MATERIAIS 1 - Aula Metais

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
Trabalho
Trabalho - Vidros
Capa
Tipos de vidros
Processo de fabricação
Utilização na engenharia civil
			
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS - DEFINIÇÕES
Definiremos metais de duas maneiras:
 
Quimicamente
		Metais são elementos que sempre ionizam positivamente.
 
Na prática
		São elementos de características próprias quanto a forjabilidade, brilho, opacidade, condutibilidade, etc.
		
	
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS - DEFINIÇÕES
 		Os metais aparecem na natureza em estado livre ou, mais comumente, como compostos. Os minérios são as substâncias portadoras de metais e, as partes não aproveitáveis, as impurezas denominadas GANGAS.
Minério: metal + impurezas
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS - DEFINIÇÕES
 		As minas são os locais onde se encontram as jazidas, na extensão concedida e delimitada pelo governo federal. Todos os serviços de mineração são controlados pelo Código de Minas, sendo proibida qualquer exploração que não seja supervisionada pelo Ministério de Minas e Energia.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
OBTENÇÃO DOS METAIS
 		Obedece a duas fases: a Mineração e a Metalurgia. 
		Na mineração temos a colheita do minério que pode ser feita a céu aberto ou subterrâneas, a ferro ou a fogo (mecânica ou com explosivos), e a concentração (purificação), que pode ser feita com processos mecânicos ou químicos.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
OBTENÇÃO DOS METAIS
Escavação a céu aberto 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
OBTENÇÃO DOS METAIS
Escavação subterrânea
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
OBTENÇÃO DOS METAIS
		Na metalurgia o metal puro é extraído do minério por um dos seguintes processos: redução, precipitação química ou eletrólise. O processo de redução mais comum é o feito com carbono e óxido de carbono a altas temperaturas, em fornos, e do qual resulta o metal puro ou quase puros, em estado de fusão.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
LIGAS
		É a associação de um metal com outro tipo de metal, ou outro elemento, de modo a se constituir um terceiro material com propriedades próprias. Exemplos:
Cobre-zinco: Bronze
Cobre-estanho: Latão
Ferro-carbono: Aço
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PROPRIEDADES DOS METAIS
Aparência:
 sólidos a temperaturas ordinárias
 porosidade não aparente
 brilho característico, que pode ser aumentado por polimento ou tratamento químico.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
Densidade:
 Varia bastante de uma liga para outra. Geralmente vai de 2,56 a 11,45 sendo que a platina atinge 21,30.
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PROPRIEDADES DOS METAIS
Dilatação e Condutividade Térmica:
		A título de comparação, apresentamos os coeficientes de dilatação seguintes:
Concreto:	0,01 mm/m/ºC 
Vidro:	0,08 mm/m/ºC
Metais: 	0,03 a 0,10 mm/m/ºC
	
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
Dilatação e Condutividade Térmica:
		A ordem decrescente começa com o zinco, segue com o chumbo, estanho, cobre, ferro e aço (MB 270).
		A condutibilidade térmica situa-se entre 1,006 e 0,080 calorias grama/s/cm/ºC. A ordem decrescente é: prata, cobre, alumínio, zinco, bronze, ferro, estanho, níquel, aço e chumbo.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
Condutibilidade Elétrica:
 
		De uma maneira geral, os metais são bons condutores. O cobre é o mais utilizado e vem sendo substituído pelo alumínio por razões econômicas.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
Resistência à Tração
		É uma das propriedades mais importantes na construção. Submetendo-se uma barra à tração axial, aparecem forças internas. A tensão de tração é obtida dividindo-se a força aplicada pela área inicial de seção transversal. Essa tensão determina aumento do comprimento da barra, deformação.
 
				 L-Lo	
		Alongamento: ------- x 100%
				 Lo	
 Lo = comprimento inicial do corpo de prova
 L = comprimento após ruptura
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PROPRIEDADES DOS METAIS
		Levando-se a um sistema de coordenadas as tensões e as deformações, tem-se o diagrama tensão-deformação. Verificou-se que os metais apresentam dois tipos de diagramas para a tração:
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
		
		
	De 0 a p – as deformações são diretamente proporcionais às tensões (período elástico).
	De p a e – há grandes deformações, mesmo que a carga estacione ou diminua, T é limite de escoamento.
	De e a A – forma-se um patamar, sendo a deformação permanente. Segue-se um revigoramento. Tr, a tensão mais alta do ensaio, limite de resistência. A tensão não abaixou, houve estricção e a seção diminuiu. TR é a tensão da ruptura.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
		
		Tem-se o trecho elástico AO, mas não aparece o escoamento. Adota-se para o mesmo um valor n, obtido como segue: estabelece-se uma deformação percentual n% e traça-se uma paralela à inclinação AO.
		A reta é traçada a n% de deformação. O valor n adotado para aços normalmente é 0,2%, e 0,1% e 0,5% para outros metais. Têm-se o limite de elasticidade, até o qual as deformações não são permanentes.
		
	
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
Resistência ao Choque:
		É a resistência que o metal opõe a ruptura sob ação de uma carga instantânea. O ensaio é feito pelo aparelho chamado Pêndulo de Charpy.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
PROPRIEDADES DOS METAIS
Dureza:
		
		A ABNT adota a escala de dureza Brinell. O aparelho Brinell é uma prensa com uma esfera de aço temperado de diâmetro D que faz penetrar no metal em ensaio com uma carga P. A esfera imprimirá uma marca com diâmetro d.
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METAIS – Corrosão
Interação química e físico-química dos materiais metálicos com o meio.
Palco de reações redox com a formação de óxidos, hidróxidos e sais. 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS – Passividade
É a capacidade do metal criar uma película protetora quando é iniciado o processo de corrosão, inibindo a continuidade do processo.
		Ex de casos: alumínio, cobre, zinco, chumbo, aço. 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS – Reações redox
	Reação de oxidação:
O metal doa elétrons ao meio.
 Reação de redução:
O outro metal ou elemento químico recebe o elétron doado.
Reação global é a soma das reações ocorridas. 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS – Reações redox
	Corrosão pelo oxigênio:
Fe Fe2++2e-(oxidação) (reação 1)
O2+2H2O+4e- 4(OH)-(redução) (reação 2)
Fe2++2(OH)- Fe(OH)2(reação total) (3)
Após outras combinações:
Fe2O3(OH)n (4)
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS – Reações redox
Modos de se proteger o material:
Pintura (caso de corrosão química):
Recobrimento de metal por um outro metal:
Proteção anódica. (Metal de proteção apresenta maior potencial).
Proteção catódica. (Metal de proteção apresenta menor potencial).
Recobrimento do metal por camada protetora especial (óxidos, sais).
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
METAIS – Reações redox
Modos de se proteger o material:
Escolha da liga adequada.
Pintura especial com tintas apropriadas.
Evitar tensões superficiais.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
OBRIGADO