Resumo para AV2

Prévia do material em texto

Definição das Propriedades Mecânicas dos Materiais
 
           
Elasticidade: É definida como a capacidade que o material possui de retornar ao seu estado inicial após o descarregamento, não apresentando deformações residuais.
 
Plasticidade: A deformação plástica é uma deformação provocada por tensão igual ou superior ao limite de escoamento. Neste tipo de deformação, ocorre uma mudança na estrutura interna do metal, resultando em um deslocamento relativo entre os átomos do metal (ao contrário da deformação elástica), resultando em deformações residuais.  
                      
Ductilidade: É a capacidade que alguns materiais possuem de se deformarem antes da ruptura, quando sujeito a tensões ) ou damuito elevadas. Quanto mais dúctil o aço maior é a redução de área ou alongamento antes da ruptura. A ductilidade pode ser medida a partir da deformação ( estricção. Este comportamento fornece avisos ocorrência de tensões elevadas em pontos da estrutura.
Na fase de escoamento, situação em que o corpo de deforma sem o acréscimo de tensão, ocorre uma redistribuição das tensões na estrutura.
 
 
Fragilidade: Este tipo de falha ocorre sob tensões abaixo da resistência do material a falha dúctil, ou por sobrecarga. A fragilização do fixador pode ser causado por um vasto número de razões, como fragilização por hidrogênio, revenido, deformação, etc. Na imensa maioria das vezes em que os fixadores são fragilizados, existe a presença do hidrogênio atômico. Desta forma inicia-se uma fratura que se propagará até a ruptura total.
 
 
Resiliência: Ë a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico, ou seja, a capacidade de restituir a energia mecânica absorvida.
 Tenacidade: Assim como a propriedade anterior, é a capacidade de absorção de energia mecânica em regime elástico e plástico. É representada pela área total do diagrama tensão-deformação. Sua unidade é (J/m3), ou seja, é a energia total, que o material pode absorver até a ruptura, por unidade de volume.
Resistência à tração: É a relação entre a máxima carga de tração aplicada e a área original da secção transversal do material.
 
Resistência ao choque: Refere-se ao impacto que o material pode absorver sem projeção de trincas intermitentes. 
Dureza: É a resistência ao risco. É medida experimentalmente por vários processos, porém é definida como a resistência oferecida pela superfície à penetração de uma peça de maior dureza.
Fluência: Acontece em função de ajustes plásticos que podem ocorree em pontos de tensão, ao longo dos contornos dos grãos do material. Estes pontos de tensão aparecem logo após o metal ser solicitado por uma carga constante, e sofrer a deformação elástica. Após a fluência ocorre a deformação contínua, levando a redução da área do perfil transversal da peça (denominada estricção). Tem relação com a temperatura a qual o material está submetido: quanto mais alta, maior ela será, porque facilita o início e fim da deformação plástica.
 
Fadiga: Ocorre quando peças estão sujeitas a esforços repetidos e acabam rompendo a tensões inferiores àquelas obtidas em ensaios estáticos. Deve-se levar em conta esta propriedade principalmente em dimensionamento de peças sob o efeito dinâmico, como pontes, torres de transmissão, etc!
 
Resistência a Fadiga: A resistência a fadiga é chamada de “ENDURANCE LIMIT”. Devido a uma força de trabalho suficientemente elevada para superar o endurance limit, a partir de uma região quase sempre localizada num ponto de alta concentração de tensões, uma trinca é nucleada, iniciando uma falha que se propagará de forma transgranular, reduzindo a área resistiva até a falha total, quase sempre por sobrecarga.
A falha poderá ser por fadiga de longo ciclo ou de baixo ciclo, dependente da amplitude das tensões aplicadas superar de pouco ou de muito da resistência a fadiga do fixador roscado.
 
Estricção: É a redução das dimensões da secção transversal, provocada pelas cargas de tração aplicadas ao material.
Propriedades Eletroquímicas: Capacidade de condução de energia por meio dos elementos de liga.
 
Propriedades Térmicas: Os materiais são expostos a diferentes temperaturas de calor ou resfriamento. Essa diferença de temperatura pode modificar a estrutura do material, em função de alguns elementos químicos. Esse processo pode ocorrer na ausência ou na presença de transferência de massa, e na presença de reação químicas, modificando assim a estrutura do material.
 
Soldabilidade: A capacidade de adequação a soldagem que o material oferece.
 
