Aula 29-30 01-22 - Metálicos ferrosos Tipos, propriedades e outros

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MATERIAIS METÁLICOS 
(FERROSOS)
MATERIAIS METÁLICOS: 
DA PRÉ-HISTÓRIA AOS TEMPOS MODERNOS
Idade do 
Ferro
Idade do Bronze 
2000 AC
400 AC
Idade do Cobre
4 000 AC
2 000 AC
Homo Sapiens
(Homem Moderno)
Idade da Pedra
Idade do Cobre
Idade do Bronze
Idade do Ferro
Processos de Fundição
Utilização industrial da Eletricidade
Conformação Mecânica de Metais e Ligas
Forjamento
Laminação
Trefilação
Torno Fresa
Retífica
Revolução Industrial
Modelos de Átomos
Dalton
Rutherford
Bohr
Espectroscopia
Tabela Periódica dos Elementos Químicos
Raios X e Difração de Raios X
Microscopia Ótica
Microscopia Eletrônica
Metalurgia à Vácuo
Aplicações Estruturais
Aplicações Estruturais
Aplicações Elétricas
Aplicações Magnéticas
Geração de Energia
Instrumentos Cirúrgicos
Odontológicos
Biomateriais
Ligas Metálicas
Ferrosas Não Ferrosas 
Aços Ferros Fundidos 
Baixo Teor
de Carbono
Médio Teor
de Carbono
Alto Teor
de Carbono
Aço 
Inoxidável
Ferro Cinzento
Ferro Dúctil 
(nodular)
Ferro Branco
Ferro Maleável
Alumínio
Cobre
Níquel
Chumbo
Perfis 
estruturais I 
e H, pontes, 
tubulações, 
cantoneiras e 
chapas em 
edificações
Rodas e 
trilhos de 
trem, 
engrenagens
Ferramentas 
de corte, 
molas, 
arames de 
alta 
resistência
Utensílios 
domésticos, 
equipamento
s industriais e 
em 
edificações
Fonte: Adaptado de Pannomi (2007)
GENERALIDADES
• METAL
• ELEMENTO QUÍMICO, SÓLIDO, COM ESTRUTURA CRISTALINA E 
COM AS SEGUINTES PROPRIEDADES DE INTERESSE PARA 
CONSTRUÇÃO CIVIL
• ALTA DUREZA
• GRANDE RESISTÊNCIA MECÂNICA
• ELEVADA PLASTICIDADE
• DUCTILIDADE
• MALEABILIDADE
• ALTA CONDUTIBILIDADE
• TÉRMICA
• ELÉTRICA
GENERALIDADES
• FERRO
• MAIOR IMPORTÂNCIA
• COBRE
• 1º METAL A SER UTILIZADO PELO HOMEM
• ALUMÍNIO
• METAL LEVE E MUITO UTILIZADO EM LIGAS
• CHUMBO
• METAL MOLE E RESISTENTE À CORROSÃO
• ZINCO
• UTILIZADO NA PROTEÇÃO DE OUTROS 
METAIS
Ferroso
Não 
ferroso
LIGA METÁLICA
• COMBINAÇÃO DE DOIS OU MAIS METAIS, ASSOCIANDO 
SUAS PROPRIEDADES
• LATÃO – COBRE E ZINCO
• BRONZE – COBRE E ESTANHO
• AÇO – FERRO E CARBONO
• FERRO FUNDIDO – FERRO E CARBONO
METALURGIA
• QUÍMICA OU DE PRODUÇÃO
• PROCESSOS DE FABRICAÇÃO, TRATAMENTOS TÉRMICOS E MECÂNICOS E 
ELEMENTOS LIGA
• FÍSICA OU METALOGRAFIA
• ESTUDA A CONSTITUIÇÃO, A ESTRUTURA E AS PROPRIEDADES DOS 
METAIS E SUAS LIGAS
OCORRÊNCIA DE METAIS
• ESTADO NATIVO
• OURO, PLATINA, PRATA, COBRE, MERCÚRIO, FERRO METEÓRICO
• MINERAIS
• COMBINAÇÕES COM OUTROS ELEMENTOS, FORMANDO
• ÓXIDOS: FE2O3 - HEMATITA - SESQUI-ÓXIDO DE FERRO
• SULFETOS: FES - PIRITA - SULFETO DE FERRO
• HIDRATOS: FE(OH)3 - FERRUGEM - HIDRATO FÉRRICO
• CARBONATOS: FECO3 - SIDERITA - CARBONATO FÉRRICO
MINÉRIO
• MINERAL ECONOMICAMENTE EXPLORÁVEL
• TEOR DE METAL
• AUSÊNCIA DE IMPUREZAS QUE PREJUDIQUEM SUA 
UTILIZAÇÃO
• FACILIDADE DE TRANSPORTE
COMPOSIÇÃO MÉDIA DA CROSTA TERRESTRE PARA 
UMA ESPESSURA DE 16KM
Oxigênio 46,6%
Silício 27,7%
Alumínio 8,1%
Ferro 5,0%
Cálcio 3,6%
Sódio 2,9%
Potássio 2,6%
Magnésio 2,1%
Cobre 0,010%
Chumbo 0,002%
Zinco 0,004%98,6%
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MUDANÇA DO 
