manufatura mecanica livro

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Indaial – 2020
Manufatura 
Mecânica: usinageM e 
conforMação
Prof. Francisco José Rodrigues da Silva Junior
1a Edição
Copyright © UNIASSELVI 2020
Elaboração:
Prof. Francisco José Rodrigues da Silva Junior
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri 
UNIASSELVI – Indaial.
Impresso por:
J95m
 Junior, Francisco José Rodrigues da Silva
 Manufatura mecânica: usinagem e conformação. / Francisco 
José Rodrigues da Silva Junior. – Indaial: UNIASSELVI, 2020.
 257 p.; il.
 ISBN 978-65-5663-045-8
1. Usinagem. - Brasil. 2. Conformação dos materiais. – Brasil. Centro 
Universitário Leonardo Da Vinci.
CDD 620
III
apresentação
Este livro didático tem por objetivo apresentar os conceitos iniciais 
da Manufatura Mecânica, mais especificamente na área de usinagem e 
conformação dos materiais. Esperamos que, ao fim desta disciplina, você seja 
capaz não apenas de trabalhar com os conceitos e fundamentos apresentados, 
mas também de enfrentar os desafios na área de processamento e conformação 
de materiais.
O livro foi planejado para ser utilizado como suporte ao curso 
Manufatura Mecânica: Usinagem e Conformação, voltado para a graduação 
de formação em Engenharia Mecânica. Pode ser apropriado também para 
cursos de tecnologia relacionados a essas disciplinas na engenharia.
O enfoque principal do livro está nos fundamentos da conformação 
mecânica dos metais e de ligas metálicas, além de cerâmicos e polímeros. 
Como pré-requisito para o curso, são necessários conhecimentos de 
ciência dos materiais, da resistência e propriedades dos materiais e do 
tratamento térmico. Assim, o leitor precisa ter condições de correlacionar o 
processamento do material com a estrutura e o desempenho do material nas 
principais aplicações dos processos de fabricação por deformação plástica.
Na Unidade 1 deste livro serão apresentadas algumas definições 
básicas sobre o assunto, além de uma visão geral sobre os tipos de 
materiais existentes. Você aprenderá também os princípios da correlação do 
processamento do material com a estrutura, e a influência desses fenômenos 
no desempenho do material, considerados nas principais aplicações dos 
processos de fabricação por deformação plástica, além dos tipos de esforços 
atuantes nos processos de conformação mecânica por deformação plástica, 
bem como vantagens e desvantagens dos materiais processados a frio e a 
quente, e por fim os tipos de tratamentos térmicos e de superfície.
 
A Unidade 2 é reservada para a apresentação dos processos de 
conformação plástica como: laminação, forjamento, extrusão, conformação 
de chapas, entre outros, de modo a compreender a conformação mecânica 
dos materiais, suas aplicações e classificação.
Por fim, a Unidade 3 apresenta os processos com remoção de material, 
abordando processos de usinagem convencional, além de incluir a retificação 
e as tecnologias de usinagem não convencional. As demais operações de 
processamento, com o aprimoramento das propriedades (tratamentos 
térmicos) e tratamentos de superfície (por exemplo, limpeza, galvanização e 
pintura), serão tratados nessa unidade também.
IV
Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto 
para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há 
novidades em nosso material.
Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é 
o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um 
formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. 
O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova 
diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também 
contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.
Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, 
apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade 
de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. 
 
Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para 
apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto 
em questão. 
Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas 
institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa 
continuar seus estudos com um material de qualidade.
Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de 
Desempenho de Estudantes – ENADE. 
 
Bons estudos!
Todas as unidades contêm exemplos e exercícios de fixação do 
conteúdo. Não deixe de resolvê-los, pois assim como qualquer outro ramo 
da engenharia, só se aprende praticando.
Esperamos que você aproveite ao máximo este material. E lembre-se 
de que você pode contar com uma grande equipe de apoio para auxiliá-lo no 
estudo desta disciplina.
Bons estudos!
Prof. Francisco José Rodrigues da Silva Junior
NOTA
V
VI
Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela 
um novo conhecimento. 
Com o objetivo de enriquecer teu conhecimento, construímos, além do livro 
que está em tuas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela terás 
contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complementares, 
entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar teu crescimento.
Acesse o QR Code, que te levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para teu estudo.
Conte conosco, estaremos juntos nessa caminhada!
LEMBRETE
VII
UNIDADE 1 – CONCEITOS INICIAIS ................................................................................................1
TÓPICO 1 – MATERIAIS DE ENGENHARIA ....................................................................................3
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................3
2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS ................................................................................................3
2.1 MATERIAIS METÁLICOS ................................................................................................................4
2.1.1 Aços .............................................................................................................................................5
2.1.2 Ferros fundidos .........................................................................................................................9
2.1.3 Materiais não ferrosos ............................................................................................................10
2.1.4 Superligas .................................................................................................................................13
2.2 MATERIAIS CERÂMICOS .............................................................................................................14
2.2.1 Cerâmicas tradicionais ...........................................................................................................15
2.2.2 Cerâmicas avançadas .............................................................................................................17
2.2.3 Vidros .......................................................................................................................................19
2.3 MATERIAIS POLIMÉRICOS ..........................................................................................................21
2.3.1 Polímeros termoplásticos ......................................................................................................21
2.3.2 Polímeros termofixos .............................................................................................................23
2.3.3 Elastômeros..............................................................................................................................252.4 MATERIAIS COMPÓSITOS ...........................................................................................................26
2.4.1 Tecnologia e classificação dos materiais compósitos .........................................................27
RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................29
AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................30
TÓPICO 2 – PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA .......................................31
1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................31
2 TIPOS DE ESFORÇOS MECÂNICOS .............................................................................................32
2.1 PROPRIEDADES DE TRAÇÃO .....................................................................................................32
2.2 PROPRIEDADES DE COMPRESSÃO ..........................................................................................33
2.3 PROPRIEDADES DE FLEXÃO ......................................................................................................35
2.4 PROPRIEDADES DE CISALHAMENTO.....................................................................................36
3 RELAÇÕES TENSÃO – DEFORMAÇÃO ........................................................................................38
4 DUREZA .................................................................................................................................................39
4.1 ENSAIOS DE DUREZA ..................................................................................................................39
RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................47
AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................49
TÓPICO 3 – EFEITO DA TEMPERATURA NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS ..................51
1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................51
2 EFEITOS DA MUDANÇA DE TEMPERATURA NOS MATERIAIS .......................................51
3 TRATAMENTOS TÉRMICOS ...........................................................................................................57
3.1 RECOZIMENTO ..............................................................................................................................57
3.2 NORMALIZAÇÃO ..........................................................................................................................59
3.3 TÊMPERA .........................................................................................................................................61
3.4 REVENIMENTO ..............................................................................................................................63
suMário
VIII
4 TRATAMENTOS SUPERFICIAIS .....................................................................................................65
4.1 CEMENTAÇÃO ...............................................................................................................................67
4.2 NITRETAÇÃO ..................................................................................................................................70
4.3 CARBONITRETAÇÃO ....................................................................................................................73
4.4 JATEAMENTO .................................................................................................................................77
LEITURA COMPLEMENTAR ...............................................................................................................79
RESUMO DO TÓPICO 3........................................................................................................................81
AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................83
UNIDADE 2 – PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO PLÁSTICA ..................................................85
TÓPICO 1 – PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO DE METAIS ....................................................87
1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................87
2 PRINCIPAIS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO DE METAIS ...............................................88
2.1 LAMINAÇÃO ..................................................................................................................................88
2.2 FORJAMENTO .................................................................................................................................90
2.3 EXTRUSÃO .......................................................................................................................................92
2.4 TREFILAÇÃO ...................................................................................................................................94
3 CONFORMAÇÃO DE CHAPAS METÁLICAS ..............................................................................96
3.1 OPERAÇÕES DE CORTE ...............................................................................................................96
3.2 OPERAÇÕES DE DOBRAMENTO ...............................................................................................98
3.3 ESTAMPAGEM ..............................................................................................................................100
3.4 PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO DE CHAPAS POR MATRIZES E PRENSAS ............102
3.5 OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO DE CHAPAS NÃO REALIZADAS EM PRENSAS .......104
RESUMO DO TÓPICO 1......................................................................................................................106
AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................108
TÓPICO 2 – PROCESSAMENTO DE MATERIAIS CERÂMICOS .............................................111
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................111
2 PROCESSAMENTO DE MATERIAIS CERÂMICOS TRADICIONAIS ................................111
2.1 PREPARO DE MATÉRIA-PRIMA ...............................................................................................113
2.2 PROCESSOS DE MOLDAGEM ...................................................................................................115
