (a 2000 anos antes de Cristo);
  3. 3. HISTÓRICO Início da Industrialização: Os Hititas, em, aproximadamente, 1700 a.C., aqueciam uma mistura de minério de ferro e carvão vegetal em um buraco no solo. Obtinham, assim, uma massa pastosa que era, em seguida, batida para desprender as impurezas e escórias.
  4. 4. HISTÓRICO• O que restava da massa de ferro era depois forjado na forma de punhais, espadas, utensílios e armaduras de malha.
  5. 5. Metalurgia Extrativa
  6. 6. Os minérios e o Brasil• Em 1554, o Pe. Anchieta notificou a existência de depósitos de prata e minério de ferro no atual estado de SP.• A produção de ferro (magnetita) só começou em 1587 por Afonso Sardinha.• Depois de Afonso Sardinha, a produção de ferro estagnou, só sendo retomada no século seguinte.• Hoje, o Brasil é considerado o 9º produtor mundial.
  7. 7. METAIS FERROSOS•São materiais que tem como elemento principal o ferro (Fe).São eles:•Ferro fundido: é uma liga ferro – carbono com teores decarbono entre 2,11% a 6,67%•Aço: é uma liga ferro – carbono com teores de carbonovariando entre 0,008% a 2,11%.•O ferro fundido e o aço são produzidos a partir da obtençãodo ferro gusa.
  8. 8. MATÉRIAS - PRIMAS PARA OBTENÇÃO DO FERRO GUSA NA SIDERURGIA Minério de Ferro Carvão Calcário
  9. 9. MINÉRIO DE FERRO• Os minerais que contém ferro em quantidade apreciável são os óxidos, silicatos,carbonatos, sulfetos. O óxido é o mais importante do ponto de vista siderúrgico.Os principais óxidos são:• Magnetita (óxido ferroso - férrico), de fórmula Fe3O4 contendo 72,4 % Fe.• Hematita (óxido férrico), de fórmula Fe2O3 contendo 69,9% Fe.• Limonita (óxido Hidratado de ferro), de fórmula 2Fe2O3 3H2O contendo em média 48,3 % Fe
  10. 10. CARVÃOO carvão coque ou de madeira é utilizado no alto-forno e tem as seguintes funções:• Fornecedor de calor para combustão;• Fornecedor do carbono para redução do óxido de ferro,• Indiretamente, fornecedor do carbono como principal elemento de liga do ferro gusa. Carvão mineral Carvão vegetal
  11. 11. CARVÃOO carvão utilizado no alto-forno, pode ser obtido de duas formas:1- Queima da madeira (carvão vegetal);2- Através de um processo de aquecimento a altas temperaturas da Hulha (carvão mineral). À esse processo, dá- se o nome de coqueificação originando assim, o coque (carvão mineral depois do processo de aquecimento).• O coque e o carvão de madeira permitem que temperaturas mais elevadas sejam atingidas,dentro do alto-forno. Por serem menos inflamáveis do que os produtos naturais que os originam.
  12. 12. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO CARVÃO VEGETAL E MINERAL•Carvão mineral (%) •Carvão vegetal
  13. 13. CALCÁRIO (CaCO3)• Assume o papel de fundente que é combinar-se com as impurezas (gangas) do minério e com as cinzas do carvão. Formando as chamadas “escórias”. •Composição média do Calcário para uso em alto-forno
  14. 14. •PRODUÇÃO DO FERRO GUSA: ALTO - FORNO É o principal aparelho utilizado para a produção do ferro gusa. •Nele, ocorre as reações, essencialmente, de redução dos óxidos dos minérios de ferro, mediante o uso do material à base de carbono (carvão). •Da mesma forma, indiretamente, nele ocorre o suprimento de carbono para as ligas ferro – carbono que são os principais produtos do alto forno.Seção transversal de um alto forno moderno.
  15. 15. CONSTRUÇÃO DO ALTO FORNOÉ composto por três partes principais:1- Cadinho: parte do alto forno onde se acumulam o metal fundido e a escória, resultante das reações que ocorrem no interior do alto forno. O diâmetro do cadinho, dependendo da capacidade do forno, pode ser mais ou menos igual ou maior que 10 metros. A altura do cadinho supera frequentemente 4 metros.2- Rampa: tem formato tronco – cônico; suas dimensões variam desde o diâmetro do cadinho até acima de 10,5 metros. Sua altura pode superar 4 metros. A inclinação da rampa é da ordem de 800 a 820 em relação à horizontal.3- Cuba : também de forma tronco – cônica tem a seção menor voltada para cima, no topo ou goela. Sua altura, a partir da rampa, pode chegar a 25 metros. Em consequência, a altura do alto forno, compreendendo o cadinho, rampa e cuba, supera 30 metros aos quais devem juntar – se 4,5 a 5 metros do fundo do cadinho ao piso do chão.