ARRANJO DO FERRO EM FUNÇÃO DA 
TEMPERATURA
1539
1390
910
ºC
0
C
ri
st
a
lin
a
Só
lid
o
A
m
or
fa
Lí
q
ui
d
o
Ponto de fusão
Ponto de solidificação
MODIFICAÇÃO NAS PROPRIEDADES DOS 
METAIS
Mudança nos grãos
Composição química Tratamentos térmicos e 
mecânicos
Modificação do tamanho 
dos grãos
DEFORMAÇÃO NOS METAIS
• CORRESPONDE A UM DESLOCAMENTO 
DOS ÁTOMOS NO RETICULADO
• NA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA OS 
ÁTOMOS SÃO DESLOCADOS AO 
LONGO DOS PLANOS DE CLIVAGEM E 
A DEFORMAÇÃO É PERMANENTE
PROPRIEDADES DOS METAIS
• CONSTANTES FÍSICAS
• PROPRIEDADES ELÉTRICAS E MAGNÉTICAS
• CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS
• DURABILIDADE
DENSIDADE DE ALGUNS METAIS
• MAGNÉSIO 1,74 G/CM³
• ALUMÍNIO 2,70 G/CM³
• ZINCO 7,13 G/CM³
• FERRO 7,87 G/CM³
• NÍQUEL 8,90 G/CM³
• COBRE 8,96 G/CM³
• CHUMBO 11,34 G/CM³
• MERCÚRIO (LÍQUIDO) 13,60 G/CM³
Água = 1 g/cm3
Madeira = 0,9 g/m3
PONTO DE FUSÃO DE ALGUNS 
METAIS
• CHUMBO 327 ºC
• ZINCO 419 ºC
• MAGNÉSIO 650 ºC
• ALUMÍNIO 660 ºC
• COBRE 1083 ºC
• NÍQUEL 1455 ºC
• FERRO 1539 ºC
CONDUTIBILIDADE TÉRMICA – EXPRESSA EM 
CAL/CM/S E POR ºC, TENDO O COBRE COMO A 
UNIDADE
• COBRE 1
• ALUMÍNIO 0,52
• MAGNÉSIO 0,40
• ZINCO 0,30
• FERRO 0,18
• CHUMBO 0,09
CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA, TENDO 
O COBRE COMO A UNIDADE
Metal
Por unidade 
de área
Por unidade 
de peso
Cobre 1,00 1,00
Alumínio 0,61 2,01
Magnésio 0,37 1,80
Zinco 0,28 0,35
Níquel 0,23 0,23
Ferro 0,18 0,20
Chumbo 0,08 0,06
ELASTICIDADE E PLASTICIDADE DOS 
METAIS
e
s
Fa
se
el
á
st
ic
a
se
sr
Fa
se
p
lá
st
ic
a
a
patamar de 
escoamento
e
s
se
sr
a a
ec
MÓDULO DE ELASTICIDADE
• NÍQUEL 21.000 KGF/MM²
• FERRO 21.000 KGF/MM²
• COBRE 11.000 KGF/MM²
• ZINCO 9.800 KGF/MM²
• ALUMÍNIO 7.000 KGF/MM²
• CHUMBO 1.750 KGF/MM²
PROPRIEDADES MECÂNICAS
ESCOAMENTO E PLASTICIDADE
• ESCOAMENTO
• É A FASE DO ENSAIO DE TRAÇÃO DURANTE A QUAL O METAL DEFORMA-SE MESMO 
SEM O ACRÉSCIMO DE TENSÃO. ESSAS DEFORMAÇÕES SÃO DE NATUREZA PLÁSTICA
• PLASTICIDADE
• DUCTILIDADE
• É A CAPACIDADE QUE UM METAL TEM DE SE TRANSFORMAR EM FIOS, 
POR TRAÇÃO
• MALEABILIDADE
• É A CAPACIDADE QUE UM METAL TEM DE SE TRANSFORMAR EM 
LÂMINAS, POR COMPRESSÃO
• TENACIDADE
• É A CAPACIDADE QUE UM METAL TEM DE ABSORVER ENERGIA ATÉ A 
SUA RUPTURA. É O CONTRÁRIO DA FRAGILIDADE
• OS MATERIAIS TENAZES RESISTEM A CHOQUES
DUREZA E CORROSÃO
• DUREZA: AO RISCO, RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO, ELÁSTICA
• CORROSÃO
• TENDÊNCIA DO METAL VOLTAR AO SEU ESTADO ORIGINAL
• FORMA MAIS ESTÁVEL – MINERAL
• METAIS NOBRES
• OURO, PLATINA E PRATA SÃO RESISTENTES À MAIORIA DOS AGENTES 
CORROSIVOS
• METAIS UTILIZADOS NA PROTEÇÃO DE OUTROS METAIS
• NÍQUEL, ESTANHO, CROMO E ZINCO
ENSAIOS MECÂNICOS
ENSAIO DE TRAÇÃO
• ENSAIO DE TRAÇÃO AXIAL
• MÓDULO DE ELASTICIDADE
• LIMITE DE ESCOAMENTO
• LIMITE DE RESISTÊNCIA
• ALONGAMENTO DE RUPTURA
• ADMITE-SE QUE O COMPORTAMENTO 
À COMPRESSÃO É O MESMO QUE 
PARA A TRAÇÃO, DESDE QUE SEJA 
AFASTADA A POSSIBILIDADE DE 
FLAMBAGEM
ENSAIOS MECÂNICOS 
ENSAIO DE DOBRAMENTO
• ENSAIO DE DOBRAMENTO
• DUCTILIDADE
• MALEABILIDADE
ENSAIOS MECÂNICOS 
ENSAIO DE DOBRAMENTO
a
Apoios
Corpo de 
prova
Cutelo
