Tecnologia Mecânica

Prévia do material em texto

Tecnologia Mecânica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tecnologia Mecânica 
 
© SENAI-SP, 2010 
 
Material didático organizado pelo núcleo de Meios Educacionais da Gerência de Educação, em parceria 
com Escolas SENAI-SP, para cursos de Qualificação da Formação Inicial e Continuada da área de 
Metalmecânica, a partir de conteúdos extraídos da intranet. 
 
 
Equipe responsável 
 
 
Organização Flavio Alves Dias 
José Joaquim Pecegueiro 
Marcos Antonio Oldigueri 
Meios Educacionais - GED 
 
Eduardo Francisco Ferreira 
Escola SENAI "Roberto Simonsen" 
 
 Antonio Varlese 
Escola SENAI "Humberto Reis Costa" 
 
 Manoel Tolentino Rodrigues Filho 
Escola SENAI "Mariano Ferraz" 
 
 Roberto Aparecido Moreno 
José Carlos de Oliveira 
Escola SENAI "A. Jacob Lafer" 
 
 Eugenício Severino da Silva 
Escola SENAI "Almirante Tamandaré" 
 
 Rinaldo Afanasiev 
Escola SENAI "Hermenegildo Campos de Almeida" 
 
 Celso De Hypólito 
Escola SENAI "Roberto Mange" 
 
 Humberto Aparecido Marim 
Escola SENAI "Mário Dedini" 
 
 José Serafim Guarnieri 
Centro de Treinamento SENAI - Mogi Guaçu 
 
Editoração Flavio Alves Dias 
José Joaquim Pecegueiro 
Marcos Antonio Oldigueri 
Priscila Ferri 
Meios Educacionais – GED 
 
 
Os elaboradores estão relacionados ao final de cada capítulo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
Departamento Regional de São Paulo 
Av. Paulista, 1313 - Cerqueira Cesar 
São Paulo - SP 
CEP 01311-923 
 
Telefone 
Telefax 
SENAI on-line 
 (0XX11) 3146-7000 
(0XX11) 3146-7230 
0800-55-1000 
 
E-mail 
Home page 
 senai@sp.senai.br 
http://www.sp.senai.br 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
9 Introdução 
11 Metais ferrosos 
11 • Aço 
13 
• Principais elementos de liga e as propriedades que conferem ao aço 
especial 
15 • Principais aços especiais e suas propriedades 
17 • Ferro fundido 
17 • Tipos de ferro fundido 
20 • Principais elementos de liga e seus efeitos 
23 Consequências da obtenção de metais ferrosos 
23 • Introdução 
23 • Riscos à saúde 
25 • Impacto ambiental 
26 • Controle de resíduos e efluentes 
29 Metais não ferrosos 
29 • Cobre 
29 • Ligas de cobre 
32 • Alumínio 
33 • Chumbo 
33 • Zinco 
34 • Estanho 
34 • Magnésio 
37 Tratamento térmico 
37 • Fatores de influência nos tratamentos térmicos 
42 • Formas de tratamento térmico do aço 
50 • Tratamentos Isotérmicos 
54 • Tratamentos termoquímicos 
61 Elementos comuns 
61 • União mecânica 
62 • Pino 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
66 • Parafuso 
70 • Porca 
72 • Trava e arruela 
74 • Anel elástico 
76 • Chaveta 
80 • Junta 
87 Eixo, árvore e mancal 
87 • Eixos e árvores 
91 • Mancais 
101 Limas 
102 • Limas abrasivas 
102 • Limas diamantadas 
102 • Limas metálicas 
103 • Classificação 
107 • Limas especiais 
110 • Utilização das limas metálicas 
111 • Defeitos na limagem 
113 Serra manual 
113 • Arco de serra 
115 • Lâmina de serra 
119 • Seleção da lâmina de serra 
121 Furadeiras 
121 • Tipos de furadeiras 
127 • Manuseio da furadeira 
129 Torno mecânico 
130 • Partes principais do torno 
138 • Acessórios do torno 
139 • Tipos de torno 
142 • Operações do torno 
147 Fresadoras 
147 • Fresadora 
159 Retificadoras 
159 • Partes da retificadora 
160 • Características da retificadora 
161 • Acessórios da retificadora 
161 • Condições de uso e manutenção 
162 • Retificadora plana 
165 • Retificadora cilíndrica 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
171 • Retificadora sem centro 
173 Velocidade de corte 
176 • Velocidade de corte para retificação 
185 Fluido de corte 
190 • Manuseio dos fluidos 
193 Manutenção 
193 • Manutenção corretiva 
193 • Manutenção preventiva 
199 • Manutenção preditiva 
202 • Conclusões 
205 Medidas lineares 
205 • Padrões 
208 • Padrões do metro no Brasil 
209 • O sistema inglês 
211 • Conversões 
215 • Regras de arredondamento (NBR 5891/77) 
217 Paquímetro 
231 Micrômetro 
233 • Características do micrômetro 
239 • Leitura do micrômetro no sistema métrico 
241 • Leitura do micrômetro interno 
242 • Leitura no sistema inglês 
243 • Regulagem do micrômetro 
244 • Conservação do micrômetro 
245 Relógio comparador 
247 • Mecanismos de amplificação dos relógios comparadores 
249 • Condições de uso 
250 • Aplicações dos relógios comparadores 
252 • Relógio com ponta de contato de alavanca (apalpador) 
255 Medidas angulares 
255 • O sistema sexagesimal 
258 • Adição e subtração de ângulos 
260 • Multiplicação e divisão de ângulos 
261 Goniômetro 
263 • Resolução do goniômetro de precisão 
263 • Leitura do goniômetro 
264 • Conservação do goniômetro 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
265 Sistemas de tolerâncias e ajustes 
270 • Extrato da tabela de valores numéricos de graus de tolerância-padrão IT 
277 • Tabelas 
295 Referências 
 
SENAI-SP – INTRANET - AA321-10 
9
 
 
 
 
 
Introdução 
 
 
 
Você está iniciando o curso de qualificação profissional. 
 
O curso de Qualificação Profissional tem por objetivo o desenvolvimento de 
competências relativas ao manuseio de instrumentos e equipamentos de medição de 
acordo com normas técnicas, ambientais e de segurança. 
 
Este material didático foi produzido especialmente para conter os conteúdos técnicos 
necessários e úteis para o acompanhamento deste curso. 
 
Ele é um meio para auxiliar o docente na promoção de atividades significativas de 
aprendizagem que desenvolvam as competências necessárias para o desempenho da 
profissão. 
 
Você pode utilizá-lo como apoio à aprendizagem do conteúdo técnico, entendimento 
de processos indispensáveis, consulta a procedimentos relevantes, revisão de pontos 
importantes do assunto. 
 
 
Bom proveito e bom estudo! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET - AA321-10 
10
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
11
 
Avaliado pelo Comitê Técnico de Tecnologia dos Materiais/2007 
 
 
 
Metais ferrosos 
 
 
 
Metais ferrosos são materiais metálicos que contêm ferro. Eles são: o aço e o ferro 
fundido. 
 
 
Aço 
 
O aço é uma liga metálica de natureza complexa, formada basicamente de ferro e 
carbono, embora outros elementos secundários apareçam em sua composição. 
 
Na verdade, é o teor de carbono que determina se a liga metálica é um aço, ou não. 
Dessa forma, os aços comerciais costumam apresentar um teor máximo de 2% de 
carbono. 
 
Há dois tipos de aço: o fundido e o especial. 
 
Aço fundido 
Aço fundido é aquele que é vazado em moldes de areia ou de metal onde, após 
resfriamento, solidifica-se e adquire a forma exata da cavidade do molde. 
 
Deste modo, a peça já apresenta uma forma praticamente definitiva, sem necessidade 
de qualquer transformação mecânica posterior. 
 
As peças de aço produzidas por fundição apresentam grande variedade de formas e 
dimensões, razoáveis níveis de resistência e tenacidade a um custo relativamente 
baixo. Além disso, possuem boa usinabilidade e soldabilidade. 
 
Por outro lado, admite-se, geralmente, que o aço fundido é de qualidade inferior ao aço 
trabalhado, no que se refere às propriedades mecânicas do material. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
12
Além disso, como as peças fundidas freqüentemente apresentam alguns defeitos 
superficiais ou internos, típicos desse processo de fabricação, elas devem apresentar 
certos requisitos como: 
 Homogeneidade; 
 Granulação fina; 
 Completa ausência de tensões internas. 
 
A homogeneidade é conseguida mediante projeto adequado da peça e do molde, com 
localização correta dos canais e desoxidação apropriada do aço durante a fusão. 
 
A granulação fina e a ausência de tensões internas são obtidas através do 
tratamento térmico. 
 
O tratamento térmico adequado possibilita normalizar a textura grosseira do aço 
fundido e eliminar as tensões internassurgidas durante a solidificação do metal no 
interior do molde. Essas tensões poderiam causar empenamento e distorções das 
peças quando em serviço. 
 
Classificação do aço para fundição e suas aplicações 
Os aços para fundição são classificados de acordo com o teor de carbono existente em 
sua composição. 
 
Assim, existem basicamente cinco tipos de aço fundido comercial: 
 Aços de baixo teor de carbono (inferior a 0,20%); 
 Aços de médio teor de carbono (entre 0,20% e 0,50%); 
 Aços de alto teor de carbono (acima de 0,50%); 
 Aços-liga de baixo teor de liga (teor total de liga inferior a 8%); 
 Aços-liga de alto teor em liga (teor total de liga superior a 8%). 
 
Os aços de baixo teor de carbono são utilizados na fabricação de: 
 Equipamentos elétricos; 
 Caixas para recozimento; 
 Engrenagens. 
 
Os aços de médio carbono são empregados na fabricação de: 
 Autopeças; 
 Peças para a indústria ferroviária; 
 Peças para a indústria naval; 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
13
 Implementos e máquinas agrícolas; 
 Tratores; 
 Equipamentos para escavação; 
 Equipamentos elétricos. 
 
Os aços de alto teor de carbono, por sua alta dureza e resistência à abrasão, são 
empregados na fabricação de: 
 Matrizes; 
 Cilindros de laminadores; 
 Peças para máquinas-ferramenta. 
 