2.3 SECAGEM .......................................................................................................................................117
2.4 QUEIMA (SINTERIZAÇÃO) .......................................................................................................119
3 PROCESSAMENTO DOS MATERIAIS CERÂMICOS AVANÇADOS ..................................122
3.1 PREPARO DOS MATERIAIS PRECURSORES ..........................................................................123
3.2 MOLDAGEM E CONFORMAÇÃO ............................................................................................125
3.3 SINTERIZAÇÃO ............................................................................................................................127
3.4 ACABAMENTO .............................................................................................................................128
RESUMO DO TÓPICO 2......................................................................................................................130
AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................131TÓPICO 3 – PROCESSAMENTO DOS POLÍMEROS ...................................................................133
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................133
2 PROCESSO DE CONFORMAÇÃO PARA PLÁSTICOS ............................................................134
2.1 EXTRUSÃO DE POLÍMEROS ......................................................................................................134
2.2 PRODUÇÃO DE CHAPAS E FILMES ........................................................................................137
2.3 PRODUÇÃO DE FIBRAS E FILAMENTOS (FIAÇÃO) ...........................................................140
2.4 PROCESSOS DE REVESTIMENTO ............................................................................................142
2.5 MOLDAGEM POR INJEÇÃO ......................................................................................................144
3 PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO PARA BORRACHA E COMPÓSITOS DE MATRIZ 
POLIMÉRICA ......................................................................................................................................145
IX
3.1 PROCESSAMENTO E CONFORMAÇÃO DE BORRACHAS ................................................145
3.2 FABRICAÇÃO DE PNEUS E DE OUTROS PRODUTOS DE BORRACHA .........................146
3.3 MATERIAIS E PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO DE COMPÓSITOS DE MATRIZ 
POLIMÉRICA .................................................................................................................................149
3.4 PROCESSO DE MOLDE ABERTO ..............................................................................................150
3.5 PROCESSOS DE MOLDE FECHADO ........................................................................................153
3.6 OUTROS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO PARA COMPÓSITOS DE MATRIZ 
POLIMÉRICA .................................................................................................................................154
LEITURA COMPLEMENTAR .............................................................................................................155
RESUMO DO TÓPICO 3......................................................................................................................157
AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................159
UNIDADE 3 – PROCESSOS DE USINAGEM .................................................................................161
TÓPICO 1 – CONCEITOS FUNDAMENTAIS ................................................................................163
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................163
2 DEFINIÇÃO DE USINAGEM ..........................................................................................................163
3 CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE USINAGEM ............................................................165
4 VELOCIDADES DE CORTE, AVANÇO E TEMPO DE CORTE ...............................................168
5 GEOMETRIA DA FERRAMENTA ..................................................................................................170
6 GEOMETRIA DO CORTE ...............................................................................................................172
7 GEOMETRIA DA CUNHA DE CORTE ........................................................................................173
8 MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE ......................................................................176
RESUMO DO TÓPICO 1......................................................................................................................178
AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................180
TÓPICO 2 – USINAGEM COM FERRAMENTA DE GEOMETRIA DEFINIDA .....................183
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................183
2 TORNEAR ............................................................................................................................................185
3 FRESAR .................................................................................................................................................187
4 FURAR ..................................................................................................................................................190
5 ROSQUEAR .........................................................................................................................................192
6 ALARGAR ...........................................................................................................................................193
7 SERRAR ................................................................................................................................................195
8 PLAINAR ..............................................................................................................................................196
RESUMO DO TÓPICO 2......................................................................................................................198
AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................200
TÓPICO 3 – USINAGEM COM FERRAMENTA DE GEOMETRIA NÃO DEFINIDA ..........203
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................203
2 RETIFICAR ..........................................................................................................................................204
3 BRUNIR ...............................................................................................................................................207
4 LAPIDAR ..............................................................................................................................................209
5 LIXAR ....................................................................................................................................................211
6 POLIR ...................................................................................................................................................212
7 JATEAR ................................................................................................................................................214
RESUMO DO TÓPICO 3......................................................................................................................216
AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................218
TÓPICO 4 – USINAGEM POR PROCESSOS NÃO CONVENCIONAIS .................................221
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................221
2 REMOÇÃO TÉRMICA ......................................................................................................................223
X
3 REMOÇÃO QUÍMICA ......................................................................................................................225
4 REMOÇÃO ELETROQUÍMICA ......................................................................................................227
5 REMOÇÃO POR ULTRASSOM ......................................................................................................229
6 REMOÇÃO POR JATO D’ÁGUA ...................................................................................................231
RESUMO DO TÓPICO 4......................................................................................................................235AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................236
REFERÊNCIAS .......................................................................................................................................237
1
UNIDADE 1
CONCEITOS INICIAIS
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
PLANO DE ESTUDOS
A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:
• conhecer alguns conceitos básicos dos tipos de materiais de engenharia; 
• conceituar e diferenciar os tipos de esforços mecânicos e ensaios de 
dureza;
• observar os efeitos da temperatura nas propriedades mecânicas dos 
materiais;
• aprender os tipos de tratamentos térmicos e tratamentos superficiais.
Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, 
você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo 
apresentado.
TÓPICO 1 – MATERIAIS DE ENGENHARIA
TÓPICO 2 – PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA
TÓPICO 3 – EFEITO DA TEMPERATURA NAS PROPRIEDADES 
MECÂNICAS
Preparado para ampliar teus conhecimentos? Respire e vamos em 
frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverás 
melhor as informações.
CHAMADA
2
3
TÓPICO 1
UNIDADE 1
MATERIAIS DE ENGENHARIA
1 INTRODUÇÃO
Os materiais que conhecemos nos dias atuais passaram por uma série 
de evoluções, em conjunto com o avanço de civilizações que dependiam desses 
materiais para trabalhar. Os autores Ashby e Johnson (2010) consideram que os 
materiais são a matéria-prima do design, e que ao longo da história, determinam 
as oportunidades e os limites do design. 
Com o avanço da ciência e da tecnologia, surgiram e continuam surgindo 
uma gama de novos materiais. Existem por volta de 100 mil materiais, essa 
variedade permite que o design seja inovador a partir da exploração imaginativa 
dos novos e aprimorados materiais (ASHBY; JONHSON, 2010).
De acordo com Smith e Hashemi (2012, p. 4), “por questões de conveniência, 
a maioria dos materiais para engenharia é dividida em três categorias básicas 
principais: materiais metálicos, materiais poliméricos e materiais cerâmicos”. 
Além dessas categorias existem os materiais compósitos, que são uma combinação 
de materiais das outras categorias, que teve como objetivo a obtenção de um 
material de maior qualidade. 
Nos subtópicos seguintes, serão estudadas as diferenças entre a estrutura 
interna e aplicações destes tipos de materiais. 
2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Para fazer uma escolha de qual material utilizar é necessário estabelecer 
uma linha de compromisso entre custo e o conjunto ideal de propriedades para um 
determinado fim. Portanto, os materiais devem ser escolhidos por apresentarem 
boas qualidades em serviço a um preço razoável. O material perfeito para um 
trabalho poderá ser demasiadamente caro, dependendo de suas propriedades e 
composição. Para realizar essa escolha é necessário entender como os materiais 
podem ser classificados. Tal classificação é geralmente baseada na estrutura 
atômica e química destes, como será visto adiante.
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
4
2.1 MATERIAIS METÁLICOS
Os metais são os principais materiais que são utilizados historicamente 
na engenharia. Propriedades como: ductilidade, maleabilidade, brilho, boa 
condutividade térmica e elétrica são características dos metais. Essa categoria 
inclui os metais puros e suas ligas. Os metais apresentam propriedades que 
satisfazem uma vasta variedade de requisitos de projeto. Os processos de fabricação 
pelos quais os metais são conformados em produtos foram desenvolvidos e 
aprimorados ao longo dos anos (GROOVER, 2014).
De acordo com Groover (2014), os metais possuem uma importância 
tecnológica e comercial devido às seguintes propriedades geralmente presentes 
em todos os metais comuns:
• Alta rigidez e resistência mecânica: a adição de elementos de liga aos metais 
concedem melhorias nas propriedades desses materiais como: alta rigidez, 
resistência e dureza; assim, eles são usados como componentes estruturais em 
diversos produtos de engenharia.
• Tenacidade: essa propriedade faz com que os metais apresentem uma 
capacidade de absorver energia ao sofrer uma deformação melhor que as 
outras classes de materiais.
• Boa condutividade elétrica: devido às suas ligações metálicas, os metais são 
ótimos condutores. Essas ligações permitem a livre movimentação dos elétrons 
como portadores de carga.
• Boa condutividade térmica: os metais são geralmente melhores condutores 
térmicos que as cerâmicas ou os polímeros, pois aos elétrons livres permitem o 
trânsito rápido de calor.
Você sabia que além das características apresentadas, alguns metais possuem 
propriedades específicas que os tornam atrativos para aplicações especiais. Muitos metais 
comuns estão disponíveis a um custo relativamente baixo por unidade de peso e com 
frequência são escolhidos simplesmente devido seus baixos preços.
INTERESSA
NTE
Ainda que alguns metais sejam importantes como metais puros (por 
exemplo, prata, ouro e cobre) grande parte das aplicações em engenharia 
necessitam de melhorias nas propriedades, que são obtidas adicionando 
elementos de liga a esses metais. Uma liga é um metal composta por dois ou 
mais elementos, em que pelo menos um deles seja de natureza metálica. Com 
essa adição é possível obter melhoria de resistência mecânica, dureza e outras 
propriedades interessantes (GROOVER, 2014).