Temperabilidade: É a susceptibilidade de endurecimento por resfriamento rápido, ou a propriedade, nas ligas ferrosas, que determina a profundidade e a distribuição da dureza produzida por uma temperâ. Descrevendo fisicamente , podemos definir como a capacidade de um aço transformar total ou parcialmente de austenita para algum percentual de martensita a uma profundidade quando resfriado sob certas condições. Aumentando o limite a resistência a tração e da dureza, e reduzindo a ductilidade e tenacidade dos materiais, aparecendo também tensões internas.
 
Resistência a corrosão: Em função do ambiente externo susceptível a corrosão, forma-se no material micro falhas originando pontos de altas concentrações de tensões, onde irá ocorrer o início de trincas que serão propagadas ao longo do material.
 
Diagramas de Equilíbrio Introdução
Os diagramas de equilíbrio (Figura 8.a) são gráficos que mostram as fases presentes num material em equilíbrio com o seu ambiente. Corretamente interpretado, um diagrama de equilíbrio indica o número de fases presentes, suas composições e a percentagem de cada fase, em função da temperatura, da pressão e da composição global do material. Embora a maioria dos materiais de engenharia exista em condição metastável, isto é, fora de equilíbrio, qualquer modificação espontânea se dará em direção ao equilíbrio e muitas informações úteis sobre mudanças de fase em tais materiais podem ser deduzidas a partir dos diagramas de equilíbrio adequados. Os diagramas de equilíbrio são classificados em unários (de um componente), binários e de ordem superior (ternários, quaternários etc.), dependendo do número de componentes puros presentes. Dos vários tipos, os diagramas binários são os mais usados e, freqüentemente, são subdivididos em vários tipos, de acordo com a transformação invariante de fase que contenham.
As fases de um material são as regiões em escala de dezena a centenas de micrometros (em alguns casos, nanômetros) que apresentam composições químicas e/ou arranjos atômicos específicos. Com freqüência as fases podem possuir a mesma composição química, mas arranjos atômicos diferentes. O estado de agregação (sólido, líquido ou vapor), embora seja uma parte da descrição estrutural de um material, não é suficiente para definir as fases. Um elemento químico como o chumbo (Pb), um composto como a água ou uma liga como o latão podem, no estado sólido, existir na forma de várias fases, com estruturas cristalinas diferentes. Também um material de dois componentes pode consistir de duas fases líquidas de composições diferentes. Para a descrição da estrutura de um material, podem-se usar diagramas que mostram quais são as fases presentes e seus pesos relativos, em função da temperatura, da pressão e da composição global. Para um material no qual cada fase está em equilíbrio com o ambiente, tem-se o diagrama de equilíbrio que, de modo geral, é chamado de diagrama de fases. 
Metais Ferrosos:
Os metais ferrosos mais comuns são o aço, o ferro fundido e o ferro laminado. Esses metais são ligas de ferro e carbono, que podem ainda apresentar na sua composição elementos como fósforo, manganês, silício, cobre, enxofre, entre outros. A rigor, possuem uma porcentagem de ferro superior a 90%, daí a denominação de metais ferrosos, uma porcentagem máxima de carbono de 5%, com os demais elementos aparecendo em porcentagens relativamente reduzidas.
O aço possui teor de carbono de até 1,7%. Sua resistência à ruptura por traçãopode variar, dependendo da qualidade, de 200 MPa a valores superiores a 1200 MPa. A resistência ao esmagamento por compressão é igual à resistência à ruptura por tração.
O ferro fundido apresenta teor de carbono variando entre 1,8% e 4,5%, portanto superior ao do aço. Sua resistência à tração é considerada baixa, alcançando no máximo 400 MPa, mas a resistência à compressão é boa, situando-se entre duas e quatro vezes a resistência à tração.
O ferro laminado é quase um aço com baixo teor de carbono (inferior a 0,12%), distinguindo-se deste apenas por possuir cerca de 3% de escória. Essa escória, caracterizada por pequenas partículas misturadas à massa do metal, se apresenta na forma de fibras, devido às operações de laminação. O ferro laminado possui uma resistência à tração que atinge no máximo 350 MPa na direção das fibras e 320 MPa na direção perpendicular às fibras e uma resistência à compressão que, assim como o ferro fundido, se situa entre duas e quatro vezes a resistência à tração.