Aços especiais 
A fabricação de certas peças e ferramentas requer muitas vezes aços de 
características especiais. Para que esses aços adquiram determinadas propriedades, é 
necessário que outros elementos, além do carbono, sejam adicionados à sua 
composição. 
 
Níquel, cromo, manganês, tungstênio, molibdênio, vanádio, silício, cobalto e alumínio 
são os elementos mais comumente adicionados para a obtenção dos aços especiais. 
As ligas resultantes dessa adição recebem o nome dos elementos e elas adicionados. 
Por exemplo: aço níquel-cromo. 
 
 
Principais elementos de liga e as propriedades que conferem ao aço especial 
 
Níquel (Ni) 
O níquel foi um dos primeiros metais utilizados com êxito para melhorar as 
propriedades do aço. Sua adição confere à liga as seguintes qualidades: 
 Aumento de resistência e tenacidade; 
 Elevação do limite de elasticidade; 
 Boa ductilidade; 
 Resistência à corrosão; 
 Temperabilidade. 
 
Cromo (Cr) 
O cromo confere ao aço: 
 Alta resistência; 
 Dureza; 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
14
 Elevado limite de elasticidade; 
 Boa resistência à corrosão; 
 Boa capacidade de corte. 
 
Manganês (Mn) 
Quando adicionado em quantidades convenientes, o manganês aumenta a resistência 
do aço ao desgaste e aos choques, sem prejudicar sua ductilidade. 
 
Tungstênio (W) 
O tungstênio em geral é adicionado aos aços juntamente com outros elementos. Sua 
adição confere aos aços as seguintes qualidades: 
 Aumento de resistência ao calor; 
 Aumento da dureza; 
 Aumento da resistência à ruptura; 
 Capacidade de corte. 
 
Molibdênio (Mo) 
O molibdênio tem sobre os aços uma ação semelhante à do tungstênio. Confere às 
ligas grande resistência, principalmente a esforços repetidos. 
 
Vanádio (Va) 
A adição do vanádio confere: 
 Melhor resistência à tração sem prejudicar a ductilidade; 
 Resistência à fadiga; 
 Temperabilidade; 
 Capacidade de corte. 
 
Silício (Si) 
O silício aumenta a temperabilidade e a resistência dos aços. Além disso, tem o efeito 
de isolar ou suprimir o magnetismo. 
 
Cobalto (Co) 
Em associação com o tungstênio, o cobalto aumenta a resistência dos aços ao calor. 
Além disso, influi favoravelmente nas propriedades magnéticas dos aços. 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
15
Alumínio (Al) 
O alumínio tem efeito semelhante ao do silício. Devido à sua grande afinidade com o 
oxigênio, é considerado um importante elemento na desoxidação do aço durante o 
processo de fabricação. 
 
Nos aços que são submetidos à nitretação, a adição do alumínio facilita a penetração 
do nitrogênio. 
 
 
Principais aços especiais e suas propriedades 
 
Aço níquel-cromo 
Os aços níquel-cromo estão entre os mais importantes aços para a construção 
mecânica. São empregados, em geral, para peças de dimensões médias, sujeitas a 
muitas solicitações. 
 
Com adições de cromo entre 0,5 e 1,5% e de níquel entre 1,5% e 5%, o aço adquire 
grande resistência ao choque, à torção e à flexão. É empregado na construção de 
eixos de manivelas, engrenagens, peças de motores de grandes velocidades bielas, 
acoplamentos e alavancas. 
 
Aços rápidos 
Aços rápidos, isto é, de corte rápido, são aços cuja composição de liga lhes confere 
dureza elevada e máxima resistência ao desgaste. Em vista disso, os aços rápidos 
permitem a adoção de altas velocidades de corte. 
 
Esses aços possuem teores elevados de tungstênio (até 18,5%) e molibdênio (entre 4 
e 9,2%) associados a outros elementos de liga (como o vanádio e o cobalto). 
 
Os aços rápidos são empregados na construção de ferramentas de corte de todos os 
tipos: brocas helicoidais, ferramentas de corte para tornos automáticos e tornos-
revólver, serras para metais, machos e tarraxa, fresas, escareadores, além de cilindros 
para laminadores, matrizes, fieiras e punções. 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
16
Aços inoxidáveis 
Os aços inoxidáveis são ligas de aço que apresentam elevada resistência aos ataques 
do meio ambiente bem como à ação corrosiva de ácidos orgânicos (como o vinagre) e 
inorgânicos (por exemplo, o ácido clorídrico). 
 
Esta resistência é conferida pela presença de cromo (teores elevados, entre 13 e 19%) 
e de níquel (teores entre 2,0 e 20%) além de molibidênio, cobalto e titânio em 
pequenas quantidades. 
 
Os aços inoxidáveis são empregados na fabricação de utensílios domésticos, 
instrumentos cirúrgicos, artigos de cutelaria, utensílios e aparelhos para indústria 
química e alimentar, hélices para navios, caçambas para turbinas, porcas, parafusos e 
tubulações sujeitas a meios corrosivos. 
 
Aço-prata 
O aço-prata é um aço de aparência brilhante, com alto teor de carbono e presença de 
manganês e cromo como elementos de liga. 
 
O aço-prata possui grande dureza superficial adquirida através de tratamento térmico. 
É empregado na produção de limas, serras, martelos, machados e ferramentas para 
trabalhar a madeira. 
 
Soldabilidade dos aços 
 
Tipos de aço Composição 
Soldabilidade 
geral 
Preaquecimento 
Recozimento 
para alívio de 
tensões 
 
Aço-carbono, com 
C abaixo de 0,15% 
 
Aço-liga de baixo 
teor em liga e C 
abaixo de 0,15% 
 
Prontamente 
Soldável 
 
Idem 
Desnecessário 
 
 
Idem 
Desnecessário 
 
 
Idem 
 
Aço-carbono, com 
C entre 0,35% e 
0,50% 
 
Aço-liga de baixo 
teor em liga e C 
entre 0,15% e 
0,30% 
Soldável com 
precauções 
 
 
Idem 
Preferível 
 
 
 
Idem 
Preferível 
 
 
 
Idem 
 
Aço-carbono, com 
C acima de 0,50% 
 
Aço-liga, com teor 
em liga acima de 
3% e C acima de 
0,30% 
Difícil de soldar 
 
 
Idem 
Necessário 
 
 
Idem 
Necessário 
 
 
Idem 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
17
Ferro fundido 
 
O ferro fundido, de fundamental importância para a indústria mecânica, é uma liga 
formada basicamente do ferro, carbono e silício (Fe –C –Si). 
 
Mediante a introdução de outros elementos de liga (como o cromo, o níquel e o 
vanádio) e a aplicação de um tratamento térmico adequado, o ferro fundido substitui o 
aço em muitas aplicações industriais. Por isso, é sempre necessário determinar a 
composição da fundição que melhor atenda às necessidades de cada aplicação. 
 
 
Tipos de ferro fundido 
 
Dentro da denominação geral de ferro fundido podem ser distinguidos os seguintes 
tipos de liga: 
 Ferro fundido cinzento; 
 Ferro fundido nodular; 
 Ferro fundido branco; 
 Ferro fundido maleável. 
 
Ferro fundido cinzento 
O ferro fundido cinzento apresenta elevadas porcentagens de carbono (de 3,5% a 5%) 
e de silício (2,5%). Uma parte do carbono apresenta-se em estadolivre sob a forma de 
grafita, conferindo ao material sua coloração cinzenta. 
 
As peças fabricadas com ferro fundido cinzento apresentam as seguintes 
características: 
 Excelente usinabilidade, isto é, capacidade de serem trabalhadas por 
aplainamento, torneamento, furação, rosqueamento; 
 Grande resistência à compressão, ao desgaste, à corrosão e às vibrações; 
 Pequena resistência à tração. 
 
Dentre as várias aplicações do ferro fundido cinzento, pode-se destacar a fabricação 
de: 
 Bases de máquinas; 
 Carcaças metálicas; 
 Barramentos; 
 Cabeçotes; 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
18
 Mesas de máquinas operatrizes; 
 Colunas de máquinas; 
 Buchas; 
 Grandes blocos de motor; 
 Engrenagens; 
 Cilindros hidráulicos. 
 
Ferro fundido nodular 
O ferro fundido nodular (ou dúctil) caracteriza-se por sua ductilidade, tenacidade e 
resistência mecânica. 
 
A composição química do ferro fundido nodular é semelhante à do ferro cinzento. Um 
tratamento realizado quando o ferro se encontra ainda em estado líquido, dá uma 
esferoidal ao carbono livre. Isso confere ao material sua principal característica: a 
ductilidade. 
 
Essa ductilidade fornece às peças fabricadas com ferro fundido nodular razoáveis 
níveis de resistência ao choque e à fadiga. 
 
Por causa dessas características, o ferro fundido nodular é indicado para a fabricação 
de virabrequins, compressores, lingoteiras e bielas. 
 
O ferro fundido nodular também pode ser indicado para a fabricação de peças das 
quais se exijam elevada dureza e resistência mecânica. Nesse grupo, incluem-se: 
 Engrenagens; 
 Excêntricos; 
 Mancais 
 Matrizes; 
 Virabrequins; 
 Cilindros de laminação; 
 Polias; 
 Rodas dentadas; 
 Engates; 
 Sapatas; 
 Tambores de freios. 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
19
Ferro fundido branco 
O ferro fundido branco também é constituído por uma liga de ferro, carbono e silício 
(Fe – C – Si). Nela, o carbono apresenta-se combinado sob a forma de carboneto de 
ferro (Fe3C). Isso acontece porque o teor de silício, que favorece a decomposição do 
carboneto de ferro, é muito menor no ferro fundido branco do que no cinzento ou no 
nodular. 
 
Além da composição química adequada, a velocidade de resfriamento também 
determina a obtenção do ferro fundido branco. O sistema usado chama-se 
coquilhamento, através do qual o metal líquido é derramado em moldes metálicos e 
sofre um resfriamento muito rápido. 
 
Elevada dureza e resistência ao desgaste são as propriedades fundamentais desse 
material. Como conseqüência, ele apresenta um alto nível de fragilidade além de ser 
difícil usinagem. 
 
Por causa dessas propriedades, é utilizado na fabricação de peças com elevado índice 
de resistência ao desgaste, tais como: 
 Revestimentos de moinhos; 
 Bolas para moinhos de bolas; 
 Rodas de ferro para vagões; 
 Cilindros para laminação de borracha, vidro, plástico, metal; 
 Peças para britadeiras; 
 Matrizes. 
 