Zona 
tracionada
Ângulo de 
dobramento
ENSAIOS MECÂNICOS
IMPACTO
• EVIDENCIA A TENACIDADE
(CAPACIDADE DE 
ABSORVER ENERGIA 
DENTRO DA ZONA 
PLÁSTICA – RESILIÊNCIA 
HIPER-ELÁSTICA)
ENSAIOS MECÂNICOS 
ENSAIO DE IMPACTO FLEXÃO DINÂMICA
h
h1
U = P.(h - h1)
P
Posição do corpo de prova
ENSAIOS MECÂNICOS
FADIGA
Quando a 
solicitação é cíclica
Número de ciclos é 
elevado
o metal rompe-se para uma tensão inferior ao 
limite de resistência para a solicitação estática
FADIGA
c
SOLICITAÇÕES CÍCLICAS
• SOLICITAÇÃO REPETIDA
a = amplitude (curso)
a = smáx - smín
smín = 0
a = smáxa
tempo
s
smáx
smín
SOLICITAÇÕES CÍCLICAS
• SOLICITAÇÃO OSCILANTE
• AS TENSÕES LIMITES SÃO DIFERENTES E DE MESMO SINAL
a
tempo
s
smáx
smín
a = smáx - smín
SOLICITAÇÕES CÍCLICAS
• SOLICITAÇÃO INVERTIDA
• AS TENSÕES LIMITES SÃO DIFERENTES E DE SINAIS CONTRÁRIOS
a
tempo
s
smáx
smín
a = smáx + smín
SOLICITAÇÕES CÍCLICAS
• SOLICITAÇÃO ALTERNATIVA
• AS TENSÕES LIMITES SÃO IGUAIS E DE SINAIS CONTRÁRIOS
a tempo
s
smáx
smín
a = 2 . smáx = -2 . smín
FATORES QUE INFLUEM NA FADIGA
LIMITE DE DURAÇÃO
NÚMERO DE CICLOS 
AMPLITUDE OU CURSO
FREQUÊNCIA
TEMPERATURA
TRATAMENTOS TÉRMICOS E MECÂNICOS
LIMITE DE DURAÇÃO
n.º de ciclos
s
Solicitação alternativa: (sa)
Solicitação repetida: (so)
(sa) < (so) < sr (estático)
(s)
É a tensão para a 
qual o metal não 
se rompe, 
qualquer que seja 
o número de ciclo
NÚMERO DE CICLOS
CARGA REPETIDA
Curso 
(kgf/mm²)
N.º de ciclos até 
a ruptura
Estática 1
0 - 35,28 800
0 - 32,34 106900
0 - 29,40 340853
0 - 26,46 409481
0 - 23,52 10141645
 Para qualquertipo de solicitação a resistência 
diminui com o aumento do número de ciclos
NÚMERO DE CICLOS
CARGA ALTERNATIVA
Tensões extremas de sinais 
contrários (kgf/mm²) N.º de ciclos
23,52 (a=47,04) 56430
22,55 99000
20,58 183145
19,11 479490
17,64 909810
16,17 3632588
14,70 4917992
13,23 19186791
11,76 (a=23,52) 132250000
AMPLITUDE OU CURSO
Aumentando-se a amplitude, diminui-se a resistência à fadiga
Torna-se mais fácil romper um material fazendo-se aumentar a 
diferença entre as tensões extremas, do que variando os valores 
máximos das tensões
Curso (kgf/mm²)
N.º de ciclos 
até a ruptura
0 - 32,34 (a=32,34) 106900 - Repetida
14,70 - 32,34 
(a=17,64)
2273424 –
Oscilante
17,64 - 32,34 
(a=14,70)
4000000 –
Oscilante
FREQUÊNCIA, TEMPERATURA, 
TRATAMENTOS TÉRMICOS E MECÂNICOS 
FREQUÊNCIA
AUMENTANDO-SE A FREQUÊNCIA AUMENTA-SE O LIMITE 
DE DURAÇÃO
TEMPERATURA
ACIMA DE 400ºC O LIMITE DE DURAÇÃO DIMINUI COM O 
AUMENTO DA TEMPERATURA
TRATAMENTOS TÉRMICOS E MECÂNICOS
O TRABALHO A FRIO (ENCRUAMENTO), DESDE QUE NÃO 
SEJA EXAGERADO, MELHORA A RESISTÊNCIA À FADIGA
O RECOZIMENTO DIMINUI A RESISTÊNCIA À FADIGA
MODOS DE RUPTURA
POR SOLICITAÇÃO ESTÁTICA
HÁ UMA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA CONSIDERÁVEL, A SUPERFÍCIE NA 
SEÇÃO DE RUPTURA APRESENTA ESTRUTURA SEDOSA E FIBROSA 
DEVIDO AO GRANDE ALONGAMENTO SOFRIDO – ESTRICÇÃO
POR FADIGA
A RUPTURA COMEÇA POR UMA FENDA DEVIDO A UM DEFEITO 
LOCAL OU À CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES, PROVOCADAS POR 
VARIAÇÃO BRUSCA NA SEÇÃO
A FENDA SE PROPAGA DEVIDO À CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES 
