Profª Janaína Araújo
MATERIAIS METÁLICOS
1. METAIS FERROSOSFerro
Não é encontrado puro na natureza. Encontra-se geralmente combinado com outros elementos formando rochas as quais dá-se o nome de MINÉRIO.
Minério de ferroRetirado do subsolo, porém muitas vezes é encontrado
exposto formando verdadeiras montanhas. Principais minérios: Hematita e Magnetita.Para retirar as impurezas, o minério é lavado, partido
em pedaços menores e em seguida levados para a usina siderúrgica.
1. METAIS FERROSOSObtenção do ferro gusa
Na usina, o minério é derretido num forno denominado ALTO FORNO.
No alto forno, já bastante aquecido, o minério é depositado em camadas sucessivas, intercaladas com carvão coque (combustível) e calcário (fundente)
Estando o alto forno carregado, por meio de dispositivo especial injeta-se ar em seu interior. O ar ajuda a queima do carvão coque, que ao atingir 1200ºC derrete o minério.
1. METAIS FERROSOSObtenção do ferro gusa
O ferro ao derreter-se deposita-se no fundo do alto forno. A este ferro dá-se o nome de ferro-gusa ou simplesmente gusa.
As impurezas ou escórias por serem mais leves, flutuam sobre o ferro gusa derretido.
Através de duas aberturas especiais, em alturas diferentes são retiradas, primeiro a escória e em seguida o ferro-gusa que é despejado em panelas chamadas CADINHOS.
1. METAIS FERROSOSObtenção do ferro gusa
O ferro-gusa derretido é levado no cadinho e despejado em formas denominadas lingoteiras.
Uma vez resfriado, o ferro-gusa é retirado da lingoteira recebendo o nome de LINGOTE DE FERRO GUSA.
A seguir são armazenados para receberem novos tratamentos, pois este tipo de ferro, nesta forma, é usado apenas na confecção de peças que não passarão por processos de usinagem.
1. METAIS FERROSOSFerro fundido
Liga de ferro - carbono que contém de 2 a 4,5% de carbono. O ferro fundido é obtido diminuindo-se a porcentagem de carbono do ferro gusa. É portanto um ferro de segunda fusão.
A fusão de ferro gusa, para a obtenção do ferro fundido, é feita em fornos apropriados sendo o mais comum o forno “CUBILÔ”.
O ferro fundido tem na sua composição maior porcentagem de ferro, pequena porcentagem de carbono, silício, manganês, enxofre e fósforo.
1. METAIS FERROSOSAço
Um dos mais importantes materiais metálicos usados na indústria mecânica. É usado na fabricação de peças em geral.
Obtém-se o aço abaixando-se a porcentagem de carbono do ferro gusa.
A porcentagem de carbono no aço varia entre 0,05% a 1,7%.
1. METAIS FERROSOSPrincipais características do aço:
Pode ser trabalhado com ferramenta de corte;Pode ser curvado;Pode ser dobrado;Pode ser forjado;Pode ser soldado;Pode ser laminado;Pode ser estirado (trefilado);Possui grande resistência à tração;
1. METAIS FERROSOSAço ao carbono
São os que contém além do ferro, pequenas porcentagens de carbono, manganês, silício, enxofre e fósforo.
Os elementos mais importantes do aço ao carbono são o ferro e o carbono. O manganês e silício melhoram a qualidade do aço, enquanto que o enxofre e o fósforo são elementos prejudiciais.
Ferro - É o elemento básico da liga.Carbono - Depois do ferro é o elemento mais
importante do aço.A quantidade de carbono define a resistência do aço.
1. METAIS FERROSOSFormas comerciais do aço
Para os diferentes usos industriais, o aço é encontrado no comércio na forma de vergalhões, perfilados, chapas, tubos e fios.
Vergalhões - são barras laminadas em diversos perfis, sem tratamento posterior à laminação.
1. METAIS FERROSOSFormas comerciais do aço
Perfilados - São vergalhões laminados em perfis especiais tais como: L (cantoneira), U, T, I (duplo T), Z.
1. METAIS FERROSOSChapas - São laminados planos, encontradas no
comércio nos seguintes tipos:Chapas pretas - sem acabamento após a laminação,
sendo muito utilizadas nas indústrias.Chapas galvanizadas - recebem após a laminação uma
fina camada de zinco. São usadas em locais sujeitos a umidade, tais como calhas e condutores etc.
Chapas estanhadas - também conhecidas como Folhas de Flandres ou latas. São revestidas com uma fina camada de estanho. São usadas principalmente na fabricação de latas de conservas devido sua resistência à umidade e corrosão.
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS
Profª Janaína Araújo
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Definem o comportamento do material quando
sujeitos à esforços mecânicos, pois estas estão
relacionadas à capacidade do material de resistir
ou transmitir estes esforços aplicados sem
romper e sem se deformar de forma
incontrolável.
Principais propriedades mecânicas
Resistência à tração Elasticidade Ductilidade Fluência Fadiga Dureza Tenacidade,....
Cada uma dessas propriedades está associada à habilidade do material de resistir às forças mecânicas e/ou de
transmiti-las
Tipos de tensões que uma estrutura esta sujeita
Tração Compressão Cisalhamento Torção
Como determinar as propriedades mecânicas?
Feita através de ensaios mecânicos.