Ferro fundido maleável 
O ferro fundido maleável é obtido a partir do ferro fundido branco submetido a um 
tratamento térmico especial. Através desse tratamento, chamado maleabilização, a liga 
adquire ductilidade e torna-se mais tenaz. 
 
A maleabilização consiste em promover um aquecimento prolongado do ferro fundido 
branco sob condições controladas. Com o aquecimento, o carbono combinado com a 
grafita sofre transformações, conferindo ao material seguintes propriedades: 
 Resistência à tração, à fadiga, ao desgaste e à corrosão; 
 Dureza; 
 Boa usinabilidade. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
20
Por causa dessas características, o ferro fundido maleável é usado nas seguintes 
aplicações industriais: 
 Conexões para tubulações hidráulicas e linhas de transmissão elétrica; 
 Correntes; 
 Suportes para molas; 
 Caixas de direção, engrenagem e diferencial; 
 Cubos de rodas; 
 Sapatas de freios; 
 Pedais de embreagem e freio; 
 Bielas. 
 
 
Principais elementos de liga e seus efeitos 
 
Elementos de liga são elementos que, adicionados às ligas de aço ou ferro, têm a 
capacidade de melhorar suas propriedades. Níquel, cromo, alumínio, cobre são 
exemplos desse tipo de elemento. 
 
Nos ferros fundidos, os elementos de liga têm dois efeitos: 
 Funcionam como elementos grafitizantes (silício, alumínio, níquel, cobre e titânio); 
 Retardam a formação da grafita (manganês, cromo, molibidênio e vanádio). 
 
Todos os elementos de liga tendem a aumentar a dureza do material e sua resistência 
à tração. 
 
Cromo 
No ferro fundido branco, o cromo é utilizado em baixos teores, com o objetivo de 
controlar a profundidade do coquilhamento e garantir a presença de uma estrutura sem 
grafita. 
 
O cromo serve para corrigir pequenos erros de composição do ferro fundido. No ferro 
fundido cinzento, o cromo aumenta a resistência à tração. 
 
Níquel 
No ferro fundido branco, o níquel reduz a profundidade de coquilhamento. Ao atingir o 
teor de 4 a 5%, a diminuição de profundidade do coquilhamento é acompanhada por 
um aumento da dureza. 
 
No ferro fundido cinzento, o níquel é adicionado na proporção entre 0,5 e 1,5% e 
confere às peças resistência à ruptura transversal. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
21
Molibidênio 
O molibidênio aumenta a profundidade de coquilhamento. A adição desse elemento ao 
ferro fundido (teores entre 0,25 e 0,75%) melhore a resistência da superfície 
coquilhada em relação a fenômenos de lascamento, corrosão localizada, trincamento 
pelo calor; além disso endurece e melhora a tenacidade do material. 
 
Nas peças de ferro cinzento, o molibidênio aumenta a resistência da peça à ruptura 
transversal. 
 
Cobre 
O cobre é um elemento que melhora a usinabilidade do material e sua resistência à 
corrosão, principalmente nos meios que contêm enxofre. 
 
No ferro fundido branco, na proporção abaixo de 4%, o cobre diminui a profundidade 
de endurecimento. Acima de 4%, ele aumenta a dureza e a profundidade da coquilha. 
Freqüentemente, é usado juntamente com o cromo a fim de manter uma profundidade 
de coquilhamento constante. 
 
No fero fundido cinzento, o cobre é adicionado usualmente em teores entre 0,5 e 2%. 
 
Vanádio 
O vanádio, como estabilizador do carboneto, aumenta a profundidade de 
coquilhamento. Em peças de pequena espessura, esse efeito pode ser 
contrabalançado através da adição de níquel ou cobre ou pelo aumento dos teores de 
carbono ou de silício. 
 
Em teores entre 0,10 e 0,50%, o vanádio também refina a estrutura das peças 
coquilhadas. 
 
Em teores entre 0,5 e 1%, aumenta a resistência à tração das peças produzidas com 
ferro fundido cinzento. 
 
Boro 
O boro é utilizado de modo limitado na produção de ligas de ferro fundido branco. Com 
adições em torno de 0,5%, ele aumenta a dureza e refina a estrutura da peça 
coquilhada. 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
22
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos Comitê Técnico de Tecnologia dos Materiais/2007 
Elaboradora: Regina Celia Roland Novaes 
Conteudista: Maurício Conde 
 
Evirley Lobo Marques 
Francisco Egidio Messias 
Gilberto Burkent 
Gilberto Carlos de Lima 
Marcelo da Silva Guerra 
Marcos Domingos Xavier 
Referência 
SEANAI.SP. Mecânico de Manutenção – Tecnologia. São Paulo, 1990. 206 p. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
23
 
Adaptado pelo Comitê Técnico GED/FIC Metalmecânica/2010 
 
 
 
Consequências da obtenção de metais ferrosos 
 
 
 
Introdução 
 
Os metais ferrosos são ligas de ferro com carbono e outros elementos tais como o 
silício, o manganês, o fósforo, o enxofre e outros. Segundo o conteúdo de carbono, as 
ligas de ferro se dividem em ferro fundido e aço. 
 
Pesquisadores descobriram em uma mina situadana Califórnia um super micróbio que 
come ferro, sobrevive em uma substância semelhante à existente nas baterias de 
automóveis e pode ser uma das causas principais de contaminação por metais e 
ácidos em locais de exploração mineral. O micróbio produz ácido sulfúrico. 
 
O micróbio chama-se Feroplasma acidarmanus, é uma nova espécie de arqueano, 
uma família de organismos microscópicos que vive em ambientes inóspitos, como 
vulcões submarinos. 
 
 
Riscos à saúde 
 
O ar considera-se poluído desde que contenha um ou mais dos compostos 
considerados poluentes em quantidades tais e durante um tempo suficientemente 
longo para que se manifestem efeitos nocivos ao nível de conforto e variedade dos 
seres vivos ou ao nível das conservações dos materiais, do clima, das culturas e da 
saúde humana. 
 
A poluição atmosférica é um fenômeno complexo de causas múltiplas, que pode 
apresentar-se segundo fortes variações no espaço e no tempo e que não conhece 
fronteiras, quer naturais, quer políticas. Por esta razão, é um dos problemas atuais 
mais graves e de difícil resolução. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
24
Os poluentes podem ser classificados, arbitrariamente, em 5 categorias: 
 Gases inorgânicos: SO2, Nox, NH3, CO, halogêneos (CI, F, etc.); 
 Vapores orgânicos ou compostos orgânicos voláteis (COV): hidrocarbonetos tais 
como o benzeno, CFC’S, formaldeído, etc.; 
 Líquidos inorgânicos: H2SO4, HNO3, HF, HCL; 
 Partículas minerais: metais pesados (Cd, Pb), fibras de amianto, de vidro, de rocha, 
etc.; 
 Partículas orgânicas: hidrocarbonetos orgânicos policíclicos (HAP), dioxinas, etc. 
 
Gases 
Gás é a denominação dada às substâncias que, em condições normais de pressão e 
temperatura (25ºC e 700mmHg), estão no estado gasoso. 
 
Uma vez emanado no ar, pode poluir a atmosfera com substâncias tóxicas, podendo 
se aglomerar com gotículas de água. Caindo em forma de chuva, pode afetar a 
natureza, pois nessas partículas serão encontradas grandes quantidades de ácidos. 
Os gases podem ser classificados em irritantes, anestésicos e asfixiantes. 
 
Poeiras tóxicas 
Poeiras tóxicas são partículas geradas em operações e processos mecânicos, onde 
materiais sólidos são quebrados, moídos ou triturados. Quanto menor o tamanho das 
partículas, por mais tempo elas vão permanecer suspensas no ar ambiente, 
constituindo situação de risco à saúde do trabalhador, pois são facilmente inaladas e 
absorvidas pelo sistema respiratório. São geralmente encontradas em indústrias 
têxteis, de mineração, de cimento, de baterias, de fertilizantes, cerâmicas, siderúrgicas, 
metalúrgicas, automobilísticas, beneficiamento de grãos, partículas, etc. 
 
Dentre as mais comuns destacam-se o amianto, a sílica, cimento refinado, fibras 
têxteis, pó de chumbo, minério de ferro, minério de carvão, talco, cal. 
 
O grau de risco destes contaminantes pode variar de acordo com o tempo de 
exposição do trabalhador sob a situação de risco, a concentração de contaminante no 
ambiente, a toxidez do material, a freqüência respiratória do trabalhador em função do 
seu esforço físico e sua sensibilidade individual. 
 
Dentre as poeiras estão os fumos, que são partículas formadas em processamento de 
combustão, condensação de materiais comumente sólidos, tais como fusão de metais 
e a combustão de madeira. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
25
Para a higiene industrial, os fumos de maior interesse são os metálicos. 
A maioria dos metais e seus compostos utilizados em qualquer processo industrial 
apresentam algum risco. Os mais importantes são o chumbo, mercúrio, arsênio, cromo, 
manganês e seus compostos. 
 
Logo vem, com menor importância, o que não quer dizer menor risco: o antimônio, 
estanho, cobre, níquel, zinco, cádmio, selênio, ferro e seus compostos. Entre os fumos 
metálicos de maior toxidade distinguem-se os de chumbo, que produzem a doença 
ocupacional chamada de plumbismo. 
 
Doenças causadas pelo óleo de corte 
Óleos de corte são substâncias utilizadas nas indústrias mecânicas, nas operações de 
corte e usinagem dos metais. 
 
Muitos são os tipos de óleo utilizados nos mais diversos trabalhos, tais como: óleos 
minerais, sulfurados e clorados, insolúveis, solúveis, etc. 
 
Ao serem usados prolongadamente, os óleos de corte podem causar: foliculite, 
eritema, rachaduras, descamação, etc. 
 