Atualmente, na engenharia estrutural, o único metal ferroso utilizado é o aço, mas com teor de carbono limitado a 0,29%. Isso porque, embora o carbono seja o principal elemento responsável pelo aumento de resistência do aço, teores mais elevados podem causar redução de ductilidade e soldabilidade. O ferro fundido e o ferro laminado deixaram de ser empregado já há muitos anos devido à capacidade limitada de resistir à tração e, no caso do ferro fundido, também por possuir baixas ductilidade e soldabilidade, em razão do alto teor de carbono.
Tratamento térmico
Queremos expor como, por meio de tratamentos térmicos e termoquímicos, é possível alterar a estrutura interna do material e exercer uma extraordinária influência sobre as propriedades mecânicas
Em um artigo anterior intitulado “Elementos de Máquinas”, abordamos alguns fatores relativos aos componentes mecânicos, a saber: resistência , corrosão, desgaste, ruído e vibração. Dissemos que resistência é uma propriedade inerente à peça devido ao seu material, tratamento térmico a ela aplicado e ao processo de fabricação utilizado para a sua produção.
Apresentamos na oportunidade conceitos e propriedades mecânicas de grande importância, como dureza, ductilidade e fragilidade através de gráficos do diagrama tensão x deformação.
Desta vez, queremos expor como, por meio de tratamentos térmicos e termoquímicos, é possível alterar a estrutura interna do material e exercer uma extraordinária influência sobre as propriedades mecânicas e os fatores descritos acima.
Discorrer sobre tratamento térmico é tratar de processos como a têmpera, o revenimento, o recozimento, a normalização, a cementação, entre outros que iremos abordar ao longo desta leitura.
Esses processos são aplicáveis na grande maioria aos aços, e sua importância é tal que um aço tinha como principal característica a condição de ser temperável, hoje tem sua definição muito mais abrangente, embora os tratamentos térmicos continuem tendo grande importância.
Tratar uma peça termicamente implica basicamente em aquecê-la a uma determinada temperatura, deixá-la nesta temperatura por um período de tempo, e em seguida resfriá-la de maneira controlada, ou seja, tratar termicamente é aplicar um ciclo térmico à peça que se deseja trabalhar.
O material tratado termicamente na indústria que mais nos interessa é o aço, e para falar sobre ele se faz necessária a introdução de alguns conceitos de estrutura de materiais, falar da liga Ferro – Carbono (Fe – C), além de relacionar estes conceitos com a variação de temperatura.
Outros metais não menos importantes são os elementos de liga, porém estão aplicados em porcentagens muito baixas ou em peças específicas. Os aços com elementos de liga são denominados de “aços-liga”, pois, além do carbono, contêm outros elementos de liga especiais.
Na indústria, costuma-se usar aços produzidos em larga escala e, portanto, com menor custo: são aqueles sem elementos de liga, fornecidos em dimensões padronizadas como produtos semi-acabados, pré-forjados ou laminados (oferecidos sob a forma de lingotes, chapas ou barras) ou acabados, disponíveis na forma de chapa, tubo, fitas e arames, muito interessantes, principalmente por causa de sua resistência.
Quando em razão de uma necessidade específica ou aplicação especial os aços básicos (ou comuns) não atendem satisfatoriamente, busca-se usar aços-liga, também chamados de alta liga (uma vez que os aços sem elementos de liga contêm pequenos e inevitáveis teores de elementos de liga como, por exemplo, o níquel e o cromo). Os aços de alta-liga, também conhecidos por aços nobres, têm um custo bem mais elevado, pois os elementos de liga estão em proporções bem definidas e conferem propriedades interessantes aos aços. Vejamos alguns exemplos:
Carbono : O carbono eleva os limites de resistência à tração, ao escoamento e também à dureza do aço, porém reduz a ductibilidade, e quanto mais carbono no material, mais difícil a usinagem, a soldagem e processos de forjamento. Associado a outros elementos de liga e ao tratamento térmico, é possível associar a resistência que o carbono confere sem perder muito a ductibilidade.
  
Fósforo : O fósforo aumenta a resistência à ferrugem. Misturado com o enxofre melhora a usinabilidade, porém altos teores deste elemento no aço são prejudiciais, pois causam uma certa fragilidade. Entretanto, em pequenas proporções melhora a resistência, o teor máximo está em torno de 1,5 %.
Níquel e Cromo : Melhoram a resistência à corrosão, ao calor, aos ácidos, sendo comum associar os dois materiais em uma mesma liga.
Manganês : Melhora a resistência ao choque e ao desgaste por atrito.
Tungstênio : Promove a dureza e resistência a altas temperaturas.
   