NAS EXTREMIDADES, ATÉ QUE A SEÇÃO FICA TÃO REDUZIDA QUE SE 
ROMPE BRUSCAMENTE
DUREZA
DUREZA
• DUREZA BRINELL
• APLICA-SE UMA CARGA P 
SOBRE A SUPERFÍCIE DO 
METAL, ATRAVÉS DE UMA 
ESFERA DE DIÂMETRO D
• O NÚMERO DE DUREZA H
SERÁ O QUOCIENTE DA 
CARGA P PELA SUPERFÍCIE DA 
CALOTA ESFÉRICA DE 
DIÂMETRO D, DEIXADA PELA 
IMPRESSÃO
)-D-(DπD
2P
=H
22 d
P/D2 – constante
0,3 D < d < 0,6 D
DUREZA BRINELL
P/D² Dureza 
Brinell
Tipo de material
30 95 - 415 Aço, ferro fundido
10 30 - 140 Cobre, Alumínio (ligas duras)
5 15 - 70 Cobre, Alumínio (ligas moles)
25 Até 30 Chumbo
Para valores maiores que 500, o método não é aconselhável
DUREZA ROCKWELL
• O PROCESSO É SEMELHANTE AO BRINELL
• O PENETRADOR É UMA ESFERA DE AÇO EXTRA DURO OU 
UM CONE DE DIAMANTE COM ÂNGULO CENTRAL DE 120º 
• ROCKWELL B
• ROCKWELL C
• DUREZA VICKERS
• PENETRADOR QUADRANGULAR COM ÂNGULO DE 136º
• CARGA
• 1 A 150 KGF
• HV = P/S
• S = SUPERFÍCIE DE IMPRESSÃO
• DUREZA SHORE
• MEDIÇÃO DO RECUO DE UMA ESFERA DE AÇO QUE 
INCIDE SOBRE A SUPERFÍCIE DO METAL
TIPOS DE TRATAMENTO TRATAMENTOS
• MODIFICAÇÃO DA MICROESTRUTURA
• TAMANHO DOS GRÃOS
• QUALIDADE DOS GRÃOS
• TRATAMENTO TÉRMICO – TEMPERATURA X TEMPO
• AQUECIMENTO
• RESFRIAMENTO
TRATAMENTOS: CONCEITO E FINALIDADE
CONCEITO: AO PROCESSO DE AQUECER E RESFRIAR UM AÇO,
VISANDO MODIFICAR AS SUA PROPRIEDADES, DENOMINA-SE
TRATAMENTO TÉRMICO.
 FINALIDADE: ALTERAR AS MICROESTRUTURAS E COMO
CONSEQUÊNCIA AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS LIGAS
METÁLICAS
TRATAMENTOS: OBJETIVOS
 - REMOÇÃO DE TENSÕES INTERNAS
 - AUMENTO OU DIMINUIÇÃO DA DUREZA
 - AUMENTO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA
 - MELHORA DA DUCTILIDADE
 - MELHORA DA USINABILIDADE
 - MELHORA DA RESISTÊNCIA AO DESGASTE
 - MELHORA DA RESISTÊNCIA À CORROSÃO
 - MELHORA DA RESISTÊNCIA AO CALOR
 - MELHORA DAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS E MAGNÉTICAS
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PRINCIPAIS TRATAMENTOS TÉRMICOS
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Normalização
Tempera 
e Revenido
Cementação
•Alívio de tensões
•Recristalização
•Homogeneização
•Total ou Pleno
•Isotérmico
Nitretação
MODIFICAÇÃO DOS GRÃOS
• CRESCIMENTO DOS GRÃOS - COALESCÊNCIA
Depende da temperatura e do tempo 
• GRANULAÇÃO
• GROSSEIRA – AÇO SUPERAQUECIDO
• A RESISTÊNCIA E O ESCOAMENTO NÃO SÃO 
AFETADOS
• BAIXO ALONGAMENTO, ESTRICÇÃO E 
RESILIÊNCIA
• FINA
• AÇOS MAIS DÚCTEIS
• AÇO QUEIMADO
• O SUPERAQUECIMENTO É FEITO 
PRÓXIMO DO SOLIDUS. SUA 
REGENERAÇÃO NÃO É MAIS POSSÍVEL
RECRISTALIZAÇÃO DE GRÃOS
• RECRISTALIZAÇÃO DE GRÃOS DEFORMADOS POR TRABALHO 
MECÂNICO A QUENTE (T > 723ºC)
Laminação
Forjamento
Estiramento
Encruamento
DEFORMAÇÃO A FRIO
• ENCRUAMENTO
• É O TRABALHO MECÂNICO REALIZADO ABAIXO DA ZONA 
CRÍTICA
• AUMENTO DE 
• RESISTÊNCIA
• ESCOAMENTO
• DUREZA
• FRAGILIDADE
Diminuição de
Alongamento
Estricção
Resistência à corrosão
COMPORTAMENTO MECÂNICO DO AÇO
LAMINADO A QUENTE X ENCRUADO
e
s
se
sr Laminado a quente
Encruadosr
se
etet
73
73
74
TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS
EXISTEM DUAS CLASSES DE TRATAMENTOS TÉRMICOS;
1ª) MODIFICAM AS PROPRIEDADES DE TODA A MASSA DO AÇO.