 
Impacto ambiental 
 
Os riscos de dano ao meio ambiente no processo de fabricação do ferro e do aço 
começam na extração do minério de ferro, processo que muda de forma negativa a 
paisagem, abre crateras e contamina, quando efetuado de forma desordenada (o que é 
frequente em países como o Brasil). Nos altos fornos, o consumo de carvão vegetal é 
enorme; como ele é produzido de árvores, provoca desmatamento. Os governos de 
muitos países, apoiados por organizações não governamentais, têm providenciado leis 
de reflorestamento com o objetivo de minimizar esses danos. As aciarias das usinas 
siderúrgicas geram montanhas imensas de “escórias”, que se acumulam aos milhares 
de toneladas sem destinação ambientalmente correta, levando ao lençol freático 
grande quantidade de óxidos, metais pesados e outros materiais. 
 
Fauna e flora 
A poluição da atmosfera, dos mananciais, das florestas da natureza, em geral pode 
determinar diversas mudanças radicais na flora e na fauna de um determinado lugar. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
26
Poluição atmosférica - pode afetar os seres vivos de forma direta, através de 
problemas de respiração, alergias, problemas cutâneos, etc., e de forma indireta. Por 
exemplo: a atmosfera está carregada de poluentes e substâncias tóxicas. Esses 
poluentes se misturam com as micro gotículas de água presentes no ar. Essa “água 
poluída” cai na forma de chuva ácida, o que afeta seriamente a sobrevivência da flora, 
principalmente. 
 
Poluição dos mananciais - com a poluição dos rios e lagos, a fauna aquática da região 
sofre sérios danos. Peixes e algas morrem devido à poluição, principalmente por causa 
dos resíduos industriais que são lançados nas águas, na maioria das vezes sem 
nenhum tratamento. 
 
Mananciais 
Há que demarcar os riscos diretos e indiretos, pois nem sempre estes lodos são 
lançados diretamente nos mananciais. 
 
 
Controle de resíduos e efluentes 
 
Governos, empresas e instituições vêm criando sistemas de controle de resíduos e 
efluentes. 
 
Muitos municípios confundem suas atribuições e os órgãos ambientais relaxam sua 
postura de polícia e fiscalização, e recebem em seus aterros domiciliares resíduos 
industriais e tóxicos. Dessa forma, conforme a lei e normas, o aterro passa a ter a 
mesma caracterização de aterros industriais, com os mesmos riscos dos resíduos ali 
depositados e que, depois de misturados, não mais podem ser desqualificados de sua 
periculosidade. 
 
Cuidados com o descarte, acondicionamento e tratamento 
O sistema convencional opera com a coleta de resíduo e a disposição em aterros, e na 
sua maioria dispõe todos os materiais em valas comuns, ou seja, todos os resíduos 
são lançados juntos e sobrepostos de forma que, após misturados, inviabiliza uma 
futura reciclagem e que contradiz quaisquer princípios de tecnologia de produção limpa 
ou de sistemas auto-sustentáveis, levando os aterros a uma situação inusitada de 
poderem tornar-se responsáveis por prejuízos ambientais ou a terceiros, mesmo que 
seu resíduo não lhes tenha causado prejuízo diretamente. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
27
Esses prejuízos ambientais podem ser relacionados como sendo: 
 Geração de calor; 
 Reações violentas; 
 Geração do fogo; 
 Explosões; 
 Geração de gases inflamáveis ou tóxicos, etc. 
 
Reciclagem 
Depois de separadas do lixo, as latas de aço precisam passar por processo de limpeza 
em peneiras para a retirada de terra e de outros contaminantes. Em seguida, são 
prensadas em fardos para facilitar o transporte nos caminhõesaté as indústrias 
recicladoras. Ao chegar na usina de fundição, a sucata vai para fornos elétricos ou a 
oxigênio aquecidos a 1.550oC. Após atingir o ponto de fusão e chegar ao estado de 
líquido fumegante, o material é moldado em tarugos e placas metálicas que serão 
cortados em forma de chapas de aço. A sucata demora somente um dia para ser 
reprocessada e transformada novamente em lâminas de aço usadas por vários setores 
industriais - das montadoras de automóveis às fábricas de latinhas em conserva; o 
material pode ser reciclado infinitas vezes, sem causar grandes perdas ou prejudicar 
qualidade. Aciarias de porte médio equipadas com fornos elétricos processam a suta 
por custo inferior ao das siderúrgicas convencionais. 
 
Das latas de aço consumidas no Brasil, 18% são recicladas, o que equivale a cerca de 
108 mil toneladas por ano. Nos EUA, 48% das embalagens de folhas de flandres 
retornaram à produção de aço em 1993. No Japão, a taxa é de 61%. Se o país 
reciclasse todas as latas de aço que consome atualmente, seria possível evitar a 
retirada de 900 mil toneladas de minério de ferro por ano, prolongando a vida útil de 
nossas reservas minerais. Além disso, deixaria de ocupar 8,6 milhões de metros 
cúbicos em aterros todos os anos e proporcionaria economia de 240 milhões de Kw/h 
de energia elétrica - equivalente ao consumo de quatro bilhões de lâmpadas de 60 
watts. Isso sem falar nos 45 milhões de árvores - nativas e de reflorestamento 
comercial - que deixariam de ser cortadas para a produção de carvão vegetal usado 
como redutor do minério de ferro. Somente na cidade de São Paulo são jogadas, 
diariamente, no lixo, 360 toneladas de latas de aço usadas. 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
28
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos Comitê Técnico GED/FIC Metalmecânica/2010 
Elaboradores: Regina Célia Roland Novaes 
 Selma Ziedas 
Conteudistas: Abílio José Weber 
 Adriano Ruiz Secco 
 
Antonio Varlese 
Celso De Hypólito 
Eduardo Francisco Ferreira 
Eugenício Severino da Silva 
Humberto Aparecido Marim 
José Carlos de Oliveira 
José Serafim Guarnieri 
Manoel Tolentino Rodrigues Filho 
Rinaldo Afanasiev 
Roberto Aparecido Moreno 
Referência 
SEANAI.SP. Mecânico de Manutenção – Tecnologia. São Paulo, 1990. 206 p. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
29
 
Avaliado pelo Comitê Técnico de Tecnologia dos Materiais/2007 
 
 
 
Metais não ferrosos 
 
 
 
Metais não ferrosos são materiais metálicos que não contêm ferro. Dentre esses 
materiais podemos citar: o cobre, o alumínio, o chumbo, o zinco, o estanho, o 
magnésio e o antimônio. 
 
 
Cobre 
 
O cobre é um metal marrom-avermelhado que apresenta as seguintes propriedades: 
 Ótimo condutor de calor e eletricidade; 
 Boa resistência mecânica; 
 Boa usinabilidade; 
 Boa ductilidade; 
 Boa resistência à corrosão, embora seja atacado por todos os tipos de ácidos. 
 
Devido a essas propriedades, o cobre é empregado: 
 Na indústria elétrica, na fabricação de cabos elétricos, motores geradores, 
transformadores, contatos etc.; 
 Na indústria química, nas caldeiras, destiladores, tubulações de vapor, ar, água fria 
ou quente e óleo; 
 Na indústria de alimentos, nos tanques e recipientes para processamento de 
alimentos; 
 Na indústria mecânica, na forma de peças para permutadores de calor, radiadores 
de automóveis, arruelas, rebites e outros componentes na forma de tiras e fios. 
 
 
Ligas de cobre 
 
Existem dois tipos de ligas de cobre: 
 As de baixo teor de liga; 
 As de alto teor de liga. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
30
As ligas de cobre de baixo teor de liga apresentam baixíssimas quantidades de outros 
elementos (teores entre 0,02%, como na liga cobre-prata tenaz, até um máximo de 
1,2%, como na liga de cobre-chumbo). Esses elementos são acrescentados para 
melhorar as propriedades mecânicas do cobre, dependendo do tipo de aplicação que 
lhe será dada. 
 
Por exemplo, numa liga cobre-chumbo, a adição do segundo elemento melhora a 
usinabilidade do cobre. Essa liga é empregada na fabricação de componentes (como 
conectores, parafusos etc) dos quais exige, além da alta condutibilidade elétrica, um 
grau elevado de usinabilidade. 
 
Dentre as ligas de cobre de alto teor de liga, as que mais se destacam: 
 Latão; 
 Bronze; 
 Cobre-alumínio; 
 Cobre-níquel; 
 Alpaca; 
 Cobre-berílio; 
 Cobre-silício. 
 
As ligas mais importantes são: 
 
Latão 
O latão é uma liga cobre-zinco, cujos teores de zinco variam entre 5 e 50%. A presença 
do zinco altera as propriedades do cobre. À medida que o teor de zinco aumenta, as 
seguintes modificações ocorrem: 
 Diminuição da resistência à corrosão em certos meios agressivos; 
 Ligeiro aumento da resistência à tração; 
 Aumento considerável da ductilidade. 
 
O latão é empregado na fabricação de objetos ornamentais, ferragens, cartuchos de 
armas, carcaças de extintores de incêndio, roscas para lâmpadas, quando os teores de 
zinco vão até 36%. 
 
Quando o teor de zinco ultrapassa 36% há uma queda mais acentuada de ductilidade. 
Os latões com esse teor de zinco são utilizados na fabricação de peças, por meio de 
estampagem leve (como componentes de lâmpadas e chaves elétricas) ou 
componentes forjados para a indústria mecânica. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
31
Latões especiais 
Além do zinco, os latões especiais apresentam em sua composição chumbo (teores 
entre 1,0 e 3,7%) ou alumínio(teores entre 1,8 e 2,5%) ou estanho (teores entre 0,9 e 
1,3%). 
 
Os latões que contêm chumbo possuem alta usinabilidade e por isso aplicam-se na 
fabricação de componentes elétricos e mecânicos como parafusos, rebites, porcas, 
terminais de baterias elétricas e velas de ingnição, buchas, mancais etc. 
 
As ligas que apresentam alumínio em sua composição possuem melhor resistência à 
corrosão e por isso são usadas principalmente nas indústrias química e mecânica. 
 
As ligas que contém estanho apresentam boa resistência à corrosão em água doce ou 
salgada. São empregadas na fabricação de placas e tubos para permutadores de calor, 
para peças forjadas para equipamentos de refinação de petróleo e na construção naval 
em geral. 
 
Bronze 
O bronze é uma liga de cobre-estanho na qual o segundo elemento aparece em teores 
que variam de 1,0 a 11,0%. 
 
À medida que o teor de estanho aumenta, aumentam também a dureza e as 
propriedades relacionadas com a resistência mecânica, sem diminuição da ductilidade. 
 