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
5
Ligações metálicas são formadas quando os elétrons da camada de 
valência de átomos de elementos com baixa eletronegatividade formam uma 
“nuvem” de elétrons, envolvendo todos os átomos metálicos. Tais ligações não 
são direcionais e são relativamente fortes em comparação com as demais ligações 
químicas. A Figura 1 ilustra os átomos metálicos envoltos pela nuvem de elétrons 
da camada de valência (CALLISTER JÚNIOR; RETHWISCH, 2013).
FIGURA 1 – AS ESFERAS MAIORES REPRESENTAM OS ÁTOMOS METÁLICOS E AS MENORES 
REPRESENTAM OS ELÉTRONS DA CAMADA DE VALÊNCIA
FONTE: <https://image2.slideserve.com/4848721/slide35-l.jpg>. Acesso em: 15 jan. 2020.
Segundo Smith e Hashemi (2012), os metais são geralmente classificados 
em duas classes principais: (1) metais ferrosos – aqueles nos quais possuem 
uma grande porcentagem de ferro, como, por exemplo, aços e ferros fundidos; 
e (2) metais não ferrosos – que não contêm ferro ou que o contêm apenas em 
pequena quantidade. Os metais ferrosos podem ainda ser subdivididos em aços 
e ferros fundidos. As subseções seguintes tratam de quatro tópicos: aços, ferros 
fundidos, metais não ferrosos e superligas. 
2.1.1 Aços
Aços são ligas de ferro, carbono e outros elementos, cujo teor de carbono 
é inferior a 2,0% em peso. O diagrama metaestável ferro-carbono ilustrado na 
Figura 2 apresenta regiões em que diversas fases são estáveis, bem como os 
contornos de equilíbrio entre elas, de acordo com a composição e temperatura. 
O ferro puro tem ponto de fusão a 1539 °C (2802 °F). O ferro puro, durante a 
elevação da temperatura, a partir da temperatura ambiente, sofre transformações 
de fase no estado sólido, como indicado no diagrama. A partir da temperatura 
https://image2.slideserve.com/4848721/slide35-l.jpg
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
6
ambiente, a fase presente é o ferro alfa (α), também denominada de ferrita. A 912 
°C (1674 °F), a ferrita é transformada em ferro gama (γ), ou austenita. Esta fase, 
por sua vez, se transforma em ferro delta (δ) a 1394 °C (2541 °F), que se mantém 
até ocorrer a fusão (FERRACINI JUNIOR, 2008).
FIGURA 2 - DIAGRAMA DE FASES FERRO-CARBONO
FONTE: Groover (2014, p. 32)
Analisando os limites de solubilidade do carbono no ferro, tem-se que 
na fase ferrita, apenas uma pequena parte do carbono é solúvel. A solubilidade 
máxima é de 0,022% a 727 °C e diminui para 0,008% na temperatura ambiente. Esta 
fase é relativamente macia, pode ser magnética abaixo de 768 oC e tem densidade 
7,88 g/cm³ (CALLISTER JÚNIOR; RETHWISCH, 2013).Já a austenita pode 
dissolver até cerca de 2,1% de carbono na temperatura de 1130 °C (GROOVER, 
2014). A diferença de solubilidade entre as fases citadas apresenta oportunidades 
de endurecimento por tratamento térmico, conforme será apresentado no 
Tópico 3. Para aumentar a resistência do ferro, sem tratamento térmico, basta 
elevar o teor de carbono nele. Dessa forma, quando a liga passa a ser chamada 
aço, significa que essa liga ferro-carbono contém de 0,02% a 2,11% de carbono. A 
maioria dos aços tem teor de carbono entre 0,05% a 1,1% C (CALLISTER JÚNIOR; 
RETHWISCH, 2013).
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
7
Existe outra fase importante no sistema ferro-carbono denominada 
de cementita (Fe3C). Ela é um composto intermetálico metaestável de ferro e 
carbono, e é uma fase muito dura, porém frágil. Sob condições de equilíbrio e à 
temperatura ambiente, “as ligas ferro-carbono irão formar um sistema bifásico 
para teores de carbono um pouco superiores a zero. O teor de carbono nos aços 
tem variação desde valores baixos, a aproximadamente 2,1% C. Acima de 2,1%, 
até próximo de 4% ou 5%, a liga é definida como ferro fundido” (GROOVER, 
2014, p. 32).
Outro fator importante a ser considerado é a porcentagem dos elementos 
de liga que serão adicionados ao aço, tais como manganês, cromo, níquel e/ou 
molibdênio, mas é o teor de carbono que transforma o ferro em aço. Os elementos 
de liga têm grande influência nas propriedades mecânicas e na microestrutura 
dos materiais, no caso dos aços, dependendo do teor dos elementos de liga que 
este aço contenha serão verificadas diferentes características (ELISEI, 2004).
De acordo com Modenesi (2004), existem diversos tipos de aços, logo foi 
necessário criar um sistema de classificação para esses aços, onde esse sistema é 
submetido periodicamente a revisões. Assim, os aços podem ser classificados em 
grupos com base às propriedades comuns. O Quadro 1 mostra alguns exemplos 
de modos de classificação:
Composição química Aços carbono, aços liga ou aços inoxidáveis
Métodos de fabricação Forno aberto, processo básico do oxigênio, ou 
métodos do forno elétrico
Processos de acabamento Laminação a quente ou laminação a frio
Forma do produto acabado Barras, placas, chapas grossas, chapas finas, 
tubulação, ou perfis estruturais
Microestrutura Aços ferríticos
Nível requerido da 
resistência
Tal como especificado em padrões de ASTM ou 
API
Descrição da qualidade Aços de qualidade do forjamento e aços 
qualidade comercial
QUADRO 1 - MODOS DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
FONTE: Ballesteros (2009, p. 33)
De acordo com Caruso (2001) é interessante salientar que as diversas 
instituições normativas, tanto nacionais quanto internacionais, estabeleceram 
critérios de designação para os diversos tipos de aço utilizados na indústria. 
Dentre as mais importantes, encontram-se as designações ABNT (Associação 
Brasileira de Normas Técnicas), AISI (American Iron and Steel Institute) e SAE 
(Society of Automotive Engineers).
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
8
De acordo com Caruso (2001), essa designação normativa estabelece uma 
chave alfanumérica para a identificação dos aços, que segue o seguinte critério:
• yyAxxB
Em que:
• yy é tipo de aço (ao carbono, ao manganês, ao cromo).
• A é o acréscimo de elementos de liga especiais (acrescentar quando aplicável).
• xx é o percentual de carbono contido no aço x 100.
• B são requisitos adicionais de qualidade (temperabilidade) (acrescentar quando 
aplicável).
Tipo de aço Chave 
numérica
Aço carbono 10xx
Aço carbono ressulfurado 11xx
Aço carbono ressulfurado e refosforizado 12xx
Aço manganês Mn 1.75% 13xx
Aço níquel Ni 3.50% 23xx
Aço níquel Ni 5.00% 25xx
Aço níquel cromo Ni 1.25%; Cr 0.65 e 0.80% 31xx
Aço níquel cromo Ni 1.75%; Cr 1.07% 32xx
Aço níquel cromo Ni 3.50%; Cr 1.50 e 1.57% 33xx
Aço níquel cromo Ni 3.00%; Cr 0.77% 34xx
Aço molibdênio Mo 0.20 e 0.25% 40xx
Aço molibdênio Mo 0.40 e 0.52% 44xx
Aço cromo molibdênio Cr 0.50, 0.80 e 0.95%; Mo 0.12, 0.20, 0.25 e 0.30% 41xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 1.82%; Cr 0.50 e 0.80%; Mo 0.25% 43xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 1.05%; Cr 0.50 e 0.80%; Mo 0.25% 47xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 0.30%; Cr 0.40; Mo 0.12% 81xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 0.55%; Cr 0.50; Mo 0.20% 86xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 0.55%; Cr 0.50; Mo 0.25% 87xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 3.25%; Cr 1.20; Mo 0.12% 93xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 0.45%; Cr 0.40; Mo 0.12% 94xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 0.55%; Cr 0.40; Mo 0.12% 97xx
Aço níquel cromo molibdênio Ni 1.00%; Cr 0.80; Mo 0.25% 98xx
Aço níquel molibdênio Ni 0.85% e 1.82%; Mo 0.20 e 0.25% 46xx
Aço níquel molibdênio Ni 3.50%; Mo 0.25% 48xx
Aços cromo Cr 0.27, 0.40, 0.50 e 0.65% 50xx
Aços cromo Cr 0.80, 0.87, 0.92, 0.95, 1.00 e 1.05% 51xx
Aços cromo Cr 1.45%; C 1.00% min 52xxx
QUADRO 2 - LISTA PARCIAL DA DENOMINAÇÃO NORMATIVA ABNT, AISI/SAE
FONTE: Adaptado de Caruso (2001)
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
9
2.1.2 Ferros fundidos
De acordo com Chiaverini (2008), o ferro fundido não é considerado uma 
liga binária, mas sim uma liga ternária de Fe-C-Si, sendo a quantidade de carbono 
maior que 2,0% da solução, embora a maioria dos ferros fundidos possuem entre 
3,0 e 4,5%. Entretanto, dificilmente encontramos o ferro fundido composto por 
apenas esses dois elementos. Conforme Tânia Nogueira Fonseca Souza (2012, 
p. 30) “ferro fundido é uma liga constituída basicamente por carbono, silício, 
manganês, fósforo e enxofre”. 