A – TÊMPERA, NORMALIZAÇÃO
B – REVENIMENTO
C – RECOZIMENTO
2ª) OS QUE MODIFICAM AS PROPRIEDADES SOMENTE NUMA FINA 
CAMADA SUPERFICIAL DA PEÇA. 
A - CEMENTAÇÃO
B - NITRETAÇÃO
NORMALIZAÇÃO E TEMPERA
• NORMALIZAÇÃO
• ELIMINAR TENSÕES INTERNAS EM PEÇAS QUE SOFRERAM 
DEFORMAÇÕES (ENCRUAMENTO) - HOMOGENEIZAR
• O AÇO FICA BRANDO E DÚCTIL
• TÊMPERA (AÇOS COM PORCENTAGEM IGUAL OU MAIOR DO QUE 
0,4% DE CARBONO)
• AUMENTA
• DUREZA
• LIMITE DE ELASTICIDADE
• LIMITE DE RESISTÊNCIA
Diminui
Tenacidade (aço fica frágil, 
quebradiço)
Alongamento (ductilidade)
OBS: Para reduzir a fragilidade de um aço temperado, aplica-
se um outro tratamento térmico denominado revenido
NORMALIZAÇÃO E TÊMPERA
REVENIDO
É O TRATAMENTO TÉRMICO QUE SE FAZ NOS AÇOS JÁ TEMPERADOS, 
COM A FINALIDADE DE DIMINUIR A SUA FRAGILIDADE, ISTO É, TORNÁ-LO
MENOS QUEBRADIÇO.
O REVENIDO É FEITO AQUECENDO-SE A PEÇA TEMPERADA ATÉ UMA 
CERTA TEMPERATURA RESFRIANDO-A EM SEGUIDA. 
AS TEMPERATURAS DE REVENIDO VARIA ENTRE 210ºC E 320ºC
 EFEITO DO REVENIDO:
 DIMINUI UM POUCO A DUREZA DA PEÇA TEMPERADA, PORÉM AUMENTA 
CONSIDERAVELMENTE A SUA RESISTÊNCIA AOS CHOQUES.
GERALMENTE, TODA PEÇA APÓS SER TEMPERADA PASSA POR UM REVENIDO 
RECOZIMENTO
TEM POR FINALIDADE ELIMINAR A DUREZA DE UMA PEÇA TEMPERADA OU 
NORMALIZAR MATERIAIS COM TENSÕES INTERNAS RESULTANTES DA 
FABRICAÇÃO.
TIPOS DE RECOZIMENTO
 RECOZIMENTO PARA ELIMINAR A DUREZA DE UMA PEÇA TEMPERADA.
 RECOZIMENTO PARA NORMALIZAR A ESTRUTURA DE UM MATERIAL. 
FASES DO RECOZIMENTO
 AQUECIMENTO –A UMA TEMPERATURA QUE VARIA ENTRE 500ºC E 900ºC.
 MANUTENÇÃO DA TEMPERATURA PARA QUE AS MODIFICAÇÕES ATINJAM TODA A MASSA
 RESFRIAMENTO – O RESFRIAMENTO DEVE SER FEITO LENTAMENTE, TANTO MAIS LENTO 
QUANTO MAIOR FOR A PORCENTAGEM DE CARBONO DO AÇO. 
 EXPOSIÇÃO DA PEÇA AQUECIDA AO AR LIVRE. (PROCESSO POUCO USADO). 
 COLOCAÇÃO DA PEÇA EM CAIXAS CONTENDO CAL, CINZA, AREIA OU OUTROS MATERIAIS
 EFEITOS DO RECOZIMENTO NO AÇO
 ELIMINA A DUREZA DE UMA PEÇA TEMPERADA ANTERIORMENTE, FAZENDO-SE VOLTAR A 
SUA DUREZA NORMAL.
 TORNA O AÇO MAIS HOMOGÊNEO, MELHORA SUA DUCTILIDADE TORNANDO-O 
FACILMENTE USINÁVEL
MECANISMO DE RECOZIMENTO 
NOS AÇOS COMUNS
CEMENTAÇÃO
• A CEMENTAÇÃO É UM TRATAMENTO QUE CONSISTE EM AUMENTAR A
PORCENTAGEM DE CARBONO NUMA FINA CAMADA EXTERNA DA PEÇA
81
CEMENTAÇÃO
• APÓS A CEMENTAÇÃO TEMPERA-SE A PEÇA; AS PARTES EXTERNAS
ADQUIREM ELEVADA DUREZA ENQUANTO AS PARTES INTERNAS
PERMANECEM SEM ALTERAÇÕES.
82
CEMENTAÇÃO
Parte dura
Parte mole
COMO É FEITA A CEMENTAÇÃO?
AQUECENDO-SE A PEÇA DE AÇO DE BAIXO TEOR DE
CARBONO, JUNTO COM UM MATERIAL RICO EM CARBONO
(CARBURANTE).