O bronze pode ser trabalhado a frio e possui elevada resistência à corrosão. 
 
Dependendo dos teores de estanho presentes no bronze, esse poderá ser usado na 
fabricação de componentes de aparelhos de telecomunicação, tubos flexíveis, varetas 
e eletrodos de soldagem, tubos para águas ácidas, parafusos, rebites, porcas, discos 
antifricção, molas para serviços pesados etc. 
 
Quando se acrescentam à liga cobre-estanho outros elementos como o fósforo, o 
zinco, o chumbo ou o níquel, obtém-se o bronze para fundição, o qual poderá ser 
utilizado na fabricação de engrenagens, parafusos, válvulas, flanges, bombas de óleo, 
buchas, mancais. 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
32
Alumínio 
 
O alumínio é um metal não ferroso branco acinzentado que apresenta as seguintes 
propriedades: 
 Boa condutibilidade térmica; 
 Baixo peso específico; 
 Boa resistência à corrosão; 
 Alta ductilidade e, portanto facilidade em ser laminado, forjado e trefilado; 
 Ausência de magnetismo. 
 
Por causa dessas propriedades e das grandes jazidas mundiais do seu minério 
principal (bauxita), o alumínio está se tornando o metal mais importante para indústria, 
após o ferro. É largamente empregado nas indústrias ferroviária, naval, aeronáutica, 
mecânica,química e elétrica. 
 
Ligas de alumínio 
O alumínio puro é extremamente maleável, o que limita suas aplicações. Por causa 
disso, foram desenvolvidas ligas que melhoram a resistência mecânica do alumínio, 
ampliando consideravelmente suas possibilidades de aplicação. 
 
A adição de pequenas quantidades de cobre, silício, manganês, magnésio ou ferro, 
aliada a um tratamento térmico adequado, aumenta consideravelmente a resistência 
da liga e mantém uma de suas principais características que é a leveza. 
 
Duralumínio 
Duralumínio é a mais importante das ligas de alumínio e contém cobre (4%), magnésio 
(0,5%) e manganês (0,7%). Ao ser tratado termicamente adquire um limite de 
resistência à tração semelhante ao do aço doce. 
 
Esse tipo de liga é empregado principalmente na construção de peças forjadas e 
estampadas, barras, chapas e rebites. 
 
Aplicações do alumínio e suas ligas 
Praticamente todos os setores da indústria beneficiam-se com o emprego do alumínio 
e suas ligas. Dentre essas aplicações podemos destacar: motores, hélices, tanques de 
combustível, tambores de freios, corpos de carburadores e compressores, vagões, 
cascos de barcos, antenas, chassis de aparelhos eletrônicos, componentes para 
eletrodomésticos, utensílios de cozinha etc. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
33
Chumbo 
 
O chumbo, um dos primeiros metais a ser utilizado pelo homem, tem cor acinzentada e 
apresenta as seguintes características: 
 Baixa resistência mecânica; 
 Elevada resistência à corrosão; 
 Elevado peso específico. 
 
Dependendo da utilização que lhe será dada, o chumbo poderá formar ligas: 
 Com o arsênio, o bismuto, o cálcio, o cobre ou o antimônio (baixos teores), 
utilizadas para revestimento de cabos elétricos; 
 Com o estanho (teores entre 18 e 50%), utilizada como material de soldagem fraca; 
 Com a prata e o cobre para a fabricação de canos de água para suportar grandes 
pressões internas; 
 Com o antimônio (teores entre 6 e 12,5%), para fabricação de tubos especiais e 
recipientes para produtos químicos. 
 
O chumbo também é extensamente utilizado para blindagem contra radiação emitida 
na produção de energia nuclear ou durante a manipulação de produtos radioativos. 
 
 
Zinco 
 
O zinco é um metal de coloração branco-azulada que apresenta as seguintes 
propriedades: 
 Alta resistência à corrosão; 
 Alta maleabilidade, que permite que ele seja facilmente laminado em chapas ou 
estirado em fios; 
 Boa usinabilidade. 
 
O zinco é empregado como elemento de liga nos latões, na fabricação de chapas para 
telhados e condutores de água pluviais, em ligas para fundição sob pressão e na 
fabricação de pigmentos para a indústria química. 
 
Por sua alta resistência à corrosão, serve de elemento de proteção na galvanização 
do aço, ou por meio de outros métodos de deposição como a metalização e a pintura. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
34
Estanho 
 
Estanho é um metal não-ferroso que apresenta coloração branco-prateada, levemente 
amarelada. Apresenta as seguintes características: 
 Alta ductilidade e maleabilidade; 
 Baixa resistência mecânica; 
 Elevada resistência à corrosão; 
 Boa soldabilidade. 
 
A principal aplicação do estanho é através da estanhação de chapas ou folhas de aço, 
seja por imersão à quente, seja por eletrodeposição. Através da estanhação, obtêm-se 
as folhas de flandres, que se caracterizam pela elevada resistência à corrosão, daí 
seu extenso emprego na confecção de latas ou recipientes para embalagem de 
produtos alimentícios. 
 
Devido ao seu baixo ponto de fusão, o estanho é empregado em dispositivos de 
segurança contra o fogo, alarmes, metais de soldagem e vedação. 
 
O estanho é um elemento de ligas importantes como os bronzes. 
 
 
Magnésio 
 
O magnésio é um metal não-ferroso que pertence ao grupo dos chamados metais 
leves e apresenta as seguintes características: 
 Relativa maleabilidade; 
 Baixa ductilidade, resistência mecânica e tenacidade; 
 Resistência à ação dos álcalis; 
 Boa usinabilidade. 
 
Devido a essas características, ele pode ser forjado, extrudado, laminado, fundido em 
areia, moldes permanentes ou sob pressão. 
 
O magnésio pode formar ligas com o alumínio, o manganês, o zinco, o zircônio ou o 
tório. As ligas de maior resistência mecânica são as que contêm zinco (4,6 a 6,0%) e 
zircônio (0,7%) ou zinco (até 5,7%), tório 1,8 A 3,3%) e zircônio (0,7%). 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
35
As aplicações das ligas de magnésio são feitas na indústria aeronáutica (componentes 
de motores, fuselagem, trens de pouso), na indústria automobilística (caixas de 
engrenagens, rodas) e em componentes de máquinas em geral (máquinas operatrizes, 
máquinas de escrever, calcular, aparelhos domésticos etc.). 
 
Antimônio 
Antimônio é um metal não-ferroso de cor semelhante a do chumbo. Por suas 
propriedades específicas, ele nunca é empregado isoladamente, mas como 
componente de ligas onde serve para melhorar a resistência mecânica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
36
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos Comitê Técnico de Tecnologia dos Materiais/2007 
Elaboradora: Regina Célia Roland Novaes 
Conteudista: Maurício Conde 
 
 
Evirley Lobo Marques 
Francisco Egidio Messias 
Gilberto Burkent 
Gilberto Carlos de Lima 
Marcelo da Silva Guerra 
Marcos Domingos Xavier 
Referência 
SENAI.SP. Mecânico de Manutenção – Tecnologia. São Paulo, 1990. 206 p. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
37
 
Adaptado pelo Comitê Técnico GED/FIC Metalmecânica/2010 
 
 
 
Tratamento térmico 
 
 
 
Tratamentos térmicos são ciclos térmicos a que são submetidos os aços. São 
compostos por operações de aquecimento, a uma velocidade adequada, com 
permanência por tempo suficiente em temperatura de tratamento correta e velocidade 
de resfriamento compatível com o objetivo desejado. 
 
Os tratamentos térmicos visam alterar a estrutura natural dos aços, conferindo ou 
melhorando suas propriedades mecânicas. 
 
Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são os seguintes: 
 remoção de tensões internas (oriundas de resfriamento desigual, trabalho 
mecânico ou outra causa); 
 aumento ou diminuição da dureza; 
 aumento da resistência mecânica; 
 melhora da ductilidade; 
 melhora da usinabilidade; 
 melhora da resistência ao desgaste; 
 melhora das propriedades de corte; 
 melhora da resistência à corrosão; 
 melhora da resistência ao calor; 
 modificação das propriedades elétricas e magnéticas. 
 
 
Fatores de influência nos tratamentos térmicos 
 
O tratamento térmico é composto por um ciclo de tempo - temperatura, e os fatores 
mais importantes a considerar são: aquecimento, tempo de permanência nessa 
temperatura e resfriamento. 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
38
Aquecimento - como o objetivo principal do tratamento térmico é a modificação de 
suas propriedades mecânicas. Verifica-se que isso só é conseguido mediante uma 
alteração em sua estrutura. Assim sendo, o aquecimento é feito acima da zona crítica 
até sua completa austenitização, ou seja, a dissolução total do carboneto de ferro no 
ferro gama. O diagrama de fase Fe-C permite visualizar as temperaturas mínimas de 
transformação alotrópica em função do teor de carbono do aço em tratamento. 
 
 
 
Na fase de aquecimento, dentro do processo de tratamento térmico, são 
apropriadamente consideradas a velocidade e a temperatura máxima de aquecimento. 
 
A velocidade de aquecimento deve ser adequada à composição e ao estado de 
tensões do aço. 
 
Como tendência geral, o aquecimento muito lento provoca um crescimento excessivo 
dos grãos de austenita, tornando o aço frágil.Por outro lado, um aquecimento muito 
rápido em aços ligados ou em aços com tensões internas (provocadas por fundição, 
forjamento, etc.) poderá provocar empenamento ou mesmo aparecimento de fissuras. 
 
A temperatura de aquecimento deverá ser adequada para que ocorram as 
modificações estruturais desejadas. Se ela for inferior a temperatura de transformação, 
as modificações não ocorrerão; se for demasiadamente superior ocorrerá um 
crescimento indesejável dos grãos de austenita. Essa temperatura de aquecimento 
depende da composição química do aço e principalmente do seu teor de carbono. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
39
A figura a seguir mostra de modo esquemático o crescimento do grão da austenita 
devido a temperaturas excessivas. 
 