Callister Júnior e Rethwisch (2013) também explicam que esse carbono 
é encontrado, ou grande parte dele, na forma livre, ou também conhecido 
como grafita, sendo essa grafita promovida devido à presenta do silício em 
concentrações superiores a 1%. 
Existem vários tipos de ferro fundido, as ligas mais usuais são os 
ferros fundidos branco, cinzento, nodular e vermicular. A Figura 3 ilustra as 
fotomicrografias dos tipos de ferros fundidos.
FIGURA 3 - MICROGRAFIAS DOS DIFERENTES TIPOS DE FERROS FUNDIDOS
FONTE: Comin (2013, p. 15)
Além desses ferros, outro tipo é o ferro fundido branco, que tem na sua 
estrutura o carbono quase que inteiramente na forma de Fe3C, devido às condições 
de fabricação e menor teor de silício, o que resulta em um material de elevada 
dureza, resistente, porém frágil e de usinabilidade difícil (CALLISTER JÚNIOR; 
RETHWISCH, 2013). 
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
10
O ferro fundido cinzento é o mais antigo e comum dos tipos de ferro. 
Sua composição varia de 2,5% a 4% de carbono e 1% a 3% de silício. O nome 
foi atribuído, pois sua fratura exibe um tom acinzentado, devido ao carbono 
na forma de veios de grafita (carbono) distribuídos por todo o ferro fundido 
após a solidificação. Essa estrutura faz com que a superfície do metal tenha 
uma coloração acinzentada na fratura; daí o nome ferro fundido cinzento. A 
dispersão dos veios de grafita é responsável por duas propriedades interessantes: 
(1) bom amortecimento de vibrações, o que é desejável em motores e em outras 
máquinas; e (2) lubrificação interna, o que torna o metal fundido bastante usinável 
(CHIAVERINI, 2008).
O ferro fundido nodular, ou ferro fundido dúctil é caracterizado pela 
sua alta ductilidade, alta tenacidade e resistência mecânica, entretanto, a 
característica mais chamativa é seu elevado limite de escoamento. Esse ferro 
fundido tem a composição do ferro fundido cinzento, mas o metal fundido é 
tratado quimicamente antes do vazamento para produzir nódulos de grafita em 
vez de veios. Suas aplicações incluem componentes de máquinas que requeiram 
alta resistência e boa resistência ao desgaste (CHIAVERINI, 2008).
O ferro fundido maleável é obtido a partir do ferro fundido branco:
[...] tratado termicamente para remover o carbono da solução e formar 
grafita, o metal resultante é chamado ferro fundido maleável. Essa 
nova microestrutura apresenta uma ductilidade substancial quando 
comparada à do ferro fundido branco. Produtos típicos fabricados 
com ferro fundido maleável incluemconexões de tubos e flanges, 
certos componentes de máquinas e peças de equipamentos de estradas 
de ferro (GROOVER, 2014, p. 36).
2.1.3 Materiais não ferrosos
Os elementos metálicos e as ligas que não têm como elemento principal 
o ferro são os chamados metais não ferrosos. Alguns exemplos de metais não 
ferrosos são o alumínio, o cobre, o zinco, o titânio e o níquel. A distinção entre 
ligas ferrosas e não ferrosas deve-se ao fato de que aços e ferros fundidos são 
produzidos em quantidades muito maiores e são muito mais usados do que 
outras ligas. De acordo com Groover (2014, p. 36) 
Embora os metais não ferrosos, como um todo, não possam se igualar 
à resistência dos aços, certas ligas não ferrosas possuem resistência à 
corrosão e/ou razões resistência/peso que as tornam competitivas com 
os aços em aplicações com solicitação de tensões com intensidade de 
moderada a elevada.
Nos parágrafos seguintes, serão demonstrados os metais não ferrosos 
mais importantes no que se refere aos aspectos comercial e tecnológico.
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
11
Alumínio e suas ligas: a utilização do alumínio e de suas ligas tem 
experimentado um constante crescimento nos diversos setores da indústria 
de manufatura, devido às características apresentadas por este metal. O baixo 
peso específico, a alta condutividade térmica e elétrica, aliado à alta resistência 
mecânica de algumas ligas, faz com que o alumínio seja a primeira escolha em 
termos de material para atender às exigências de determinadas aplicações. O 
alumínio tem excelente resistência à corrosão devido à formação de um filme 
de óxido, duro e fino, na superfície. O alumínio é um metal muito dúctil, sendo 
conhecido pela sua conformabilidade. O alumínio puro é relativamente pouco 
resistente; mas na forma de liga tratada quimicamente compete com alguns aços, 
em especial quando o peso é um fator importante (CAPELARI, 2006).
Magnésio e suas ligas: o magnésio (Mg) possui baixa densidade, 
abundância natural e baixo custo, o que o torna muito atrativo para aplicações 
onde o peso é determinante, como na indústria automóvel e aeroespacial. Ele 
é relativamente fácil de usinar, por ser macio, mas como metal puro apresenta 
resistência mecânica insuficiente para a maioria das aplicações em engenharia. 
Entretanto, com o emprego de elementos de ligas e tratamentos térmicos atinge 
resistência mecânica comparável à das ligas de alumínio. “Um fator determinante 
para o emprego destas ligas é obviamente a sua resistência à corrosão” 
(CALDEIRA, 2011, p. 2). 
Cobre e suas ligas: o cobre foi um dos primeiros elementos de liga 
empregados e ainda tem larga utilização. Este elemento aumenta a dureza das 
ligas, porém, diminui o alongamento e prejudica a fluidez do material. Aumenta 
a resistência da liga com ou sem tratamento térmico. O cobre puro (Cu) tem uma 
coloração particular vermelha-rosada, mas a sua mais notável propriedade de 
interesse em engenharia é a baixa resistividade elétrica – uma das mais baixas entre 
todos os elementos. É bastante solúvel no alumínio em altas temperaturas (5,65% 
a 548 °C, solubilidade máxima do Cobre em Alumínio) e apenas ligeiramente 
solúvel em temperatura ambiente (0,5%). Essa característica torna as ligas 
termicamente tratáveis e permite melhoramento nas propriedades mecânicas. O 
cobre é um dos metais nobres (ouro e prata também são metais nobres) e por isso 
é resistente à corrosão. Todas as características combinadas tornam o cobre um 
dos metais mais importantes (FUOCO, 2001).
Uma das ligas de cobres e estanho (com cerca de 90% de CU e 10% de Sn) 
bastante utilizada é o bronze, apesar de sua origem muito antiga, datando relatos 
de uso desde a Idade do Bronze, na pré-história. Outras ligas de bronze têm 
sido desenvolvidas, compostas com outros elementos, além do estanho, como 
o alumínio ou o silício. O latão é outra liga comum feita de cobre, composta de 
cobre e zinco (por exemplo, 65% Cu e 35% Zn) (SILVA, 2005). 
Níquel e suas ligas: o níquel (Ni) possui propriedade grafitizante, porém 
com menor intensidade, ainda assim podendo formar carbonetos (Ni3C). Em 
relação às características mecânicas, o níquel é magnético, e possui a rigidez 
semelhante à do ferro e do aço. Por outro lado, ele é muito mais resistente 
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
12
à corrosão, e as propriedades a alta temperatura de suas ligas são em geral 
superiores (SILVA, 2005). 
Titânio e suas ligas:
Descoberto como elemento químico em 1791 por W. Gregor no minério 
da ilmenita (FeTiO3 ), o titânio é um elemento de transição que 
apresenta excelentes propriedades físicas, dentre as quais se destacam 
o elevado ponto de fusão (1668 oC), o ponto de ebulição (3287 oC), a 
baixa massa específica (4,54 g/cm³) [...] (BRAGA; FERREIRA; CAIRO, 
2007, p. 450). 
Sua importância tem crescido nas últimas décadas devido às aplicações 
aeroespaciais, em que sua baixa densidade e boa razão resistência-peso são 
exploradas (BRAGA; FERREIRA; CAIRO, 2007).
A expansão térmica do titânio é relativamente baixa entre os metais. 
Ele é mais rígido e mais resistente que o alumínio e mantém boa resistência em 
temperaturas elevadas. 
Outra propriedade química muito importante é a elevada resistência 
à corrosão. O Ti e suas ligas têm excelente resistência à corrosão em 
água do mar e em soluções aquosas de cloretos. Grande parte das ligas 
é resistente a maior parte de meios oxidantes como HNO3 e agentes 
redutores como HCl e H2SO4, quando estes se encontram diluídos 
(BRAGA; FERREIRA; CAIRO, 2007, p. 450). 
As duas principais áreas de aplicação do titânio são: (1) no estado 
comercialmente puro, o titânio é empregado em componentes resistentes 
à corrosão, tais como componentes para uso em ambientes marinhos e em 
próteses; e (2) ligas de titânio são usadas em componentes de alta resistência em 
temperaturas variando de ambiente até acima de 550 °C (1000 °F), em especial 
quando sua excelente razão resistência-peso é importante (GROOVER, 2014). 