Silício : Promove a formação de grafite e atribui resistência aos ácidos, reduz a deformidade causada pelo frio, portanto em processos de estampagem as porcentagens devem ser muito bem controladas.
Molibdênio : Este elemento protege eficazmente o aço contra a fragilidade decorrente do revenimento, elevando a resistência do aço para altas temperaturas.
   
Vanádio : Melhora a resistência às altas temperaturas e a capacidade de ferramentas de corte resistirem ao superaquecimento durante os processos de usinagem
Alumínio : Age como desoxidante.
   
Enxofre : Melhora a usinabilidade, porém reduz a resistência à fadiga.
Apesar destas impor tantes propriedades, deve-se ter em mente que os elementos de liga estão presentes em toda a estrutura do material, sendo que o fabricante fornece atestado descrevendo quais são os elementos da liga e quais suas porcentagens. Isso requer maior controle do processo de fabricação e encarece consideravelmente o produto, pois o fabricante desconhece qual aplicação o cliente dará para o material, se para a produção de uma peça de avião ou para um eletrodoméstico.
Dependendo da aplicação, não é interessante que a peça seja dura desde sua camada superficial até o núcleo, ou que seja dúctil no interior e também nas extremidades. Na verdade, o que estamos esclarecendo aqui é que, na indústria, o que desejamos é que o componente mecânico, o elemento de máquina tenha determinadas características decorrentes de sua aplicação. Muitas vezes não é interessante ter um material que possua as mesmas propriedades ao longo de toda a sua estrutura.
O tratamento superficial nos dá a possibilidade de mudar as características internas ou externas não apenas do material, mas da peça acabada, de maneira que impomos à peça as características necessárias para sua aplicação.
É importante lembrar que para especificar um material para determinada aplicação é necessário conhecer bem as características dos materiais e as concentrações básicas de acordo com a aplicação, tarefa indicada para um profissional graduado na área. Já para o tratamento térmico, entrando-se em contato com as empresas especializadas, obtem-se todo o suporte e conhecimento que elas adquiriram ao longo dos anos.
Conceitos
Como foi ditoanteriormente, abordaremos basicamente a liga Fe-C, ou seja, os aços em geral para apresentar os conceitos de tratamento térmico.
O ferro, o elemento em maior quantidade na liga, é derivado de minérios que, na natureza, reúnem alguns elementos; os minérios de ferro mais conhecidos são a hematita, a siderita, a limonita e a magnetita.
Ainda que o nosso interesse seja saber o que acontece com a liga quando a aquecemos ou resfriamos, é bom ter em mente que o ferro na forma pura se funde a 1.539 ºC.
Os átomos de um metal no estado sólido se arranjam de uma forma bastante definida, de maneira ordenada e que se repete em todas as direções. Este arranjo metálico é conhecido como estrutura cristalina.
A estrutura cristalina é formada de células unitárias, as quais representam um conjunto de átomos que estão dispostos de forma específica, compondo uma figura geométrica definida O ferro pode assumir diferentes estruturas cristalinas, dependendo da temperatura e porcentagem de carbono presente na liga, vejamos duas delas. 
Alotropia ou poliformismo é a propriedade de alguns materiais possuírem estruturas cristalinas diferentes de acordo com a temperatura a que estão submetidos sob mesma pressão atmosférica. O ferro muda para a estrutura (C.F.C.) na temperatura logo acima de 911 ºC.
É interessante observar que quando o ferro está na condição γ, as esferas atômicas estão dispostas de maneira mais densa que no ferro α, ou seja, com o aumento da temperatura o peso específico aumenta, o que acontece é que os átomos vibram oscilando com maior intensidade em torno de suas posições espaciais, abrindo espaços para outros átomos ocuparem. Na prática, chamamos este fenômeno de dilatação térmica, e se aumentarmos a temperatura até o ponto de fusão, a vibração dos átomos será tão intensa que a estrutura cristalina desmoronará, e o ferro assumirá então a forma líquida.
Outro conceito importante em relação à estrutura cristalina é quanto aos defeitos ou falhas que ela apresenta, pois na realidade uma peça de ferro não possui uma estrutura cristalina perfeita. Na verdade, a estrutura cristalina apresenta lacunas, impurezas e intersticidades, 