 
 
Na prática, o máximo que se admite é 50C acima de A3 para os aços hipoeutetóides. 
Para os aços hipereutetóides, devido à necessidade de altas temperaturas para 
dissolução do carboneto de ferro, será inevitável o crescimento de grão de austenita. 
No tratamento térmico, o crescimento do grão de austenita é mais prejudicial que a 
presença de carboneto não dissolvido; assim, a temperatura recomendada é inferior à 
linha Acm, mais precisamente, 50C acima de A1. 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
40
Tempo de permanência na temperatura de aquecimento - o tempo de permanência 
na mesma temperatura deve ser o suficiente para que as peças se austenitizem de 
modo uniforme em toda a secção. Se o tempo de permanência for além do necessário, 
pode haver indesejável crescimento dos grãos de austenita. Empiricamente, adotam-
se 2 minutos por milímetro de espessura. Assim, para uma peça com 20mm de 
espessura serão necessários 40 minutos de permanência na temperatura de 
aquecimento para a completa difusão dos elementos da liga na austenita. 
 
Resfriamento - Este é o fator mais importante do ponto de vista de tratamento térmico, 
pois a velocidade de resfriamento determinará efetivamente a estrutura e as 
propriedades finais desejadas. 
 
Os meios de resfriamento usuais são: ambiente do forno, ar e meios líquidos. O quadro 
abaixo apresenta em ordem crescente de velocidade alguns meios de resfriamento. 
 
Meio de resfriamento 
Solução aquosa a 10% NaOH 
Solução aquosa a 10% NaCL 
Solução aquosa a 10% Na2CO3 
Água a 0ºC 
Água a 18ºC 
Água a 25ºC 
Óleo 1 
Óleo 2 
Óleo 3 
Água a 50ºC 
Tetracloreto de carbono 
Água a 75ºC 
Água a 100ºC 
Ar liquido 
Ar 
Vácuo 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
41
A próxima figura permite comprovar a importância do diagrama de resfriamento 
contínuo na determinação dos constituintes e suas respectivas propriedades, que 
resultam de quando os aços são submetidos a diferentes velocidades de resfriamento. 
 
 
 
Examinando a figura podemos concluir que: um aço esfriado muito lentamente, no 
forno, por exemplo (curva A), começa a se transformar em perlita ao atingir o ponto Ai 
e, ao atingir Af, é inteiramente Transformado em perlita. Essa perlita é de granulação 
grosseira e apresenta baixa dureza; logo, aços esfriados muito lentamente 
apresentam, em temperatura ambiente, o constituinte perlita de granulação grosseira e 
de baixa dureza. 
 
Com esfriamento mais rápido, em ar, por exemplo (curva B), o aço apresentará perlita 
fina, com dureza elevada. Com velocidade de esfriamento maior, em óleo (curva C), a 
transformação iniciada em Ci e terminada em Cf dá como constituinte perlita mais fina, 
com dureza maior. Com resfriamento ainda mais rápido (curva D), verifica-se que o 
início de transformação se dá no ponto Di. A velocidade de esfriamento agora é tal que 
não possibilita que a curva de esfriamento D toque na curva de fim de transformação, 
de modo que a transformação em perlita apenas se inicia, interrompendo-se em 
seguida e, ao atingir o ponto DMi, a austenita que não se transformou passa a 
martensita, cuja formação termina em DMf. A estrutura resultante dessa velocidade de 
esfriamento é simultaneamente perlita e martensita. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
42
Com esfriamento muito rápido (curva F), em água, verifica-se que a curva de 
esfriamento não toca na curva de transformação, de modo que não há transformação 
da austenita em produto lamelar, mas simplesmente passagem a martensita, quando, 
no esfriamento, são atingidas as temperaturas correspondentes a Mi e Mf. Logo, os 
aços esfriados mais rapidamente são os mais duros. Há uma curva de esfriamento 
(curva E), que tangencia a curva C de início de transformação para esfriamento 
contínuo. Essa velocidade de esfriamento, denominada velocidade crítica de têmpera, 
indica que é desnecessário esfriar-se o aço mais rapidamente para que se produza 
estrutura martensítica. Pode-se definir a velocidade crítica de esfriamento (ou de 
têmpera) como “a menor velocidade de esfriamento que produzirá estrutura 
inteiramente martensítica”. 
 
Em última análise, o tratamento térmico será escolhido de acordo com a estrutura e as 
propriedades que se desejam. Assim, quando se visa obter a máxima dureza, deve-se 
procurar produzir a estrutura martensítica, isto é, escolher um tratamento térmico com 
esfriamento rápido. Quando se visa ao mínimo de dureza, é necessária a estrutura 
perlítica, ou seja um resfriamento lento. 
 
Efeitos da secção da peça - A velocidade de esfriamento é afetada pela secção da 
peça, pois seu interior se esfria mais lentamente que a superfície. A figura abaixo 
mostra de modo esquemático o esfriamento do centro e o da superfície de uma peça 
em três meios de esfriamento diferentes. 
 
 
 
 
Formas de tratamento térmico do aço 
 
Recozimento - é o tratamento térmico que visa reduzir a dureza do aço, aumentar a 
usinabilidade, diminuir a resistência à tração, remover tensões de trabalhos a frio ou a 
quente, atingindo a microestrutura ou as propriedades desejadas. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
43
Existem, basicamente, 3 tipos principais de recozimento: 
 Recozimento total ou pleno; 
 Recozimento para alívio de tensões ou subcrítico; 
 Esferoidização. 
 
Recozimento total ou pleno - consiste em austenitizar o aço a uma temperatura de 
mais ou menos 50C acima da linha A3 para aços hipoeutetóides e de 50C acima de 
A1 para hipereutetóides. O aço deve ser mantido nesta temperatura o tempo suficiente 
para que ocorra a solubilização do carbono e dos outros elementos de liga na 
austenita. Em seguida, deve-se fazer um resfriamento lento dentro do próprio forno, 
controlando-se a velocidade de resfriamento de aproximadamente 25C por hora. O 
diagrama de fase Fe-C apresentado abaixo mostra de modo esquemático as faixas de 
temperatura para o recozimento pleno. 
 
 
 
Obtém-se, no recozimento pleno, uma estrutura de perlita grosseira que é a 
microestrutura ideal para melhorar a usinabilidade dos aços de baixo e médio teor de 
carbono (0,2% a 0,6%C); para aços de alto carbono, é preferível a estrutura 
“esferoidita”; obtida pelo coalescimento. 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
44
A figura a seguir indica que os constituintes estruturais que resultam do recozimento 
pleno são: perlita para os aços eutetóide, perlita e ferrita para os aços hipoeutetóides e 
perlita e cementita para os aços hipereutetóides. 
 
 
 
Recozimento para alívio de tensões ou subcrítico - consiste no aquecimento do aço 
a uma temperatura entre 10C e 20C abaixo de A1, objetivando aliviar tensões 
provocadas por transformações mecânicas, corte por chama, soldagem, etc. 
 
A peça deve ser mantida a essa temperatura de 1 a 2 horas e, em seguida, resfriada 
lentamente no próprio forno, na cal ou ao ar livre. A figura a seguir mostra 
esquematicamente as faixas de temperaturas utilizadas no recozimento para alívio de 
tensões ou subcrítico. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
45
Esferoidização - o recozimento de esferoidização aplica-se principalmente em aços 
de médio e altoteor de carbono, com a finalidade de melhorar a usinabilidade. O 
tratamento objetiva transformar a rede de lâminas de cementita, em forma globular ou 
esferoidal de carboneto, em aço. A figura a seguir mostra esquematicamente a 
microestrutura do aço, antes e após o recozimento de esferoidização. 
 
N
ov
o 
T
el
ec
ur
so
 
T
ra
ta
m
en
to
 té
rm
ic
o.
 T
ra
ta
m
en
to
 d
e 
su
pe
rf
íc
ie
. 2
01
0 
Imagem de esferoidita em microscópio metalográfico 
 
 
N
ov
o 
T
el
ec
ur
so
 
T
ra
ta
m
en
to
 té
rm
ic
o.
 T
ra
ta
m
en
to
 d
e 
su
pe
rf
íc
ie
. 2
01
0 
Representação de esferoidização 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
46
Para ocorrer essa transformação, o aço deve ser aquecido entre 680C e 750C. Esta 
temperatura deve ser mantida o tempo suficiente para homogeneizar a temperatura em 
toda a peça e o resfriamento deve ser lento, cerca de 10 a 20C por hora. A figura a 
seguir mostra esquematicamente as faixas de temperaturas utilizadas no recozimento 
de esferoidização. 
 
 
 
Normalização - esse tratamento térmico consiste na austenitização completa do aço, 
seguida de resfriamento em ar tranqüilo. A figura a seguir mostra no diagrama Fe-C 
que a faixa de temperatura para a normalização, supera a linha A3 para os aços 
hipoeutetóides e a linha Acm para os aços hipereutetóides. Essa temperatura situa-se 
entre 35C e 40C, conforme o teor de carbono do aço em consideração. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
47
 
 
O objetivo deste tratamento é obter uma microestrutura mais fina e homogênea dos 
cristais. A normalização é usada no aço, após a fundição, forjamento ou laminação, 
preparando-o para uma boa resposta à têmpera. 
 
Têmpera - é um tratamento térmico que executamos no aço com teor de carbono 
maior que 0,3%C, com a finalidade de obter combinações de dureza e resistência 
mecânica. A estrutura que permite tais combinações é a estrutura martensítica. 
 
A têmpera é composta por um conjunto de três etapas: aquecimento, manutenção 
numa determinada temperatura e resfriamento. 
 
No aquecimento, o aço deve ser austenitizado em torno de 50C acima da linha A3 
para aços hipoeutetóides. Para aços hipereutetóides a temperatura é de 50C acima 
de A1, isto é, nos aços hipoeutetóides a ferrita e a perlita se transformam em austenita. 
Nos aços hipereutetóides a perlita se transforma em austenita e a cementita continua 
inalterada por ser um constituinte duro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
48
A figura a seguir mostra no diagrama Fe-C a faixa de temperatura de têmpera em 
função da porcentagem de carbono no aço. 
 
 
 
A permanência do aço numa determinada temperatura deve ser suficiente para que a 
superfície e o centro da peça adquiram a mesma temperatura e ocorra a solubilidade 
completa do carbono. Como regra, 2 minutos por milímetro de espessura do material 
são suficientes. 
 