QUANDO A PEÇA ATINGE ALTA TEMPERATURA (750ºC A
1.000ºC) PASSA A ABSORVER PARTE DO CARBONO DO
CARBURANTE
FASES DA CEMENTAÇÃO
1ª FASE: AQUECIMENTO
 CEMENTAÇÃO EM CAIXA: AS
PEÇAS SÃO COLOCADAS EM
CAIXAS JUNTAMENTE COM O
CARBURANTE, FECHADAS
HERMETICAMENTE E AQUECIDAS
ATÉ A TEMPERATURA
RECOMENDADA.
 CEMENTAÇÃO EM BANHO: AS
PEÇAS SÃO MERGULHADAS NO
CARBURANTE LÍQUIDO AQUECIDO,
ATRAVÉS DE CESTAS OU
GANCHOS.
FASES DA CEMENTAÇÃO
2ª FASE: MANUTENÇÃO DA
TEMPERATURA
O TEMPO DE DURAÇÃO DESTA
FASE VARIA DE ACORDO COM A
ESPESSURA DA CAMADA QUE SE
DESEJA E DA QUALIDADE DO
CARBURANTE UTILIZADO. (0,1MM
A 0,2MM POR HORA).
3ª FASE:RESFRIAMENTO
 A PEÇA É ESFRIADA LENTAMENTE
DENTRO DA PRÓPRIA CAIXA.
QUANTO MAIS TEMPO A PEÇA
PERMANECER AQUECIDA COM
O CARBURANTE, MAIS ESPESSA
SE TORNARÁ A CAMADA.
OS CARBURANTES PODEM SER
SÓLIDOS, (GRÃOS OU PÓS),
LÍQUIDOS OU GASOSOS.
 A QUALIDADE DOS
CARBURANTES INFLUI NA
RAPIDEZ COM QUE SE FORMA A
CAMADA.
PRODUTOS SIDERÚRGICOS
• LIGAS FE-C
• AÇOS 0 < %C < 2
• FERROS FUNDIDOS 2 < %C < 4,5
• LIGAS ESPECIAIS
• FE-C + ELEMENTOS LIGA
• NI, V, CR, MO, W, AL, SI, P, S
• FABRICAÇÃO
Minério de 
ferro
Carvão
Alto 
forno
Ferro 
gusa
Aciaria 
(Refino) Aço
Fundição
Peças de ferro 
fundido
PRINCIPAIS MINÉRIOS DE FERRO
Tipo
Nome do minério
Fórmula
Teor 
metalográ-
fico (%)
ObsMinera-
lógico Químico
Carbonato Siderita Carbonato férrico FeCO3 25 a 45
Pouco no 
Brasil
Óxidos
Magnetita
Óxido 
ferroso 
férrico
Fe3O4 45 a 70
Pouco 
interesse
Limonita
Sesqui-óxido 
de ferro 
hidratado
Fe2O3 . 3H2O 40 a 60
Vulgarmente 
denominado 
Canga
Hematita Sesqui-óxido de ferro Fe2O3 45 a 70
Abundante 
no Brasil
CLASSIFICAÇÃO DE AÇOS
• QUANTO AO TEOR DE ELEMENTOS LIGA
• QUANTO AO PROCESSO DE FABRICAÇÃO
• QUANTO À APLICAÇÃO
• QUANTO À FORMA
Quanto ao teor de elementos liga
Até 0,15% C – extra doce
Baixo carbono
De 0,15% C a 0,30%C – doce
De 0,30%C a 0,50%C – meio doce
Médio carbono
De 0,50%C a 0,70%C – meio duro
De 0,70%C a 0,80%C – duro
Alto carbono
Mais de 0,80% C – extra duro
Quanto ao teor de elementos liga
INFLUÊNCIA DO TEOR DE CARBONO SOBRE 
AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS AÇOS 
ESFRIADOS LENTAMENTE
/
Aços Baixo Carbono
Usos:
- perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos
- construção civil, pontes
- tubulações
aços baixo carbono = baixas resistência e dureza
altas tenacidade e ductilidade. 
(teor de carbono menor que 0,25%)
Aços Médio Carbono
maior resistência e dureza que os baixo teor de C
menor tenacidade e ductilidade que os baixo teor de C 
(teor de carbono 0,25% a 0,60%)
Usos:
- rodas e equipamentos ferroviários
- engrenagens
- virabrequins e outras peças de máquinas
que necessitam de elevadas resistências
mecânica, resistência ao desgaste e boa
tenacidade.
Aços Alto Carbono
Usos:
- talhadeiras
- folhas de serrote
- martelos
- facas
maior resistência e dureza
menor tenacidade e ductilidade
(teor de carbono maior que 0,8%)
QUANTO AO TEOR DE ELEMENTOS LIGA
• AÇOS LIGA – AÇOS ESPECIAIS – CONTÉM OUTROS 
ELEMENTOS COM TEORES ACIMA DOS CONSIDERADOS 
NORMAIS
• AÇOS TERNÁRIOS
• AÇOS QUATERNÁRIOS
• AÇOS COMPLEXOS
O mais conhecido é o aço inoxidável
QUANTO AO PROCESSO DE FABRICAÇÃO
• EXTRUSÃO: SOB PRESSÃO POR ORIFICIO;
• LAMINAÇÃO: ENTRE CILINDROS (QUENTE OU FRIO);
• TREFILAÇÃO: FORÇADO A PASSAR POR ORIFICIOS MENORES (PROCESSO 
DE FIEIRAS DE ARAMES);
• FUNDIÇÃO: SOLIDIFICA EM MOLDES (AREIA, ARGILA E CARVÃO);
• FORJAMENTO: AÇÃO DE MARTELOS OU PRENSAS NO AÇO QUENTE;
• ESTAMPAGEM: PRENSAS SOBRE CHAPAS (PEÇAS OCAS).