Zinco e suas ligas: o zinco (Zn) “pode ser encontrado em até 3,0% nas 
ligas fundidas. Quando adicionado em quantidades grandes torna a liga muito 
frágil a quente e produz alta contração” (MONTEIRO, 2011, p. 27). O baixo ponto 
de fusão do zinco (Zn) o torna atrativo como um metal para fundição. “Adições 
de zinco não interferem nas propriedades mecânicas, pois, o zinco aparece em 
solução na liga, não formando fases ou compostos” (MONTEIRO, 2011, p. 27). 
O zinco possui também como característica ser resistente contra a 
corrosão, quando é depositado na superfície do aço ou do ferro. Um exemplo 
clássico é o aço galvanizado, que são aços revestidos com zinco. As ligas de zinco 
são bastante aplicadas na fundição de matrizes para produção de componentes 
utilizados em indústrias automotivas e de equipamentos. 
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
13
2.1.4 Superligas
As superligas são um grupo de ligas que englobam ligas ferrosas e não 
ferrosas. 
O início do desenvolvimento das ligas a base de níquel começa em 
1906 e é atribuído à Amborose Monnel ao receber a patente pela 
criação da liga cobre-níquel, conhecida como Monel®. O invento das 
turbinas a gás durante os anos da Segunda Guerra Mundial solicitou 
materiais mais duráveis capazes de resistir a altas temperaturas de 
serviço (PATEL, 2006 apud SANTOS, 2012, p. 28).
Algumas superligas são baseadas no ferro, enquanto outras são baseadas 
no níquel e no cobalto. Esse grupo de ligas foram projetados para possuir 
elevada resistência mecânica e elevada resistência à corrosão/oxidação em altas 
temperaturas. “Elas combinam boa resistência à fadiga e à fluência, bem como 
ductilidade e rigidez. Em geral, existem três principais classes de superligas: de 
níquel, de ferro e de cobalto” (VALLE, 2010, p. 9). A Figura 4 ilustra a classificação 
das superligas. 
FIGURA 4 - CLASSIFICAÇÃO DAS SUPERLIGAS
FONTE: Valle (2010, p. 10)
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
14
As superligas à base de ferro apresentam o ferro como o elemento 
principal.Já as superligas à base de níquel possuem melhor resistência a altas 
temperaturas que os aços-liga e seu principal elemento é o níquel. As superligas à 
base de cobalto contêm cobalto (40% a 50%) e cromo (20% a 30%) como principais 
componentes. A temperaturas mais baixas, dependendo da resistência mecânica 
requerida e da aplicação, as superligas de ferro são mais indicadas do que as de 
níquel e de cobalto, pois o custo das superligas de ferro é inferior. “As superligas 
de cobalto são as que possuem a capacidade de trabalhar em temperaturas mais 
elevadas, mas a sua utilização é mais restrita, pois são significativamente mais 
caras que as superligas de ferro e de níquel. As superligas de níquel são as mais 
utilizadas” (VALLE, 2010, p. 10). 
2.2 MATERIAIS CERÂMICOS
Segundo Boch e Nièpce (2007), materiais cerâmicos são materiais 
sintéticos, essencialmente compostos por fases inorgânicas iônica-covalente, 
não totalmente amorfa e, geralmente, consolidada pela sinterização a altas 
temperaturas de um compactado pulverulento moldado no formato do objeto 
desejado. As propriedades gerais dos materiais cerâmicos são a alta dureza, as 
boas características de isolamento elétrico e térmico, a estabilidade química e os 
altos pontos de fusão. 
Os materiais cerâmicos são classificados em três tipos básicos: cerâmicas 
tradicionais, cerâmicas avançadas e vidros (Figura 5). A seguir, veremos com 
detalhes cada um dos tipos básicos desses materiais cerâmicos.
FIGURA 5 - CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS CERÂMICOS BASEADA NA APLICAÇÃO
FONTE: O autor
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
15
2.2.1 Cerâmicas tradicionais
As cerâmicas tradicionais são geralmente fabricadas a partir de matérias-
primas naturais, baseadas em silicatos, na sílica e em óxidos, e processadas por 
métodos convencionais. Seus produtos principais são as argilas queimadas 
(produtos domésticos à base de argila, louças, tijolos e telhas), o cimento e 
abrasivos naturais, como a alumina (GODINHO, 2004). 
De acordo com Godinho (2004) as argilas são as matérias-primas mais 
utilizadas nas cerâmicas, e são formadas por partículas finas de silicato hidratado 
de alumina, tornando-se plásticas com adição de água, de modo a ficar moldáveis 
e conformáveis. Além da sua plasticidade quando misturada com água, uma 
outra característica da argila, que a torna tão útil, é que ela funde quando aquecida 
a uma temperatura suficientemente alta, produzindo um material denso e rígido. 
Esse tratamento térmico é conhecido como queima. As temperaturas adequadas 
de queima dependem da composição da argila. Assim, a argila pode ser moldada 
enquanto está úmida e macia e, então, ser queimada para se obter o produto 
cerâmico final, duro e rígido (GROOVER, 2014).
Outra matéria-prima principal na produção de cerâmicas tradicionais é 
a sílica (SiO2), que é o principal componente dos vidros, e um componente de 
outros produtos cerâmicos tais como louças sanitárias, refratários e abrasivos. 
A sílica é um material muito importante para a indústria cerâmica 
pois é o insumo principal usado nos vidros, esmaltes e abrasivos. A 
formação da sílica é o resultado da combinação de silício e oxigênio, 
originando a segunda molécula mais abundante na terra (SiO2). Seu 
uso extensivo é devido a dureza, seu ponto de fusão, ao baixo custo e 
na habilidade de formar vidros (BRITO, 2005, p. 14).
Outra matéria-prima importante para as cerâmicas tradicionais é 
a alumina, que é um material granular branco, corretamente chamado de 
óxido de alumínio (Al2O3). A maior parte da alumina é processada a partir do 
mineral bauxita, que é uma mistura impura de óxido de alumínio hidratado e 
hidróxido de alumínio, além de compostos semelhantes de ferro ou de manganês. 
FIGURA 6 - ILUSTRAÇÃO DA BAUXITA E ALUMINA 
FONTE: Adaptado de <https://www.hydro.com/pt-BR/produtos-e-servicos/bauxita-e-alumina/>. 
Acesso em: 15 jan. 2020.
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
16
A bauxita é também o principal minério para a produção de alumínio 
metálico. Uma forma mais pura, mas menos comum, de Al2O3 é o 
mineral coríndon, que contém grandes quantidades de alumina na sua 
composição. Cristais de coríndon com pequenos teores de impurezas 
são as pedras preciosas coloridas safira e rubi (GROOVER, 2014, p. 40). 
O setor industrial da cerâmica é bastante diversificado e pode ser dividido 
nos seguintes segmentos: cerâmica vermelha, materiais de revestimento, materiais 
refratários, louça sanitária, isoladores elétricos de porcelana, louça de mesa, 
cerâmica artística (decorativa e utilitária), filtros cerâmicos para uso doméstico, 
cerâmica técnica e isolantes térmicos. No Brasil existem todos estes segmentos, 
com maior ou menor grau de desenvolvimento e capacidade de produção 
(VALLE, 2010). Os exemplos apresentados a seguir abrangem as principais classes 
de produtos de cerâmicas tradicionais. 
Vasos e utensílios domésticos: essa classe de produtos é uma das 
mais antigas, datando de milhares de anos; no entanto, ainda é uma 
das mais importantes. Inclui utensílios domésticos que todos nós 
usamos: louças e porcelanas. “A matéria-prima para esses produtos 
é a argila, em geral combinada com outros minerais como sílica e 
feldspato. A mistura úmida é moldada e subsequentemente queimada 
para produzir a peça acabada” (GROOVER, 2014, p. 40).
Tijolos e telhas: tijolos de construção, tubos de argila, telhas e manilhas 
d’água são produzidos com vários insumos à base de argila, de baixo custo, e 
contendo sílica e areias, disponíveis em grandes quantidades nos depósitos 
naturais. Esses produtos são moldados por prensagem e queimados em 
temperaturas relativamente baixas (GROOVER, 2014, p. 40).
Refratários: são materiais que possuem elevado ponto de fusão e, quando 
expostos a elevadas temperaturas, mantêm as suas características físicas e 
químicas sem se deformar. “São produzidos com argilas cauliníticas refratárias, 
ricas em silicatos de alumínio e pobres em óxido de cálcio e óxido de ferro. Os 
materiais refratários de cerâmica mais comuns são os tijolos maciços utilizados 
para a execução de fornos, lareiras, churrasqueiras e chaminés” (ARAÚJO; 
RODRIGUES; FREITAS, 2000 apud SOBROSA, 2014, p. 33).