O resfriamento na têmpera determina efetivamente a estrutura martensítica, portanto 
ele deve ser feito em um meio que possibilite uma curva de resfriamento que passe à 
esquerda do cotovelo da curva em C, evitando assim a transformação da austenita em 
produtos normais. A figura a seguir mostra a curva de resfriamento para temperar aço 
1080; a linha Mi indica o início, e a linha Mf, o fim da transformação da austenita em 
martensita. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
49
Revenido - é um tratamento térmico que normalmente se realiza após a têmpera com 
a finalidade de aliviar as tensões internas, diminuir a dureza excessiva e a fragilidade 
da martensita temperada, e, assim, aumentar a ductilidade e resistência ao choque. O 
revenido deve ser feito logo após a têmpera, para se evitar a perda de peças por 
ruptura provocada pelas tensões da têmpera. A figura a seguir mostra de modo 
esquemático o ciclo de têmpera e revenido. 
 
 
 
A temperatura do revenido varia em função do tipo de aço, dureza e característica 
mecânica desejada. O diagrama abaixo permite avaliar o efeito da temperatura de 
revenido sobre a dureza e a resistência ao choque de um aço 1045 temperado. Cada 
material possui uma curva característica. 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
50
A temperatura de revenido também tem o objetivo de regularizar a dureza. Isso pode 
ser feito de duas maneiras. Uma delas é experimental, e se revine a peça aos poucos 
a partir de 100C, medindo-se a dureza em cada faixa até que se obtenha a dureza 
desejada. Outra maneira é a consulta aos diagramas de revenido, onde se lê 
diretamente o valor da temperatura em função da dureza desejada. Um exemplo de 
aplicação do diagrama é apresentado na figura abaixo. 
 
 
 
A manutenção numa determinada temperatura é um importante fator para peças de 
massa elevada. Como regra, deve-se manter por 60 minutos, adicionando-se uma hora 
para cada polegada de espessura da peça. 
 
O esfriamento após o revenido é feito em ar livre, salvo nos casos de aços que sofrem 
um fenômeno chamado fragilidade ao revenido (aços ligados ao Cr e Ni), quando 
revenidos nas faixas entre 260C e 315C e, também, entre 450C e 600C. É 
recomendado que, no caso de dúvida quanto à susceptibilidade do aço a este 
problema ou quando o revenido tiver que ser feito nestas faixas de temperatura, que 
seja seguido de resfriamento brusco em água fria. 
 
 
Tratamentos Isotérmicos 
 
Esses tratamentos baseiam-se no conhecimento das curvas em C ou TTT e nos 
fenômenos que ocorrem durante o aquecimento e o resfriamento dos aços, 
possibilitando substituir com vantagens os tratamentos térmicos convencionais. Dentre 
esses tratamentos, destacam-se a austêmpera e a martêmpera. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
51
Austêmpera - esse tratamento isotérmico aproveita as transformações da austenita 
que ocorrem a uma temperatura constante. O constituinte que se origina na 
austêmpera é a bainita, que se caracteriza pela alta ductilidade, tenacidade e 
resistência mecânica, conhecida como “efeito mola”, portanto, com propriedades 
superiores à da martensita revenida. A austêmpera consiste em submeter o aço a uma 
seqüência de operações e transformações: 
 aquecimento a uma temperatura que possibilite a austenitização; como regra, 
seguir os parâmetros de aquecimento da têmpera; 
 resfriamento num banho mantido a uma temperatura constante, geralmente entre 
260C e 400C; 
 permanência no banho a essa temperatura para, isotermicamente, ocorrer a 
transformação da austenita em bainita; 
 resfriamento até a temperatura ambiente, em ar livre ou banho de sal. 
 
A figura a seguir representa esquematicamente o diagrama de transformação da 
austêmpera. 
 
 
 
Martêmpera - esse tratamento consiste em interromper o resfriamento a partir da 
temperatura de austenitização, de modo a retardar o resfriamento do aço por alguns 
instantes em uma temperatura pouco superior à linha MI (temperatura de início da 
transformação martensítica), resultando numa uniformização de temperatura na 
superfície e no centro das peças submetidas a esse tratamento. Esse procedimento 
diminui a perda de peças por trincas e empenos, que são defeitos causados pelo 
resfriamento rápido da têmpera convencional. A martêmpera consiste em submeter o 
aço a uma seqüência de operações: 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
52
 Aquecimento a uma temperatura de austenitização; 
 Resfriamento num meio fluido quente (óleo quente, banho de sal) até uma 
temperatura acima da transformação martensítica (linha Mi); 
 Manutenção nesse meio de resfriamento até a uniformização da temperatura entre 
a superfície e o núcleo da peça; 
 Resfriamento posterior a uma velocidade moderada (geralmente em ar) de modo a 
prevenir diferenças de temperatura entre a superfície e o núcleo das peças. 
 
Após a martêmpera, as peças são submetidas a uma operação comum de revenido, 
como se tivessem sido temperadas. A figura a seguir representaesquematicamente o 
diagrama de transformação da martêmpera. 
 
 
 
Têmpera superficial - Na têmpera superficial produz-se uma mudança da estrutura 
cristalina localizada apenas na superfície do aço, que adquire as propriedades e 
características típicas da estrutura martensítica. 
 
Esse processo tem como objetivo aumentar consideravelmente a resistência ao 
desgaste na superfície e manter a tenacidade do núcleo das peças tratadas. 
 
Devem ser empregados aços de 0,3% a 0,6% de teor de carbono. 
 
A têmpera superficial pode ser realizada por dois processos: chama e indução. 
 
Têmpera por chama - o aquecimento da peça é feito por meio da incidência de uma 
chama oxiacetilênica na superfície da peça, a uma temperatura acima da zona crítica 
(727C), atingindo uma camada predeterminada a endurecer; em seguida é feito um 
resfriamento por jateamento de água. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
53
Existem dois métodos de aquecimento para têmpera superficial, circular e linear. A 
figura a seguir mostra esquematicamente uma peça submetida ao método circular 
combinado com o movimento progressivo giratório. 
 
 
 
A próxima figura mostra esquematicamente um dispositivo próprio para têmpera 
superficial linear. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
54
Têmpera superficial por indução - O calor para aquecer a peça até a temperatura de 
austenitização pode ser gerado na própria peça por indução eletromagnética.A peça a 
ser temperada é colocada dentro de uma bobina. Um gerador fornece a corrente 
elétrica de alta freqüência, que cria um campo magnético na bobina. Esse campo 
magnético provoca um fluxo de corrente elétrica na peça (princípio de indução). O 
aquecimento da peça é gerado pela resistência do material ao fluxo da corrente 
elétrica. A figura a seguir mostra o processo de têmpera superficial por indução. 
 
N
ov
o 
T
el
ec
ur
so
 
T
ra
ta
m
en
to
 té
rm
ic
o.
 T
ra
ta
m
en
to
 d
e 
su
pe
rf
íc
ie
. 2
01
0 
Equipamento para têmpera superficial por indução 
 
Alcançada a temperatura de têmpera, resfria-se rapidamente a peça por meio de um 
jato de água ou óleo. 
 
 
Tratamentos termoquímicos 
 
Os processos termoquímicos são aplicados nos aços com baixo teor de carbono com o 
objetivo de aumentar sua dureza superficial e a resistência ao desgaste, mantendo o 
núcleo dúctil e tenaz. 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
55
Absorvendo um elemento endurecedor, o material modifica sua composição química 
superficial. A figura a seguir ilustra esta situação. 
 
 
 
Os tratamentos termoquímicos mais usados são: 
 cementação; 
 nitretação; 
 carbonitretação; 
 boretação. 
Esses tratamentos são feitos com substâncias sólidas, líquidas ou gasosas. 
 
Cementação - aplica-se a aços com até 0,30% de carbono e com baixo teor de 
elementos de ligas. 
 
A cementação é aplicada em peças como engrenagens, eixos, parafusos, etc., que 
necessitam de resistência mecânica e de alta dureza na superfície e núcleo dúctil com 
boa tenacidade. 
 
O aço é colocado em um meio rico em carbono e aquecido a uma temperatura acima 
da temperatura de transformação em austenita, pois neste estado ele consegue 
dissolver melhor o carbono. A profundidade de penetração do carbono depende do 
tempo de cementação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
56
O diagrama abaixo mostra a influência do tempo e da temperatura na penetração 
superficial de carbono. 
 
 
 
Como o processo se dá por difusão, a camada superficial apresentará grande 
saturação do elemento carbono na superfície, decrescendo em direção ao núcleo 
como mostra a figura abaixo. 
 
 
 
As temperaturas de cementação mais elevadas favorecem a penetração reduzindo o 
tempo de cementação, porém, conferem uma granulação mais grosseira, o que reduz 
os limites de resistência a tração, torção, flexão, etc. 
Os valores mais usuais de temperatura de cementação oscilam de 850C a 950C. 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
57
O tempo de cementação é determinado em função da espessura da camada 
cementada desejada, da temperatura e do meio cementante. Obviamente, quanto 
maior for o tempo e mais alta a temperatura, mais profunda será a camada. 
 
A tabela abaixo relaciona o tipo de cementação com os meios cementantes. 
 
Tipo de cementação Meios cementantes 
Sólida 
(caixa) 
Carvão vegetal duro 
Carvão coque 20% 
Ativadores 5 a 10% 
Líquida 
(banho em sais fundidos) 
Cianeto de sódio 
Cianeto de bário 
Cianato de sódio 
Cianato de bário 
Outros sais 
Gasosa 
(fornos de atmosfera) 
Gás metano 
Gás propano, etc. 
 
Os aços, depois de submetidos à cementação, devem ser temperados; geralmente não 
se faz o revenido, mas, se for necessário aliviar as tensões residuais da têmpera, faz-
se, então o revenido com temperatura entre 160 e 200C. 
 
Nitretação - é um tratamento termoquímico de endurecimento superficial semelhante à 
cementação, que se caracteriza pela introdução superficial de nitrogênio no aço até 
uma certa profundidade, sob a ação de um ambiente nitrogenoso a uma temperatura 
determinada, para formar uma camada dura de nitretos. 
 
A nitretação é realizada com os seguintes objetivos: 
 obtenção de elevada dureza superficial, maior do que nos outros processos, exceto 
na boretação; 
 aumento da resistência ao desgaste; 
 aumento da resistência à fadiga; 
 aumento da resistência à corrosão; 
 melhoria de resistência superficial ao calor. 
 