 Até então falamos apenas do ferro, mas e a liga Fe-C ? O diâmetro do átomo do carbono é próximo de 1,5 Å (diâmetro atômico) e o tamanho do átomo do ferro é próximo de 02,5 Å, de maneira que, quando juntos em uma determinada proporção, podem assumir uma estrutura cristalina 
Tratamentos termoquímicos: cementação, nitretação e carbonitretação
Os tratamentos termoquímicos têm por objetivo alterar as propriedades superficiais do aço. Em geral materiais extremamente duros têm elevada resistência ao desgaste, porém baixa tenacidade/resistência ao impacto. Por outro lado, materiais menos duros, embora mais tenazes, em geral não apresentam boa resistência ao desgaste.
Em peças como engrenagens, deseja-se um núcleo tenaz e uma superfície resistente ao desgaste. Para essa aplicação, aços com baixo teor de carbono são submetidos ao tratamento termoquímico de cementação, que eleva o teor de carbono na superfície, aumentando sua resistência ao desgaste, ao mesmo tempo que preserva a tenacidade do núcleo, mantido com baixo teor de carbono.
Meios para realizar o tratamento: são as fontes de C e N. Podem ser sólidos, líquidos e gasosos. Inicialmente a cementação foi desenvolvida em meio sólido, mas esse não é o meio mais eficiente.
Na atualidade prefere-se meios líquidos e gasosos para a realização de tratamentos termoquímicos, devido à maior velocidade do processo quando realizado com esses fluidos como meios.
Cementação (Carbonetação)
Enquanto no núcleo os aços cementados contêm de 0,15 a 0,25 % de carbono, na superfície o teor de carbono pode ser ajustado para valores entre 0,8 e 1 %.
A cementação pode ser realizada em meio sólido, líquido ou gasoso, também podendo ser utilizado plasma.
O potencial químico do carbono no meio de cementação determina o potencial máximo de carbono que o aço pode atingir e assim o teor de carbono na superfície do material.
O processo de difusão dos átomos de carbono na matriz rica em ferro do aço depende de alguns fatores:
• Temperatura de tratamento.
• Tempo de tratamento (até a saturação).
• Composição química do aço, incluindo o teor de carbono.
• Potencial químico do carbono na superfície da peça.
Cementação Sólida
É o processo mais antigo de cementação, que inicialmente envolvia somente o uso de meios de cementação (cementos) sólidos.
Entretanto, devido à lentidão da cementação sólida e às dificuldades de controle preciso dos resultados obtidos com esse processo, acabou sendo superado por outros processos, como a cementação gasosa e a cementação líquida. Por estes motivos passou a ter aplicação restrita, embora do ponto de vista microestrutural seja uma base para os demais processos.
O tratamento de cementação é realizado acima da zona crítica, no campo austenítico, no qual a solubilidade do carbono no aço é elevada.
Embora a fonte de carbono seja sólida, o carbono é transportado pelo gás que se forma em torno da peça, a qual é envolvida pelo meio de carbonetação. A reação CO2 + C = 2CO é crítica para definir o potencial químico do carbono.
Os cementos sólidos são tradicionalmente constituídos por  uma mistura de carvão vegetal moído, porém não muito fino, e carbonatos, os quais agem como catalisadores, aumentando a proporção de CO em relação à de CO2. Um cemento tradicional é o de Caron, constituído por 40 % de carbonato de bário e 60 % de carvão vegetal.
A cementação sólida é lenta, requerendo algumas horas de permanência acima da zona crítica (900 a 1000 ºC) e durante este tempo ocorre crescimento de grão austenítico. Por esse motivo, após a cementação sólida em caixa é necessário um tratamento térmico que permita refinar o grão, geralmente a normalização.Após a normalização a camada superficial pode ser endurecida por têmpera.
Como resultado da cementação e da têmpera, a temperatura de têmpera foi suficiente para temperar a região cementada, devido ao seu alto teor de carbono, porém não modifica muito as propriedades do núcleo da peça, que deste modo preserva sua ductilidade. O interior da peça permanece na região intercrítica com resfriamento lento: perlita e ferrita, a superfície da peça é austenitizada e depois temperada, resultando em martensita.