  16. 16. CARREGAMENTO DO ALTO FORNO •O sistema copo e cone tem por função realizar uma distribuição uniforme da carga para evitar a saída de gases para a atmosfera
  17. 17. CARGAS E PRODUTOS RESULTANTES DE UM ALTO FORNO
  18. 18. •FORNOSPRIMITIVOS
  19. 19. Forja Catalã• A forja catalã foi desenvolvida no século VI da era cristã (período que correspondia à Idade Média), na Europa.• Obtinha-se um tipo grosseiro de aço pela redução direta do minério, sem a obtenção intermediária de ferro gusa. A liga pastosa, ao solidificar, tornava-se frágil e quebradiça. • Forja catalã. Utilizava 4 kg de carvão para 1 kg de ferro
  20. 20. OBTENÇÃO DO AÇOO ferro gusa é uma liga ferro-carbono, na qual o carbono e impurezas normais ( Si, Mn, P, S), se encontram em teores elevados. A sua transformação em aço, que é uma liga de mais baixos teores de C, Si, Mn, P, S, corresponde a um processo de oxidação o qual consegue diminuir o percentual destes elementos até valores desejados. Os agentes oxidantes usados para a transformação do ferro gusa em aço podem ser de natureza gasosa, como o ar e oxigênio, ou podem ser de natureza sólida, como minérios na forma de óxidos. Assim, os processos para a produção do aço podem ser classificados de acordo com o agente utilizado.1- Processos pneumáticos: onde o agente oxidante pode ser o ar ou o oxigênio.2- Processos Siemens – Martin, elétrico, duplex, etc., em que os agentes oxidantes são substâncias sólidas contendo óxidos.
  21. 21. OBTENÇÃO DO AÇO• Dependendo da composição do ferro gusa e do tipo de aço desejado, pode - se considerar ainda outra divisão dos processos de sua fabricação, qualquer que seja o tipo de forno:3- Processos ácidos: em que podem ser diminuídos ou removidos facilmente os elementos, C, Si e Mn, não acontecendo, também o mesmo com os elementos P e o S.4- Processos básicos: em que todos os elementos citados podem ser reduzidos aos valores desejados.
  22. 22. 1- PROCESSOS PNEUMÁTICOS• O princípio básico de qualquer um dos processos pneumáticos é introduzir ar ou oxigênio, pelo fundo, lateralmente ou pelo topo, por intermédio de uma “lança”.
  23. 23. •CONVERSOR BESSEMER•É um processo pneumático tradicional que tem o nome de seuinventor, em 1847, na Inglaterra. Na mesma época um outroforno análogo ao de Bessemer foi desenvolvido, nos EUA, porKelly. •A capacidade da maioria dos conversores Bessemer variam entre 25 a 30 t. •Composição do ferro gusa no conversor, para operação nas melhores condições:
  24. 24. •REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DAS MODIFICAÇÕES DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO METAL QUE OCORREMDURANTE A OPERAÇÃO DOS CONVERSORES.
  25. 25. CONVERSOR THOMAS• Este processo,patenteado em 1879, na Inglaterra, diferencia – se do Bessemer por apresentar revestimento de dolomita, de natureza básica.• As características físicas e o sistema de sopragem são iguais.• O ponto final de operação de ambos os conversores é determinado pela inspeção visual da chama.• Para um conversor de 40 t, o tempo de sopro varia entre 15 a 16 minutos.• A principal diferença entre o conversor Thomas e o Bessemer reside na reações químicas que permite, no primeiro, a remoção do fósforo, pela utilização de cal a qual é possível porque o forno é revestido de material refratário de natureza básica; e igualmente na remoção do enxofre. A oxidação ou remoção do carbono, manganês e silício é processada de modo idêntico ao Bessemer.