A nitretação é realizada com temperatura inferior à zona crítica, de 500C a 560C, 
tornando as peças menos suscetíveis a empenamentos ou distorções. Após a 
nitretação, não é necessário têmpera para produzir dureza na camada nitretada. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
58
A nitretação pode ser feita em meio líquido ou gasoso. O nitrogênio introduzido na 
superfície do aço combina-se com o ferro, formando uma camada de nitreto de ferro de 
elevada dureza. 
 
Na nitretação gasosa, o elemento nitretante é a amônia que se decompõe, 
parcialmente, fornecendo o nitrogênio. Nesse processo, o tempo de formação da 
camada é muito grande, como mostra o gráfico abaixo. 
 
 
 
Na nitretação líquida, o meio nitretante são banhos de sais fundidos, em geral cianetos 
e cianatos, responsáveis pelo fornecimento do nitrogênio. 
 
A nitretação líquida apresenta vantagens sobre a gasosa, pois confere ao açocamadas 
mais profundas em menos tempo e reduz a possibilidade de deformações. Oferece 
bons resultados também para os aços ao carbono. 
 
O gráfico a seguir mostra a influência do carbono e dos elementos de liga na 
profundidade da camada nitretada. Nota-se que a profundidade de penetração é tanto 
menor, quanto maior o teor de carbono. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
59
 
 
Carbonitretação - é um processo de introduzir carbono e nitrogênio no aço a partir de 
uma mistura gasosa apropriada. O carbono provém de um gás rico em carbono e o 
nitrogênio a partir da amônia. É um processo misto de cementação a gás e nitretação a 
gás, e sua temperatura varia de 700C a 900C. O objetivo principal da carbonitretação 
é formar no aço uma camada resistente ao desgaste, de 0,07mm a 0,7mm, e é usada 
geralmente em peças de pequeno porte, como componentes de máquinas de escrever, 
carburadores, relógios e aparelhos eletrodomésticos. 
 
Boretação - é o processo mais recente entre os tratamentos superficiais nos aços 
carbono, aços liga, ferro fundido comum e nodular. 
 
O processo consiste no enriquecimento superficial do aço com de boro e se efetua em 
meio sólido de carboneto de boro a uma temperatura de 800C a 1.050C. O composto 
formado na superfície da peça boretada é o boreto de ferro, com dureza elevadíssima, 
que, medida na escala Vickers, alcança 1.700kgf/mm2 a 2.000kgf/mm2 (16.680MPa a 
19.620MPa). 
 
A alta dureza da camada boretada oferece elevada resistência ao desgastee 
resistência à corrosão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
60
Essa camada é resultado do tempo de boretação que varia de 1 a 8 horas. O diagrama 
a seguir permite verificar a profundidade da camada boretada em função do tempo e 
da temperatura. 
 
 
 
O aço boretado é usualmente temperado e revenido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos Comitê Técnico GED/FIC Metalmecânica/2010 
Elaboradores: Regina Célia Roland Novaes 
 Selma Ziedas 
Conteudistas: Abílio José Weber 
 Adriano Ruiz Secco 
Ilustradores: José Joaquim Pecegueiro 
 José Luciano de Souza Filho 
 Leury Giacomeli 
Antonio Varlese 
Celso De Hypólito 
Eduardo Francisco Ferreira 
Eugenício Severino da Silva 
Humberto Aparecido Marim 
José Carlos de Oliveira 
José Serafim Guarnieri 
Manoel Tolentino Rodrigues Filho 
Rinaldo Afanasiev 
Roberto Aparecido Moreno 
Referência 
SENAI.SP. Tecnologia aplicada II - Caminhão Betoneira Cara Chata. São Paulo, 1998. 184 p. 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
61
 
Adaptado pelo Comitê Técnico GED/FIC Metalmecânica/2010 
 
 
 
Elementos comuns 
 
 
 
União mecânica 
 
A união mecânica consiste em juntar duas ou mais peças, estabelecendo, assim, uma 
conexão entre elas. 
 
Existem três formas básicas de uniões: 
 União por fechamento de força: que se caracteriza pelo aperto de uma peça 
sobre a outra criando uma área de grande atrito. 
 
Exemplo 
Transmissão por correia em V; 
 
 União por fechamento de forma: que se caracteriza pelo encaixe de uma peça na 
outra. 
 
Exemplo 
Transmissão por corrente tipo bicicleta. 
 
 União por material: que se caracteriza pela aderência de uma peça sobre a outra. 
 
Exemplo 
Peças coladas ou soldadas. 
 
 
Uniões mecânicas 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
62
A seguir estudaremos alguns elementos que atuam nas uniões mecânicas. 
 
 
Pino 
 
O pino tem como finalidade alinhar ou fixar os elementos de máquinas. 
 
A figura seguinte mostra um pino alinhando uma tampa que foi fixada por parafuso no 
corpo da máquina e uma lavanca no eixo através de pino. 
 
 No
vo
 T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Montagem de conjuntos com pino 
 
Os pinos se diferenciam pelas seguintes características: 
 Utilização; 
 Forma; 
 Tolerâncias de medidas; 
 Acabamento superficial; 
 Material; 
 Tratamento térmico. 
 
N
ov
o 
T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Pinos 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
63
 
Pino cônico 
 
 
Pino cônico com rosca de fixação 
 
 
Pino cônico com porca de extração 
 
Pino estriado 
A superfície externa do pino estriado recebe três entalhados que formam ressaltos. A 
forma e comprimento dos entalhes determinam os tipos de pinos. 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
64
A fixação desse pino é feita diretamente no furo por broca, dispensando o acabamento 
e a precisão do furo alargado. 
 
N
ov
o 
T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Diferentes entalhes em cavilha 
 
Pino tubular partido 
É fabricado com fita de aço de mola enrolada. Ao ser introduzido no furo ele se prende 
na parede do furo pela força elástica de aperto. O furo não precisa ser alargado e esse 
tipo de união se solta facilmente quando existe vibração ou solicitação freqüente. 
 
 
 
Pino cupilhado DIN 1433 a 1438 
Utilizado como eixo curto para uniões articuladas ou para suportar rodas, polias, cabos, 
etc. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
65
 No
vo
 T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Pino sem cabeça 
 
 No
vo
 T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Pino com cabeça 
 
Para suportar esforços de flexão e cisalhamento os pinos cupilhados são fabricados 
com: 
 Pino sem cabeça - aço redondo estirado 9520k, St50k ou C35k; 
 Pino com cabeça - St50, St60 ou C35; 
 Pino com pivô roscado - material para parafuso 5.6. 
 
Observação 
Os pinos de guia, que servem para alinhar os elementos de máquinas, devem estar à 
maior distância possível entre si para diminuir os esforços cortantes. Quanto menor a 
proximidade entre os pinos, maior o risco de cisalhamento e menor precisão de ajuste. 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
66
Parafuso 
 
O parafuso é um elemento mecânico de união que realiza, geralmente, uniões com 
fechamento de forças. 
 
Segundo as normas, os parafusos se diferenciam pela rosca, forma da cabeça, 
pescoço e a forma de acionamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
67
A figura seguinte mostra diferentes tipos de cabeças de parafusos. 
 
 
Novo Telecurso 
Elementos de Máquinas 1. 2010 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
68
Usa-se parafuso sem cabeça com pontas especiais, quando existe a necessidade de 
embutir o parafuso. 
 
 No
vo
 T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Parafuso sem cabeça com sextavado interno 
 
N
ov
o 
T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Tipos de pontas de parafusos e representações técnicas 
 
As uniões roscadas, união por fechamento de força, sujeitas a solicitação transversal, 
necessitam de recursos adicionais para proteger o parafuso contra o cisalhamento e 
manter o posicionamento das partes. 
 
 No
vo
 T
el
ec
ur
so
 
E
le
m
e
nt
os
 d
e 
M
á
qu
in
as
 1
. 
20
10
 
Tipos de montagens com parafusos passantes 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
69
Quando o parafuso está sujeito a forças de serviço severas, como, por exemplo, 
pressão de um gás, pressão de líquidos, pressão de explosão, etc., a união é feita 
através de parafusos com colo de dilatação. 
 
O aperto da união através de parafusos com o colo de dilatação deve ser calculado 
considerando: 
 Elasticidade do colo de dilatação; 
 Contração e dilatação das peças do conjunto; 
 Coeficiente de segurança. 
 
 
Conjunto sem carga 
 
Forças que atuam sobre o parafuso 
FV = Força de tensão prévia medida através da chave dinamométrica 
 
 
Tensão prévia 
 
 
 
 
 
 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
70
F ’ v = Força de tensão prévia residual; 
Fb = Força de serviço; 
F2; F3 = Forças que atuam sobre o parafuso. 
 
 
Conjunto com carga dilatada por calor 
 
O parafuso com colo de dilatação absorve principalmente forças pulsatórias, ou seja, a 
força a absorver aumenta até um valor máximo e depois retrocede; como exemplo 
pode ser citado o motor do automóvel. 
 
Como F2 e F3, foças que atuam sobre o parafuso, dependem da Fb, e Fb é um dado 
que só o fabricante da máquina ou equipamento tem, é importante no uso de parafusos 
com colo de dilatação seguir rigorosamente o catálogo do fabricante. 
 
 
Porca 
 
A porca, um dos elementos de união mecânica, é fabricada em vários formatos 
segundo a aplicação. 
 
a. porca hexagonal; 
b. porca quadrada; 
c. porca cega; 
d. porca coroa; 
e. porca ranhurada; 
f. porca de fenda; 
g. porca de dois furos; 
h. porca de quatro furos 
 em cruz. 
SENAI-SP – INTRANET – AA321-10 
71
Para a resistência da união, através de parafuso e porca, é necessário que a porca 
tenha uma altura suficiente para resistir aos esforços e às montagens e desmontagens 
sem espanar. 
 
Como regra geral, a altura da porca é igual ao diâmetro nominal da rosca. 
 
Exceção a essa regra é feita à porca cega, onde a altura da rosca é igual a 0,8 do 
diâmetro nominal da rosca, e porcas para pequenos esforços, onde a altura é igual a 
0,5 do diâmetro nominal da rosca. 
 
 
d1 = 6mm m = 5mm 
d2 = 9mm s = 10mm 
e1 = 11,05mm 8 = classe de resistência 
Porca hexagonal