A Dupla Têmpera é um tratamento térmico alternativo à normalização: uma primeira têmpera é realizada a cerca de 900 ºC, e é seguida por um novo tratamento de têmpera, porém em temperatura mais baixa (da ordem de 770 ºC). Deste modo, o núcleo poderá apresentar uma microestrutura mais refinada, obtendo assim melhor tenacidade. O tratamento é completado por um revenimento a 180 ºC para que as tensões sejam aliviadas. Os revenimentos de peças cementadas são obrigatoriamente realizados em baixas temperaturas para afetar o mínimo possível a dureza da camada cementada. A profundidade (espessura da camada cementada) depende do tempo de tratamento: a espessura da camada cementada aumenta com o tempo de cementação.
Na cementação sólida é inviável o ajuste do potencial químico do carbono, havendo considerável risco de cementação excessiva, inclusive formação de cementita em rede, que causa trincas na têmpera e no acabamento superficial.
Quando os gradientes de teor de carbono são muito altos há risco de lascamento da cama cementada.
Cementação Gasosa
A cementação gasosa é muito empregada na indústria, porém a limpeza superficial da peça a ser cementada é muito importante. Possibilita o controle do potencial de carbono através do uso de gases que contêm CO, CO2, H2, H2O e CH4. Além do controle do potencial de carbono também é necessário o controle do potencial de oxigênio.
Para assegurar uma distribuição adequada de carbono após a cementação é realizado um tratamento de difusão de carbono no campo austenítico.
A microestrutura resultante da cementação depende de dois fatores conjugados: variação de velocidade de resfriamento (têmpera) e variação de composição química(difusão de carbono). Assim, há diferentes microestruturas na superfície da peça cementada dependendo da velocidade de resfriamento após a cementação e do teor de carbono.
Cianetação Líquida
Tratamentos de cianetação implicam no uso de sais tóxicos no estado líquido, exigindo cuidados especiais de segurança. São realizados mediante a imersão das peças em sais fundidos contendo cianetos (exemplo: NaCN) a temperaturas entre 850 e 900 ºC, havendo dupla absorção, de carbono e nitrogênio. Após tempo adequado as peças cianetadas são temperadas a partir do banho de sais.
Em caso de necessidade de temperar novamente uma peça cianetada, esta deve ser aquecida num banho semelhante ao que foi utilizado para a cianetação.
Nitretação
O tratamento termoquímico de nitretação é realizado com a difusão do nitrogênio em (relativamente) baixas temperaturas. Como consequência, resulta em menor distorção e em camadas menos espessas do que as que são obtidas por cementação.
Como exemplo, num aço 4340 temperado, revenido e nitretado forma-se camada branca de nitreto de alta dureza.
A nitretação em geral leva à formação de uma camada rica em compostos (entre eles nitretos) próxima à superfície da peça, a qual é comumente conhecida como “camada branca”.
Nitrocarbonetação
O tratamento de nitrocarbonetação é utilizado na indústria com várias finalidades, principalmente para aumentar a resistência à fadiga térmica e à corrosão, assim como melhorar a resistência ao desgaste por atrito (propriedades tribológicas) dos aços usados para matrizes de trabalho a quente.
Corrosao e tipos de falha em serviços
 Alguns componentes existentes em equipamentos industriais, por exemplo, sapatas de freio e correias, com o tempo de uso, acabam de desgastando; contudo, outras peças, como parafusos, hastes e armações de máquina, nunca devem falhar. E cada falha deixa pistas sobre o motivo por que isso aconteceu. Acredita-se que em mais de 90% dos casos dos tipos de falhas em manutenção em indústrias podem ser detectadas e solucionadas ao utilizar as técnicas básicas de análise de falhas para diagnosticar as causas reais de uma falha mecânica, sem ter de recorrer a fontes externas, serviços terceirizados, consultores e ferramentas analíticas altamente sofisticadas.
No entanto, antes de detectar e corrigir uma falha, muitas vezes, antes mesmo que ela aconteça, é preciso saber identificar o que é realmente considerado falha e qual seu grau de intensidade. Por isso, abaixo são definidos todos os tipos de falhas e suas características básicas em manutenção:
Falha - quando um componente não executa uma determinada tarefa conforme o esperado. 
Falha primária - o componente que falhou e, consequentemente, causou as falhas secundárias. Um exemplo disso seria uma falha do rolamento que, se negligenciada, resultará na falha secundária.
 Falha secundária - falha causada por outras falhas primárias e que poderiam ser evitadas se as primárias fossem sanadas a tempo.