  26. 26. PROCESSO SIEMENS - MARTIN
  27. 27. PROCESSO SIEMENS - MARTIN• O princípio deste processo consiste em aquecer uma determinada carga de material ferroso num “forno de sola” (open - hearth), mediante um combustível (geralmente gasoso), em mistura com ar, ambos previamente aquecidos em “recuperadores” ou em “regeneradores”, de modo a atingir – se uma temperatura de vazamento de aproximadamente 16500 C.• A carga consiste em ferro gusa (sólido ou líquido) e sucata sólida.• Esse processo pode superar 200 t por operação.• Esse processo está sendo paulatinamente descontinuado pelas maiores vantagens dos processos pneumáticos.
  28. 28. PROCESSO ELÉTRICO•FORNO DE ARCO ELÉTRICO •Consiste numa carcaça cilíndrica de aço. A parte inferior do forno,soleira, é constituída de um revestimento refratário de natureza básica, de natureza básica ou ácida. As partes laterais e a cobertura ( abóbada) são revestidas de tijolos refratários tipo silicoso. •O sistema de aquecimento compreende três eletrodos, igualmente espaçados, cada um dos quais ligado a uma fase de um suprimento trifásico de eletricidade. •Os eletrodos podem ser de carbono ou de grafita, sendo preferível esta última por possuir maior resistência e condutividade elétrica mais elevada. O efeito de aquecimento é produzido por arcos que se formam entre os três eletrodos. •A faixa de voltagem vai de 90 a 500 volts. As condições de fusão são controladas pela variação de voltagem aplicada e pelo ajuste automático da posição ou altura dos eletrodos.
  29. 29. FORNO ELÉTRICO A ARCO •Os fornos elétricos a arco são dimensionados em termos de diâmetro de carcaça; isso determina a capacidade em toneladas do metal líquido do forno. •EXEMPLO: Um forno com diâmetro de 2,75 m tem uma capacidade de 10 a 12 t de metal líquido. Um forno com diâmetro de 3,35 m tem uma capacidade de 22 e 26 t. •A produção por hora depende da energia disponível; em média, a produção de 1 t/h exige cerca de 1000 kVA de capacidade de transformador. •Funde qualquer tipo de sucata.
  30. 30. PROCESSO DUPLEX• Consiste na combinação de dois processos, como por exemplo conversor Bessemer ácido e Siemens – Martin básico.• No Bessemer, o ferro gusa proveniente do alto forno, é inteiramente oxidado, de modo a reduzir ao mínimo os teores de silício e manganês e oxidar grande parte do carbono.• A seguir, o material é transferido ao forno Siemens – Martin básico onde o restante do carbono e fósforo são oxidados. O aço é então acabado, recarbonetado e recebe as adições finais de ferros – ligas.
  31. 31. AÇOS –LIGAS• Aços que sofreram adição de outros elementos, tais como, Al, Ni, Cr, Mo, V, Cu, Co, W, com o objetivo de melhorar suas propriedades mecânicas.
  32. 32. VANTAGENS DOS AÇOS LIGAS• Melhor usinabilidade• Melhor temperabilidade• Melhor capacidade de corte• Melhor resistência ao desgaste• Melhor resistência à corrosão
  33. 33. INFLUÊNCIA NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS
  34. 34. TABELA AÇOS - LIGAS
  35. 35. OBTENÇÃO DO FERRO FUNDIDO• O ferro fundido é obtido diminuindo-se a porcentagem de carbono do ferro gusa.• É portanto um ferro de segunda fusão.• A fusão do ferro gusa, para a obtenção do ferro fundido, é feita em fornos apropriados sendo o mais comum, o forno “Cubilô”.
  36. 36. OBTENÇÃO DO FERRO FUNDIDO •FORNO CUBILÔ• O seu diâmetro interno pode chegar a 1,80 m e a altura e a altura superar a 15 metros.• Sua capacidade de fusão varia de 1 t /h até cerca de 50 t /h.• A carga é composta de metal, combustível ( carvão coque) e uma substância fundente (para facilitar a separação das impurezas do metal e do carvão e formar escória)• A composição da carga depende da experiência. FORNO CUBILÔ
  37. 37. FORNO CUBILÔ Para a produção de ferro fundido com a seguinte composição:A carga total do cubilô é a seguinte:
  38. 38. FERROS FUNDIDOS• São considerados os seguintes tipos de ferros fundidos:• Ferro fundido branco• Ferro fundido cinzento• Ferro maleável• Ferro nodular
  39. 39. FERRO FUNDIDO BRANCO• Propriedades : elevadas dureza e resistência ao desgaste, difícil usinabilidade.• Suas aplicações: revestimento de moinhos, bolas para moinhos de bola, cilindros de laminação para borracha, vidro, linóleo, plásticos e metais, rodas de vagões, peças empregadas em equipamento para britamento de minérios, moagem de cimento etc.