Abrasivos: as cerâmicas tradicionais empregadas como abrasivos são 
classificadas em naturais (diamante e quartzo) e artificiais (carbeto de silício e 
alumina eletrofundida). As partículas abrasivas (os grãos da cerâmica) são 
distribuídas por todo o rebolo usando um material aglomerante como goma-laca, 
resinas poliméricas ou borracha. “As características do material correlacionam-
se com as propriedades requeridas para um abrasivo, entre elas tem-se: dureza, 
tenacidade, refratariedade e estabilidade química” (MORAIS; SUSTER, 2001, p. 
3).
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
17
2.2.2 Cerâmicas avançadas
Nas últimas décadas, foram fabricados diversos materiais cerâmicos com 
propriedades melhoradas, como maior resistência mecânica e maior resistência 
ao desgaste, além de resistência à corrosão (mesmo em altas temperaturas) e a 
choques térmicos (advindos de exposições súbitas a temperaturas muito altas 
ou muito baixas). Tais cerâmicas, denominadas cerâmicas para engenharia, 
cerâmicas estruturais ou cerâmicas avançadas formaram famílias inteiramente 
nova de materiais cerâmicos de óxidos, nitretos e carbonetos.
 
Entre os materiais cerâmicos avançados estão alumina (óxido), nitreto 
de silício (nitreto) e carboneto de silício (carboneto). Uma aplicação 
aeroespacial importante dos materiais cerâmicos avançados é o uso 
de placas cerâmicas para revestimento dos ônibus espaciais. As 
placas cerâmicas são feitas de carboneto de silício, em virtude de 
sua capacidade em atuar como blindagem térmica e de retornar 
rapidamente à temperatura usual quando é removida a fonte de calor. 
[...]
Outra aplicação importante dos materiais cerâmicos avançados, e que 
evidencia a versatilidade, a importância e o crescimento futuro dessa 
classe de materiais, é o seu uso na fabricação de ferramentas decorte. 
[...] 
As aplicações dos materiais cerâmicos são realmente ilimitadas, pois 
podem ser utilizados na área aeroespacial, na fabricação de metais, 
na biomedicina, na indústria automotiva e em muitas outras áreas 
(SMITH; HASHEMI, 2013, p. 7). 
A Figura 7 ilustra exemplos de aplicação desses materiais.
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
18
FONTE: Smith e Hashemi (2012, p. 8)
FIGURA 7 – EXEMPLOS DE MATRIAIS CERÂMICOS
As cerâmicas avançadas são classifi cadas de acordo com o tipo de 
composição química em: óxidos, carbetos e nitretos. 
Óxidos cerâmicos: a cerâmica avançada à base de óxido mais 
importante é a alumina. Embora ela tenha sido discutida no contexto 
das cerâmicas tradicionais, a alumina é hoje em dia produzida 
sinteticamente a partir da bauxita, usando fornos elétricos. Por meio do 
controle do tamanho das partículas e das impurezas, de maior controle 
nos métodos de processamento, e pela mistura com quantidades 
pequenas de outras cerâmicas, a resistência e a tenacidade da alumina 
são substancialmente melhoradas quando comparadas com a alumina 
natural (GROOVER, 2014, p. 40). 
Carbetos: os carbetos cerâmicos incluem os carbetos de silício (SiC), 
de tungstênio (WC), de titânio (TiC), de tântalo (TaC) e de cromo (Cr3C2) e são 
reconhecidos como: 
(a) Exemplos de uma nova geração, recentemente desenvolvida, de materiais 
cerâmicos para aplicações avançadas em motores. Os componentes de cor 
escura são válvulas de motores, assentos de válvulas e pinos do pistão fabricados 
em nitreto de silício. O componente de cor clara é um material de revestimento 
de tubulação fabricado em um material cerâmico à base de alumina. (b) Possíveis 
aplicações de componentes cerâmicos em um motor turbodiesel.
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
19
[...] um dos cerâmicos mais importante devido à combinação única 
de propriedades que este material apresenta, tais quais, excelente 
resistência à oxidação, mantém a resistência mecânica mesmo em altas 
temperaturas, resistência ao desgaste, condutividade térmica alta, boa 
resistência ao choque térmico e densidade relativamente baixa quando 
comparada aos metais.
A ampla variedade de propriedades do carbeto de silício é atribuída ao 
alto caráter covalente da ligação existente entre os átomos de carbono e 
silício. A ligação covalente é formada como resultado da sobreposição 
de orbitais eletrônicos de átomos vizinhos e ocorre tipicamente entre 
átomos não inertes de eletronegatividade similar. Sólidos covalentes, 
em geral, apresentam baixa densidade, isto é ocasionado pelo pequeno 
empacotamento oriundo da direcionalidade da ligação covalente 
(SILVA, 2005, p. 5).
Nitretos: as cerâmicas à base de nitretos mais importantes são o nitreto de 
silício (Si3N4), o nitreto de boro (BN) e nitreto de titânio (TiN). Como um grupo, 
as cerâmicas à base de nitretos são duras e frágeis e fundem a altas temperaturas 
(mas geralmente não tão altas quanto os carbetos). Elas são em geral isolantes 
elétricos, exceto o TiN.
O nitreto de silício (Si3N4) é um dos materiais estruturais mais 
promissores para as aplicações de altas temperaturas e apresenta uma primorosa 
combinação de propriedades. Ele é tão leve quanto o carboneto de silício (SiC), 
mas sua microestrutura lhe fornece excelente resistência ao choque térmico e 
sua alta resistência à quebra o torna resistente aos impactos e choques, e devido 
a essas vantagens justifica-se seu uso em peças sob carregamento em elevadas 
temperaturas.
O nitreto de boro tem sua dureza é semelhante à do diamante devido à sua 
dureza extrema, as principais aplicações desse tipo de nitreto são em ferramentas 
de corte e abrasivos de rebolos. 
O nitreto de titânio apresenta propriedades que são similares aos outros 
nitretos desse grupo, com exceção da condutividade elétrica, pois é um condutor. 
O nitreto de titânio possui como característica ter alta dureza, boa resistência ao 
desgaste e baixo coeficiente de atrito contra metais ferrosos. Esse conjunto de 
propriedades torna esse tipo de nitreto um material ideal para revestimento de 
superfícies de ferramentas de corte. 
2.2.3 Vidros
De acordo com Souza (2013, p. 20), “o termo vidro vem do latim vitrum, 
que constitui um fascinante grupo de materiais intrigantes, tanto do ponto de 
vista fundamental quanto de suas aplicações. Na história, estão entre os materiais 
mais antigos já estudados, contudo, o conhecimento de sua estrutura ainda não 
é completo”. 
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
20
Pode-se definir um vidro, como sendo uma substância vítrea ou um 
estado vítreo, um material formado a partir do resfriamento do estado 
líquido sem mudança descontínua de volume e que se torna mais ou 
menos rígido através do aumento progressivo de sua viscosidade. 
Assim, um vidro é definido como um sólido não-cristalino que 
apresenta uma temperatura de transição vítrea (Tg), estrutura amorfa 
e que se encontra no estado metaestável ou estado de não equilíbrio, 
além disto, possuem também propriedades típicas dos líquidos, como 
a ausência de uma ordenação cristalina de longo alcance (CACHO, 
2005 apud SOUZA, 2013, p. 24).
De acordo com Cook e Pharr (1990 apud SOUZA, 2013, p. 33) “para que 
ocorra a formação de um vidro é necessário resfriar um líquido suficientemente 
rápido de modo que não haja tempo para o mesmo cristalizar-se”. Assim, 
quando o líquido é resfriado sua viscosidade aumenta até uma determinada 
faixa de temperatura, em que nessa faixa há uma redução na movimentação das 
moléculas, porém tais moléculas não chegam a cristalizar.
Posteriormente, nessa fase, o material vítreo chega a sua solidificação 
final. “A faixa de temperatura (do ponto E até o ponto F) em que este fenômeno 
acontece é denominada de temperatura de transição vítrea (Tg), que faz com que 
o líquido super-resfriado apresente mudanças em suas propriedades físicas e 
termodinâmicas” (MIKOWSKI, 2008 apud SOUZA, 2013, p. 33).
O principal componente em quase todos os vidros é a sílica (SiO2), mais 
comumente encontrada como o mineral quartzo, em rochas e areias. O 
vidro de sílica tem um coeficiente de expansão térmica muito baixo e 
é, portanto, muito resistente ao choque térmico. Essas propriedades 
são ideais para aplicações em temperaturas elevadas; assim sendo, as 
vidrarias de laboratórios químicos projetadas para aquecimento são 
fabricadas com altas proporções de vidro de sílica (GROOVER, 2004, 
p. 42).
Outro interessante material são as vitrocerâmicas, materiais compostos 
nos quais uma ou mais fases cristalinas estão envolvidas por uma fase amorfa 
(vidro). Elas são obtidas por meio de: 
[...] um processo de cristalização controlada de sistemas vítreos 
apropriados (pois como visto até aqui, os vidros comuns são amorfos, 
sem organização estrutural atômica de longo alcance), portanto são 
primeiramente formadas como vidros, usando rota de fabricação 
idêntica à dos vidros convencionais, dando-se o formato desejado, e 
resfriando até temperatura ambiente para posterior reaquecimento, 
ou então, levando diretamente à temperatura na qual a nucleação 
de cristais ocorre a uma taxa bem característica (KARAMBERI; 
ORKOPOULOS; MOUTSATSOU, 2006 apud SANTOS, 2013, p. 26).