QUANTO À APLICAÇÃO E QUANTO À FORMA
• QUANTO À APLICAÇÃO
• AÇOS NAVAIS
• AÇOS PARA CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO
• AÇOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL
• QUANTO À FORMA
• LAMINADOS PLANOS: CHAPAS, BOBINAS E FOLHAS
• LAMINADOS : BARRAS, TRILHOS, PERFIS LAMINADOS
SOLDA
• SOLDA POR PRESSÃO
• AS PEÇAS SÃO AQUECIDAS 
AO ESTADO PASTOSO E 
COMPRIMIDAS ENTRE SI, POR 
COMPRESSÃO OU 
MARTELAMENTO
• CALDEAMENTO
• POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA
• SOLDA DE TOPO
• SOLDA POR PONTOS
SOLDA
• SOLDA POR FUSÃO 
• A UNIÃO É REALIZADA PELA FUSÃO LOCAL OU PELA FUSÃO DE UM METAL 
OU LIGA (ELETRODO) INTRODUZIDO ENTRE AS DUAS PEÇAS A SOLDAR
• SOLDA A GÁS (SOLDA OXI-ACETILÊNICA)
• SOLDA ALUMINOTÉRMICA (THERMIT)
• FUSÃO DE UMA MASSA CONSTITUÍDA DE ALUMÍNIO EM PÓ E ÓXIDO DE 
FERRO, ONDE O ALUMÍNIO COMBINA COM O OXIGÊNIO DEIXANDO O 
FERRO LIVRE PARA SE CONSTITUIR NO ELEMENTO DE SOLDAGEM 
C2H2 + 2 ½ O2 2 CO2 + H2O + calor
SOLDA
• SOLDA ELÉTRICA OU A ARCO
• ARCO DE CARBONO - ELETRODO DE GRAFITA
• ARCO METÁLICO - ELETRODO METÁLICO
ACEITAÇÃO E REJEIÇÃO DE SOLDAS
ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
• ULTRA-SONOGRAFIA
ACEITAÇÃO DE SOLDAS EM BARRAS 
DESTINADAS À ARMADURA PARA CA
• NBR 7480 - ESPECIFICAÇÃO
• AMOSTRAGEM
• PARA CADA CONJUNTO DE 50 
EMENDAS RETIRA-SE UM 
EXEMPLAR
• PARA CADA CONTRA PROVA 
EXIGIDA RETIRA-SE DOIS 
NOVOS EXEMPLARES
• ENSAIO DE TRAÇÃO - NBR 8548
CORROSÃO
• TRANSFORMAÇÃO DO METAL PURO EM UMA FORMA MAIS ESTÁVEL - O
MINERAL
• QUÍMICA
• OS ELÉTRONS PERDIDOS COMBINAM NO MESMO LUGAR EM QUE SÃO 
LIBERADOS
• ELETROQUÍMICA
• OS ELÉTRONS SÃO LIBERADOS NUM LOCAL E CAPTADOS NOUTRO - CIRCUITO
GALVÂNICO
M - e- = M +
O + e- = O -
MO
Te
m
p
er
a
tu
ra
CORROSÃO ELETROQUÍMICA
• PILHA
• CIRCUITO ELÉTRICO ENTRE ÁREAS DE DIFERENTE POTENCIAIS ELÉTRICOS
• MEIO CONDUTOR EXTERNO
• UMIDADE ATMOSFÉRICA
• CONTATO INTERNO - CURTO CIRCUITO
• DIFERENÇA DE POTENCIAL (FORMAS DE OCORRER)
• CONTATO DE DOIS METAIS
• O DE MAIOR POTENCIAL TENDE A CORROER O DE MENOR POTENCIAL
• LIGAS
• CRISTAIS DE DIFERENTES COMPOSIÇÕES EM CONTATO
• MATERIAL EM CONTATO SIMULTÂNEO COM AMBIENTES DIFERENTES
• GRAU DE AERAÇÃO
• UMIDADE
• ALCALINIDADE
• ENCRUAMENTO
• A ZONA COMPRIMIDA DIMINUI O POTENCIAL E TORNA-SE 
ANÓDICA - PERDE ELÉTRONS
-
Zona anódica
+ +
Zona catódica
Zona catódica
OH- OH-
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
O METAL DEVE SER COMPATÍVEL COM O MEIO NO QUAL É 
EMPREGADO
RECOBRIMENTO DO METAL – PELÍCULA METÁLICA
PINTURAS ESPECIAIS
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
RECOBRIMENTO DO METAL
• POR ÓXIDO OU SAL
• ANODIZAÇÃO DO ALUMÍNIO, FOSFATIZAÇÃO DO AÇO
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
RECOBRIMENTO DO METAL
• POR PELÍCULA METÁLICA
• PROTEÇÃO CATÓDICA
• USA-SE METAL COM POTENCIAL ELÉTRICO MAIS BAIXO
Telhas galvanizadas
Ferro -0,439
Zinco -0,762
PROTEÇÃO CATÓDICA
Chapas zincadas
PRODUTOS GALVANIZADOS