  40. 40. FERRO FUNDIDO CINZENTO• Propriedades :Pela sua fácil fusão e moldagem, excelente usinabilidade, resistência mecânica satisfatória, boa resistência ao desgaste e boa capacidade de amortecimento, é dentre os ferros fundidos, a mais usada.• Aplicações: bases de máquinas, carcaças metálicas, barramentos, cabeçotes, mesas de máquinas operatrizes, engrenagens, virabrequins, bases pesadas e colunas de máquinas, buchas grandes, blocos de motor, anéis de pistão, produtos sanitários, tampas de poços de inspeção, tubos, conexões, carcaças de compressores, rotores, pistões hidráulicos, engrenagens, eixos de comando de válvulas
  41. 41. FERRO MALEÁVEL• Resulta de um ferro fundido branco, o qual é sujeito a um tratamento térmico especial de longa duração chamado “maleabilização”. É considerado um material intermediário entre o aço e o ferro fundido cinzento.• Propriedades: ductilidade e tenacidade, resistência a tração, resistência a fadiga, resistência ao desgaste e usinabilidade.• Aplicações: conexões para tubulações hidráulicas, conexões em linhas de transmissão elétrica, correntes, suportes de molas, caixas de direção e de diferencial, cubos de rodas, sapatas de freios, pedais de freio e de embreagem, colares de tratores, caixas de engrenagens etc.
  42. 42. FERRO NODULAR• Propriedades :Também chamado de ferro fundido dúctil e caracteriza-se por excelente resistência mecânica, tenacidade e ductilidade• Os processos de nodulização desses materias consiste na adição, no metal fundido, de determinadas ligas contendo magnésio, cério, cálcio, lítio, sódio ou bário.• Aplicações: peças sujeitas a pressão, como compressores, lingueteiras e bielas e outros tipos de peças que exijam maior resistência ao choque, como virabrequins, matrizes, mancais, polias, rodas dentadas, engates, sapatas, tambores de freio etc
  43. 43. MICROESTRUTURA DOS FERROS FUNDIDOS
  44. 44. TABELA FERROS FUNDIDOSTipo C Si Mn P SCinzento 2,5 - 4,0 % 1,0 - 3,0 % 0,2 - 1,0 % 0,002 - 1,0 % 0,02 - 0,25 %Grafítico compacto 2,5 - 4,0 % 1,0 - 3,0 % 0,2 - 1,0 % 0,01 - 0,1% 0,01 - 0,03 %Dúctil 3,0 - 4,0 % 1,8 - 2,8 % 0,1 - 1,0 % 0,01 - 0,1 % 0,01 - 0,03 %Branco 1,8 - 3,6 % 0,5 - 1,9 % 0,25 - 0,8 % 0,06 - 0,2 % 0,06 - 0,2 %Maleável 2,2 - 2,9% 0,9 - 1,9 % 0,15 - 1,2 % 0,02 - 0,2 % 0,02 - 0,2%
  45. 45. METAIS NÃO FERROSOS• Como o próprio nome já diz, são metais que em sua composição química, não existe o elemento ferro. Ou em quantidade desprezível. São os mais comuns:• Cobre (Cu)• Alumínio (Al)• Zinco (Zn)• Chumbo (Pb)
  46. 46. PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS POR QUE ESTUDAR? A determinação e/ou conhecimento das propriedadesmecânicas é muito importante para a escolha do materialpara uma determinada aplicação, bem como para oprojeto e fabricação do componente. As propriedades mecânicas definem o comportamentodo material quando sujeitos à esforços mecânicos, poisestas estão relacionadas à capacidade do material deresistir ou transmitir estes esforços aplicados sem rompere sem se deformar de forma incontrolável.
  47. 47. PRINCIPAIS PROPRIEDADES MECÂNICASResistência MecânicaDurezaPonto de FusãoPlasticidadeMaleabilidadeDuctilidadeSoldabilidadeTenacidadeResiliência
  48. 48. RESISTÊNCIA MECÂNICAResistência mecânica de uma estrutura é a sua capacidade de suportar as solicitações externas sem que estas venham a lhe causar deformações plásticas (deformações irreversíveis).