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
21
2.3 MATERIAIS POLIMÉRICOS
A origem da palavra vem de poli que significa muitos (repetição) e mero 
que significa partes, sendo assim a repetição de muitas partes. 
A maioria dos materiais poliméricos consiste em longas cadeias 
(macromoléculas) ou redes moleculares que normalmente têm 
como base materiais orgânicos (precursores que contêm carbono). 
Estruturalmente, a maior parte dos materiais poliméricos é não 
cristalina, mas alguns apresentam uma mistura de regiões cristalinas e 
não cristalinas. A resistência e a ductilidade dos materiais poliméricos 
variam muito. Devido à natureza de sua estrutura interna, estes 
materiais são, predominantemente, maus condutores de eletricidade. 
Alguns deles são bons isolantes, usados em aplicações de isolamento 
elétrico (SMITH;HASHEMI, 2012, p. 5).
Os polímeros usualmente são divididos em plásticos e borrachas. A 
maioria dos polímeros são sintéticos e são obtidos através de reações 
(polimerizações) de moléculas simples (monômeros) fabricados comercialmente. 
Do ponto de vista técnico, costuma-se apresentar os polímeros em três classes 
que são: termoplásticos, termofixos e elastômeros (Figura 8). As duas primeiras 
classes são para plásticos e a terceira é para borrachas.
FIGURA 8 - CLASSES DOS POLÍMEROS
FONTE: <https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2014/05/aula-polc3admeros.pdf>. 
Acesso em: 15 jan. 2020.
2.3.1 Polímeros termoplásticos
Os termoplásticos são macromoléculas que formam encadeamentos 
lineares de átomos, podendo apresentar cadeia retas ou ramificadas, a Figura 
9 apresenta o polímero linear, representado por linhas, através de cadeias 
independentes (FELTRE, 2004).
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
22
FIGURA 9 - POLÍMERO TERMOPLÁSTICO OU LINEAR
FONTE: Peruzzo e Canto (2006, p. 258)
“Os polímeros lineares são termoplásticos, [...] que podem ser aquecidos 
e endurecidos pelo resfriamento, repetidas vezes, sem perder suas propriedades” 
(FELTRE, 2004, p. 385). 
Nesse processo, os polímeros termoplásticos quando aquecidos amolecem, 
permitindo que sejam moldados, adquirindo um formato desejado. Alguns 
exemplos de polímeros termoplásticos são a celulose, a poliamida, o polietileno, 
o policloreto de vinila, o politetrafluoretileno, o propileno, o poliestireno, a 
poliacrilonitrila (PERUZZO; CANTO, 2006). 
Segundo Feltre (2004), os polímeros termoplásticos estão separados em 
dois grupos diferentes, os de baixa densidade e os de alta densidade. Tem-se como 
exemplo os dois tipos diferentes de polietileno, o polietileno de baixa densidade 
(PEBD) e o polietileno de alta densidade (PEAD ou HDPE). 
Todos os polímeros lineares ou termoplásticos exigem uma energia 
em forma de calor, para se tornarem moldáveis e à medida que ocorre 
um decréscimo desta energia, estes materiais permanecem na forma 
em que foram moldados. Devido a sua característica de se tornar 
fluído, os termoplásticos podem ser remodelados em novas formas, 
quando forem aquecidos por uma fonte de energia. Mesmo depois 
de remodelados, dificilmente estes polímeros perdem desempenho 
ou sua resistência mecânica (SMITH; HASHEMI, 2012 apud ROCHA; 
SILVA; SOUZA, 2013, p. 31).
Para Junior, Nunes e Ormanji (2002) a remoldagem dos termoplásticos 
através do escoamento térmico, ocorre devido a características particulares das 
moléculas, que são unidas por atrações intermoleculares, as quais seguram as 
cadeias impedindo seu deslocamento. Segundo o mesmo autor, à medida que 
fornecemos energia na forma de calor, estas forças se enfraquecem causando a 
translação e um possível rearranjo das moléculas do material.
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
23
De acordo com Vollhart e Schore (2004) os polímeros lineares são 
parcialmente cristalinos ou totalmente amorfos, solúveis em solventes 
adequados e passíveis de sofrer escoamento sob a ação de calor e 
pressão, podendo ser reciclado, já os polímeros que assumem uma 
estrutura molecular tridimensional, reticulada ou com ligações 
cruzadas (termofixos) por serem insolúveis e infusíveis, não permitem 
que sejam reaproveitados, sua reciclagem provoca a danificação do 
material 
De acordo com Mortimer e Machado (2010) a transformação das 
substâncias poliméricas ocorre através do processamento moldável 
do plástico, utilizando-se polímeros, estabilizadores, corantes, 
plastificantes, lubrificantes e modificadores de impacto, que 
são transformados em objetos, como tubos, filmes, fios, tecidos, 
revestimentos, peças moldadas, bacias, baldes, entre outros.
[...]
Segundo ainda Mortimer e Machado (2010) a vantagem da utilização 
desses processos, nos polímeros lineares é que eles consomem pouca 
energia, quando se comparado aos processos produtivos de vidro, 
cimento, metais ou cerâmicas (ROCHA; SILVA; SOUZA, 2013, p. 32).
 De acordo com Santos et al. (2018, p. 5):
Os polímeros termoplásticos são compostos por cadeia de moléculas, 
as quais quando submetidas a elevadas temperaturas tomam 
determinadas formas que são estabilizadas em temperatura ambiente. 
Verifica-se a possibilidade de serem moldados diversas vezes. Assim, 
realiza-se o processo de reciclagem devido às características do 
material que é flexível e resistente.
Os polímeros termoplásticos são compostos por duas fases, 
dependendo do grau de forças intermoleculares: a estrutura amorfa 
que é responsável pelas propriedades elásticas dos materiais, e a 
estrutura cristalina responsável pelas propriedades mecânicas de 
resistência ao impacto, bem como às altas e baixas temperaturas 
(HAMOD, 2014).
2.3.2 Polímeros termofixos
Polímeros termofixos são assim denominados devido às suas características. 
Estes materiais são rígidos possuindo uma estabilidade dimensional maior que 
os termoplásticos, e da mesma forma são mais frágeis, sendo muito estáveis a 
variações de temperatura. As principais matérias-primas para os polímeros 
termofixos são resinas oligoméricas, ainda termoplásticas, que na moldagem dos 
produtos, são curadas e tornam-se termofixos, insolúveis (FELTRE, 2004). 
Estruturalmente, os termofixos tem como componentes fundamentais 
polímeros com cadeias moleculares contendo muitas ligações químicas primárias 
entre as cadeias diferentes, ligações cruzadas, que geram o comportamento dos 
termofixos. “São exemplos de matérias-primas para os plásticos termofixos: 
resina fenólica, resina ureia-formaldeído, resina melamina-formaldeído, resina 
epóxi e resina de poliéster insaturado” (AMORIM, 2015, p. 11). 
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
24
De acordo com Feltre (2004), o agrupamento dessas macromoléculas 
faz com que ocorra a formação do polímero tridimensional ou de uma rede, 
que apresenta uma característica rígida e resistente, a Figura 10 apresenta uma 
ilustração do polímero tridimensional, com suas macromoléculas interligadas 
através das ligações cruzadas. Essas reticulações atuam como ponto de fixação 
entre os monômeros, sem ela o polímero se deformaria mais facilmente.
FIGURA 10 - POLÍMERO TRIDIMENSIONAL
FONTE: Feltre (2004, p. 386)
Os polímeros termorrígidos não são tão usados quanto os termoplásticos, 
talvez devido à complexidade envolvida no processamento. Os termorrígidos 
mais usados são as resinas fenólicas, mas seu volume anual produzido é menos 
de 20% do volume produzido de polietileno, que é o termoplástico mais usado. 
De acordo com Groover (2014, p. 46), a lista a seguir apresenta os termorrígidos 
mais importantes e suas aplicações típicas:
• Resinas amínicas: as resinas amínicas, caracterizadas pela presença 
do grupo amina (NH2), consistem em dois polímeros termorrígidos, 
ureia-formaldeído e melamina-formaldeído, que são produzidos 
pela reação do formaldeído (CH2O) com ureia (CO(NH2)2) ou 
melamina (C3H6N6), respectivamente. A ureia-formaldeído é 
usada como adesivo em compensados e aglomerados. Além disso, 
também é empregada como composto para moldagem. O plástico 
melamina-formaldeído é resistente à água e é usado em pratos e 
como revestimento de mesas fabricadas de laminados de madeira e 
tampos de balcões.
• Epóxis: as resinas epóxi são baseadas em um grupo químico 
chamado epóxi. A epicloridrina (C3H5OCl) é muito usada para 
produzir resinas epóxi. As resinas epóxi curadas são conhecidas 
por sua resistência mecânica, adesão, resistência térmica e 
química. As aplicações incluem revestimentos de superfícies, pisos 
industriais, compósitos reforçados por fibras de vidro e adesivos. 