Utiliza-se normalmente corpos de prova para o
ensaio mecânico, não é praticável realizar o
ensaio na própria peça, que seria o ideal.
Geralmente, usa-se normas técnicas para o
procedimento das medidas e confecção do corpo
de prova para garantir que os resultados sejam
comparáveis.
NORMAS TÉCNICAS
Normas técnicas mais comuns:
ASTM (American Society for Testing and
Materials)
ABNT (Associação Brasileira de Normas
Técnicas)
Ensaios para determinação das propriedades mecânicas
Resistência à tração Resistência à compressão Resistência à torção Resistência ao choque Resistência ao desgaste Resistência à fadiga Dureza
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
É medida submetendo-se o material à
uma carga ou força de tração,
paulatinamente crescente, que promove
uma deformação progressiva de aumento
de comprimento
NBR-6152 para metais
Resistência À TraçãoTensão (σ) X Deformação (ε)
Deformação(εε))= lf-lo/lo=∆l/lo
lo= comprimento inicial
lf= comprimento final
σ = F/Ao Kgf/cm2 ou Kgf/mm2 ou N/ mm2
Força ou cargaÁrea inicial da seção reta transversal
Comportamento dos metais quando submetidos à tração
Resistência à tração
Dentro de certos limites,
a deformação é proporcional
à tensão (a lei de Hooke é
obedecida)
Lei de Hooke: σ = E ε
Deformação Elástica e Plástica
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA Precede à deformação
plástica É reversível Desaparece quando a
tensão é removida É proporcional à tensão
aplicada (obedece a lei de Hooke)
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA É provocada por tensões que
ultrapassam o limite de elasticidade
É irreversível; é resultado do deslocamento permanente dos átomos e portanto não desaparece quando a tensão é removida
Elástica Plástica
Módulo de elasticidade ou Módulo de Young
E= σ/ ε =Kgf/mm2
• É o quociente entre a tensão aplicada e a deformação elástica resultante.
•Está relacionado com a rigidez do material ou à resist. à deformação elástica
Lei de Hooke: σ = E ε
PA lei de Hooke só é válida até este ponto
Tg α= E
α
O Fenômeno de Escoamento
Esse fenômeno é nitidamente observado
em alguns metais de natureza dúctil,
como aços baixo teor de carbono.
Caracteriza-se por um grande
alongamento sem acréscimo de carga.
Tensão de escoamento
Não ocorre escoamento propriamente dito
Escoamento
Corresponde à tensão máxima aplicada ao material antes da ruptura
É calculada dividindo-se a carga máxima suportada pelo material pela área de seção reta inicial
Resistência à Tração (Kgf/mm2)
O limite de ruptura é geralmente inferior ao limite de resistência em virtude de que a área da seção reta para um material dúctil reduz-se antes da ruptura
Tensão de Ruptura (Kgf/mm²)
Ductilidade em termos de alongamento
ductilidade
• Corresponde ao alongamento total do material devido à deformação plástica
%alongamento= (lf-lo/lo)x100
Ductilidade expressa como estricção
Corresponde à redução na área da seção reta do corpo, imediatamente antes da ruptura
Os materiais dúcteis sofrem grande redução na área da seção reta antes da ruptura
Estricção= área inicial-área final área inicial
Corresponde à capacidade do material de absorver energia quando este é deformado elasticamente
A propriedade associada é dada pelo módulo de resiliência (Ur)
Ur= σesc2/2E
σesc
Resiliência
Materiais resilientes são aqueles que têm alto limite de elasticidade e baixo módulo de elasticidade (como os materiais utilizados para molas)
Resiliência
Corresponde à capacidade do material de absorver energia até sua ruptura
tenacidade
Tenacidade
FALHA OU RUPTURA NOS METAIS
FraturaFluênciaFadiga
FRATURA
Consiste na separação do material em 2 ou mais partes devido à aplicação de uma carga estática à temperaturas relativamente baixas em relação ao ponto de fusão do material
FRATURA
Dúctil a deformação plástica continua
até uma redução na área
Frágil não ocorre deformação plástica,
requerendo menos energia que a fratura
dúctil que consome energia para o
movimento de discordâncias e imperfeições
no material
FRATURA
Fraturas dúcteis
Fratura frágil
Mecanismo da fratura dúctil
a- formação do pescoçob- formação de cavidadesc- coalescimento das
cavidades para promover uma trinca ou fissura
d- formação e propagação da trinca em um ângulo de 45 graus em relação à tensão aplicada
e- rompimento do material por propagação da trinca
FLUÊNCIA (CREEP)
Quando um metal é solicitado por uma
carga, imediatamente sofre uma
deformação elástica. Com a aplicação de
uma carga constante, a deformação
plástica progride lentamente com o tempo
(fluência) até haver um estrangulamento e
ruptura do material
FLUÊNCIA (CREEP)
Definida como a deformação
permanente, dependente do tempo e da
temperatura, quando o material é
submetido à uma carga constante
Este fator muitas vezes limita o tempo
de vida de um determinado componente
ou estrutura
FADIGA
É a forma de falha ou ruptura que ocorre
nas estruturas sujeitas à forças dinâmicas
e cíclicas
Nessas situações o material rompe com
tensões muito inferiores à correspondente
à resistência à tração (determinada para
cargas estáticas)
FADIGA
Os esforços alternados que podem levar à fadiga podem ser: Tração Tração e compressão Flexão Torção,...
Top Related