  49. 49. DUREZA Capacidade de um material resistir à penetração. É a resistência à deformação plástica permanente; É a resistência ao risco ou a capacidade de riscar; Dureza é a propriedade característica de um material sólido, que expressa sua resistência a deformações permanentes e está diretamente relacionada com a força de ligação dos átomos.
  50. 50. PONTO DE FUSÃOTemperatura na qual o metal passa do estado sólido para o estado líquido.
  51. 51. PLASTICIDADEPropriedade do material de se deformar de maneira irreversível, quando submetido à solicitações externas.
  52. 52. MALEABILIDADEA maleabilidade é uma propriedade que junto a ductilidade apresentam os corpos ao serem moldados por deformação. Um corpo maleável,permite a formação de delgadas lâminas do material sem que este se rompa.
  53. 53. DUCTILIDADECapacidade de um material deformar plasticamente sem sofrer fratura.
  54. 54. TENACIDADECorresponde à capacidade do material de absorver energia até sua ruptura
  55. 55. RESILIÊNCIACorresponde à capacidade do material de absorver energia, quando este é deformado elasticamente.Materiais resilientes são aqueles que têm alto limite de elasticidade e baixo módulo de elasticidade (como os materiais utilizados para molas)
  56. 56. SOLDABILIDADEA boa soldabilidade de um aço é associada à pouca transformação da estrutura cristalina na execução da solda
  57. 57. COMO DETERMINAR AS PROPRIEDADESMECÂNICAS DE UM MATERIAL?São determinadas através de Ensaios Mecânicos, onde são utilizados corpos de prova (amostras do material do produto). Geralmente, usa-se normas técnicas para o procedimento das medidas e confecção do corpo de prova para garantir que os resultados sejam comparáveis.As normas mais comuns são: ASTM (American Society for Testing and Materials), ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)
  58. 58. ENSAIOS DE TRAÇÃO• Determinação das Propriedades Mecânicas:1. Resistência;2. Elasticidade;3. Rigidez;4. Ductilidade;5. Resiliência;6. Tenacidade;
  59. 59. •ENSAIOS DE TRAÇÃOCorpo de provafixado namáquina de tração Extensômetro estricção
  60. 60. •ENSAIO DE TRAÇÃO DE UM AÇO DE BAIXO CARBONO Encruamento LR (Fase Plástica) Estricção (instabilidade) LE ruptura Tenacidade (fratura) Tensão (MPa) Escoamento Fase Elástica : = E  (Lei de Hooke) (E = módulo de elasticidade) Resiliência Deformação (%) ductilidade (alongamento) E médio dos aços = 21.000 kgf/mm2 = 210.000 MPa = 210 GPa
  61. 61. •CÁLCULO DA DUCTILIDADE ( DEFORMAÇÃO) PELOALONGAMENTO “A”A % = comprimento final (lf) – comprimento inicial (l0) comprimento inicial (l0)
  62. 62. Ensaio de Dobramento
  63. 63. Descrição do ensaio• O ensaio de dobramento fornece uma indicação qualitativa da ductilidade do material;• Não determina nenhum valor numérico;• Na maioria das vezes a carga não precisa ser medida;• A severidade do processo depende do diâmetro do cutelo;• O dobramento sem cutelo é chamado de dobramento sobre si mesmo;• A analise é feita a olho nu;• O dobramento pode ser realizado em qualquer ponto ou qualquer direção do corpo de prova.
  64. 64. Ensaio de Dureza BrinellConsiste em comprimir lentamente, pormeio de uma carga P, uma esfera de aço,de diâmetro D, sobre uma superfícieplana, polida ou pelo menos preparadacom esmeril fino ou com lima tipo murça,de um corpo de prova ou peça, durantecerto intervalo de tempo.
  65. 65. REPRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS•HB + diâmetro da esfera + carga + tempo de aplicação da carga•Exemplo: 85 HB 10 / 500 / 30
  66. 66. DURÔMETROS
  67. 67. •BIBLIOGRAFIA• Tecnologia Mecânica, Chiaverini 3.• Tecnologia Mecânica, Chiaverini 2.• Engenharia de materiais, Callister.• Curso básico de siderurgia Gerdau.• Google imagens.
  68. 68. Fim
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