As propriedades isolantes dos epóxis termorrígidos os tornam úteis 
como material de laminação para placas de circuitos impressos.
• Fenólicos: o fenol (C6H5OH) é um composto ácido que pode reagir 
com os aldeídos (álcoois desidrogenados), sendo o formaldeído 
(CH2O) o mais reativo. O fenol-formaldeído é o mais importante 
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
25
dos polímeros fenólicos. Ele éfrágil e possui boa estabilidade 
térmica, química e dimensional. As aplicações incluem componentes 
moldados, placas de circuitos impressos, tampos de balcões, 
adesivos para compensados e material adesivo para sapatas de 
freio e discos abrasivos.
• Poliésteres: os poliésteres, polímeros que possuem ligações 
éster (CO—O), podem ser termorrígidos ou termoplásticos. Os 
poliésteres termorrígidos são muito usados em plásticos reforçados 
(compósitos) na fabricação de peças grandes como dutos, tanques, 
cascos de barco, partes de carrocerias de automóveis e painéis de 
construção. Eles também podem ser usados para produzir peças 
menores por vários processos de moldagem.
• Poliuretanos: esses polímeros incluem uma grande família, todos 
caracterizados pela presença do grupo uretano (NHCOO) na 
sua estrutura. Muitas tintas, vernizes e revestimentos similares 
são baseados no uretano. Por variações na composição química, 
entrecruzamentos e processamento, os poliuretanos podem ser 
termoplásticos, termorrígidos ou elastômeros, e os dois últimos 
têm maior importância comercial. O maior uso dos poliuretanos 
é na forma de espumas. Seu comportamento pode variar entre 
elastomérico e rígido, e esta última possui maior quantidade de 
ligações cruzadas. As espumas rígidas são usadas como material 
de enchimento nos espaços vazios de painéis de construção e de 
paredes de refrigeradores.
2.3.3 Elastômeros
De acordo com Amorim (2015, p. 11) os elastômeros:
São polímeros que na temperatura ambiente podem ser estirados 
repetidamente em pelo menos duas vezes do seu comprimento 
original e que, após a retirada do esforço mecânico causador do 
estiramento, devem voltar rapidamente ao seu comprimento inicial, 
possuindo comportamento análogo ao das molas. Isso resulta de 
ligações cruzadas no polímero, que proporcionam uma força para que 
as cadeias retornem às suas conformações não deformadas.
O termo mais popular para os elastômeros é borracha. Os elastômeros 
podem ser divididos em duas categorias: (1) borracha natural, derivada de 
plantas; e (2) borrachas sintéticas. “A borracha natural (NR) é um polímero 
elastomérico de poli (cis-1,4- isopreno), como na Figura 11, possuindo o isopreno 
como estrutura carbônica monomérica, conhecido pela IUPAC (International 
Union of Pure and Applied Chemistry) como 2-metil-1,3-butadieno” (RODRIGUES, 
2012, p. 26).
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
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FIGURA 11 - ESTRUTURA MONOMÉRICA (ESQUERDA) E POLIMÉRICA (DIREITA) DA BORRACHA 
NATURAL
FONTE: Rodrigues (2012, p. 45)
Este elastômero possui propriedades intrínsecas, como: elasticidade; 
flexibilidade; resistência à abrasão, ao impacto e à corrosão; fácil adesão 
aos tecidos e aço e impermeabilidade, baixa condutividade elétrica, 
impermeabilidade a líquidos e gases, capacidade de dispersar calor e 
maleabilidade a baixas temperaturas. Essas características se devem 
à sua composição química e esses elastômeros não são facilmente 
substituídos por outras espécies de elastômeros (RODRIGUES, 2012, 
p. 45).
De acordo com Rodrigues (2012), outro tipo de elastômero bastante 
conhecido são os elastômeros termoplásticos, que são um termoplástico que 
se comportam como um elastômero. São tipos de polímeros que, em condições 
ambientes, exibe comportamento elastomérico, mas que é de natureza 
termoplástica. 
Devido à sua termoplasticidade, os elastômeros termoplásticos 
não atingem, em altas temperaturas, as propriedades de resistência 
mecânica e de fluência dos elastômeros com ligações cruzadas. 
Empregos típicos desses elastômeros incluem tênis, elásticos, tubos 
extrudados, revestimentos de fios e componentes moldados para 
automóveis (GROOVER, 2014, p. 48).
2.4 MATERIAIS COMPÓSITOS
Os materiais compósitos são a união de dois materiais diferentes, 
multifásico, apresentando uma significativa proporção de fases de ambos os 
materiais que o constituem. Essa combinação de materiais confere aos materiais 
compósitos propriedades combinadas de modo a obter melhorias mecânicas 
desejadas, “tais como tração, flexão, dureza, impacto, resistência térmica e ao 
meio ambiente” (CALLISTER JÚNIOR; RETHWISCH, 2013, p. 359). 
TÓPICO 1 | MATERIAIS DE ENGENHARIA
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Os materiais compósitos apresentam propriedades específicas e 
incomuns, e, por conta disso, são utilizados em diversas aplicações, 
como: indústria aeroespacial, subaquático, bioengenharia, indústria 
de transporte, entre outras. Assim, tem-se combinações de 
propriedades de maneira engenhosa, podendo esses serem compostos 
por metais, cerâmicas e polímeros, que atingem faixas que nenhum 
material comum poderia alcançar, satisfazendo as aplicações citadas 
acima. Tais combinações auxiliam na manipulação de propriedades 
(dureza, elasticidade, condutividade térmica, densidade e resistência 
por exemplo) para obtenção de um comportamento adequado nas 
situações mais adversas de serviço (OLIVEIRA, 2018, p. 20).
Veremos adiante, com maiores detalhes essa classe de material tão 
utilizada atualmente. 
2.4.1 Tecnologia e classificação dos materiais 
compósitos
Muitos materiais compósitos são constituídos por apenas duas fases, 
onde o termo fase indica um material homogêneo, tal como um metal ou uma 
cerâmica, no qual todos os grãos têm a mesma estrutura cristalina, ou como em 
um polímero que não é fabricado com cargas. Assim, uma das fases é denominada 
matriz, a qual é contínua e envolve a outra fase, chamada de fase dispersa (Figura 
12). As propriedades dos compósitos são função das propriedades das fases 
constituintes, das suas quantidades relativas e da geometria da fase dispersa 
(CALLISTER JÚNIOR; RETHWISCH, 2013).
FIGURA 12 - ILUSTRAÇÃO DA MATRIZ E FASE DISPERSA
FONTE: <https://3.bp.blogspot.com/-VWLT_fh1fDM/ThrnerC5d9I/AAAAAAAAAro/eDRM2skB1j0/
s320/composite.JPG>. Acesso em: 15 jan. 2020.
De acordo com Groover (2014, p. 48), o sistema de classificação dos 
materiais compósitos é baseado na fase matriz, onde as classes listadas são:
https://3.bp.blogspot.com/-VWLT_fh1fDM/ThrnerC5d9I/AAAAAAAAAro/eDRM2skB1j0/s320/composite.JPG
https://3.bp.blogspot.com/-VWLT_fh1fDM/ThrnerC5d9I/AAAAAAAAAro/eDRM2skB1j0/s320/composite.JPG
UNIDADE 1 | CONCEITOS INICIAIS
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• Compósito de Matriz Metálica (CMM) inclui misturas de cerâmicas 
e metais, tais como carbetos e outros cermetos, bem como alumínio 
ou magnésio reforçado por fibras resistentes e de alta rigidez.
• Compósito de Matriz Cerâmica (CMC) é a categoria menos comum. 
O óxido de alumínio e o carbeto de silício são materiais que podem ter 
fibras incorporadas para melhorar as propriedades, especialmente 
em aplicações em altas temperaturas.
• Compósito de Matriz Polimérica (CMP). As resinas termorrígidas 
são os polímeros mais amplamente usados nos CMPs. As resinas 
epóxi e poliéster são por via de regra reforçadas com fibras, e as 
fenólicas são misturados com pós. Compósitos termoplásticos 
moldados são, com frequência, reforçados com pós.
É importante frisar que diante do avanço tecnológico, as propriedades 
exigidas aos materiais convencionais foram alteradas, levando ao aparecimento 
dos materiais compósitos que surgiram de combinações química e estrutural de 
diferentes materiais para serem capazes de responder aos requisitos pretendidos 
das novas tecnologias. 
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Neste tópico, você aprendeu que:
• Materiais Metálicos apresentam propriedades como: ductilidade, 
maleabilidade, brilho, boa condutividade térmica e elétrica. Os metais são 
geralmente classificados em duas classes principais: (1) metais ferrosos — 
aqueles nos quais possuem uma grande porcentagem de ferro, como, por 
exemplo, aços e ferros fundidos; e (2) metais não ferrosos — que não contêm 
ferro ou que o contêm apenas em pequena quantidade.
• Materiais Cerâmicos cujas propriedades gerais são a alta dureza, as boas 
características de isolamento elétrico e térmico, a estabilidade química e os 
altos pontos de fusão. Os materiais cerâmicos são classificados em três tipos 
básicos: cerâmicas tradicionais, cerâmicas avançadas e vidros.