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
RECOBRIMENTO DO METAL
• POR PELÍCULA METÁLICA
• PROTEÇÃO ANÓDICA
• USA-SE METAL COM POTENCIAL 
ELÉTRICO MAIS ELEVADO
Folhas de Flandres
Ferro -0,439
Estanho -0,136
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
PINTURAS ESPECIAIS
APLICAÇÕES DE AÇO INOXIDÁVEL 
NA CONSTRUÇÃO CIVIL
FERRO FUNDIDO
• PRODUTO SIDERÚRGICO (LIGA 
FE-C) OBTIDO POR FUSÃO, COM 
TEOR DE CARBONO ENTRE 2 E 
4,5%
FERROS FUNDIDOS BRANCOS
• PRESENÇA DE CEMENTITA - FE3C
• LIGAS COM BAIXO TEOR DE CARBONO
• LIGAS COM BAIXO TEOR DE SILÍCIO (≠MN)
• OBTIDOS POR RESFRIAMENTO RÁPIDO
• COQUILHAS METÁLICAS
• ALTAS DUREZA E RESISTÊNCIA AO DESGASTE
FERROS FUNDIDOS CINZENTOS
• PRESENÇA DE GRAFITA (EM VEIOS) - C
• LIGAS COM ALTO TEOR DE CARBONO
• 2,7 A 3,7%
• LIGAS COM ALTO TEOR DE SILÍCIO (≠MN)
• 1,0 A 2,8%
• OBTIDOS POR RESFRIAMENTO LENTO
• MOLDES DE AREIA
• BAIXAS DUREZA E FRAGILIDADE
FERRO FUNDIDO MESCLADO OU 
COQUILHADO
• BRANCO NA SUPERFÍCIE
• RESFRIAMENTO RÁPIDO
• CINZA NO INTERIOR
• COMPOSIÇÃO QUÍMICA
• RESFRIAMENTO LENTO
• UTILIZAÇÃO
• ROLOS DE LAMINADORES
• RODAS DE VAGÕES
• MANDÍBULAS DE BRITADORES
• MÓS DE MOINHOS
TRATAMENTOS TÉRMICOS DE FERROS 
FUNDIDOS
• ENVELHECIMENTO ARTIFICIAL
• AQUECIMENTO INFERIOR À ZONA CRÍTICA – 400 A 600ºC
• ALIVIA TENSÕES INTERNAS
• TÊMPERA
• AQUECIMENTO DE 780 A 870ºC E RESFRIAMENTO RÁPIDO
• AUMENTA A RESISTÊNCIA AO DESGASTE E DUREZA
• REVENIDO
• FEITO APÓS A TÊMPERA
• DIMINUI A DUREZA
TRATAMENTOS TÉRMICOS DE FERROS 
FUNDIDOS
• RECOZIMENTO
• AQUECIMENTO ATÉ A ZONA CRÍTICA – 750 A 860ºC
• AMOLECE O MATERIAL
• RECOZIMENTO PROLONGADO DE FERROS FUNDIDOS 
BRANCOS (900ºC)
• AMERICANO
• FERRO FUNDIDO MALEÁVEL DE NÚCLEO PRETO
• A CEMENTITA DECOMPÕE-SE EM FERRITA E GRAFITA QUE RESTA EM 
NÓDULOS
• EUROPEU
• FERRO FUNDIDO MALEÁVEL DE NÚCLEO BRANCO
• RECOZIMENTO EM CONTATO COM MINÉRIO DE FERRO, ELIMINADO, 
POR OXIDAÇÃO, O CARBONO DA CEMENTITA
APLICAÇÕES DE FERRO FUNDIDO
• CILINDROS DE LAMINAÇÃO, RODAS DE VAGÕES, PEÇAS EMPREGADAS EM 
EQUIPAMENTOS PARA BRITAMENTO DE MINÉRIO E MOAGEM DE CIMENTO.
FERRO FUNDIDO BRANCO
5. Ferros Fundidos
Britador de mandíbula
•Ferro fundido mais usado (75%)
•Fundição de componentes mecânicosem geral
•Blocos de motores
•Engrenagens de grandes dimensões
•Máquinas agrícolas
•Carcaças e suportes de máquinas
FERRO FUNDIDO CINZENTO
5. Ferros Fundidos
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• ANÉIS DE PISTÃO, PRODUTOS SANITÁRIOS, TAMPAS DE POÇOS DE 
INSPEÇÃO, TUBOS, CONEXÕES, CARCAÇAS DE COMPRESSORES, ROTORES, 
PISTÕES HIDRÁULICOS, ENGRENAGENS, EIXOS DE COMANDOS DE 
VÁLVULAS, VIRABREQUINS, ETC.
FERRO FUNDIDO CINZENTO
5. Ferros Fundidos
Válvulas, carcaça de bombas, virabrequins, engrenagens, 
pinhões, cilindros e outros componentes de máquinas e 
automóveis.
Peças sujeitas a alta temperatura, elementos de ligação,
juntas universais, pequenas ferramentas
FERRO FUNDIDO MESCLADO
5. Ferros Fundidos
126
FIM. OBRIGAO!!!!!
5. Ferros Fundidos