 Concentrações de carga de estresse – quando uma determinada não pode suportar uma alta carga de esforço, normalmente é o ponto de partida de algumas avarias, deformações e defeitos nos componentes.
Os profissionais e engenheiros especializados em realizar as análises de causa de falhas podem utilizar diferentes formas e sistemas para detectar as avarias, entretanto a maneira mais prática para os gestores e engenheiros de manutenção e confiabilidade é classificar as falhas por sobrecarga, fadiga, corrosão influenciada fadiga, corrosão e desgaste.
Sobrecarga: a aplicação de uma única carga faz com que a peça se deforme ou se “frature” quando a carga é aplicada.
Fadiga: cargas flutuantes no decorrer de um período de tempo relativamente prolongado provocam este tipo de falha e, normalmente, deixa sinais de fadiga no metal.
Fadiga influenciada por corrosão: a corrosão reduz substancialmente a resistência à fadiga da maioria dos metais e, eventualmente, provoca falha em cargas relativamente leves.
Corrosão: o desgaste da peça é o resultado da ação elétrica da corrosão, causando uma perda de material.
Desgaste: o próprio uso inadequado da ferramenta, componente ou equipamento pode acarretar um desgaste precoce nas peças.
Para interpretar uma falha com precisão, o analista tem que coletar todos os fatos pertinentes e, em seguida, decidir o que lhes causou. Para ser coerente, o analista deve elaborar e seguir um caminho lógico que assegura uma característica crítica não será superior a olhou. Os seguintes passos devem ser tomados: decidir qual tipo de análise aplicar, saber o que aconteceu durante o processo de uso do equipamento ou componente, fazer investigação preliminar, coletar dados, determinar o que e como fracassou, examinar a analisar a falha primária, determinar o tipo de falha e o que a causou e, por fim, identificar as causas da falha
Definição - O que é Metais Não-Ferrosos
São todos os metais, com exceção do ferro, empregados na construção mecânica (cobre; estanho; zinco; chumbo; platina; alumínio; magnésio; titânio). Possuem os mais diversos empregos, pois podem substituir materiais ferrosos em várias aplicações e nem sempre podem ser substituídos pelos ferrosos. Esses metais são utilizados geralmente isolados ou em forma de ligas metálicas, algumas delas são amplamente empregadas na construção de máquinas, automóveis, tratamento galvânicos de superfície de materiais, componentes elétricos, construções aeronáuticas e navais
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Os materiais poliméricos são mais antigos do que se pensa, eles têm sido usados desde a Antigüidade. Contudo, nessa época somente eram usados materiais poliméricos naturais, a síntese artificial de polímeros é um processo que requer tecnologia sofisticada, pois envolve reações de química orgânica, ciência que só começou a ser dominada a partir da segunda metade do século XIX. 
A partir daí começaram a surgir polímeros modificados a partir de materiais naturais, mas somente no início do século XX os processos de polimerização artificial surgiram. Desde então esses processos passaram por aperfeiçoamento e colaboraram para a obtenção de plásticos, borrachas e resinas cada vez mais sofisticadas e baratas, graças a uma engenharia molecular cada vez mais complexa. 
Os polímeros podem se subdividir em diferentes classes, sendo as principais a dos polímeros de adição e de condensação. Veja abaixo alguns polímeros e suas utilizações: 
Polímeros de adição: 
• Polietileno: etileno usado para fabricar baldes, sacos de lixo e de embalagens. 
• Polipropileno: o propileno pertence a essa classe e é usado para a fabricação de cadeiras, poltronas, pára-choques de automóveis. 
• PVC: cloreto de vinila e estireno são exemplos. Esse material é usado em tubos para encanamentos hidráulicos. 
• Isopor: o chamado estireno é um ótimo isolante térmico. 
• Orlon: o composto acrinitrilo é um exemplo e é empregado na obtenção da lã sintética, agasalhos, cobertores, tapetes. 
• Acrílico: composto transparente muito resistente usado em portas e janelas, lentes de óculos, etc. 
• Teflon: o tetrafluoretileno é o revestimento interno de panelas, mais conhecido como teflon. 
• Borracha Fria: empregada em pneus, câmaras de ar, objetos de borracha em geral. 
Polímeros de condensação: 
Amido: encontrado nos alimentos e usado para fabricar etanol. 
Celulose: usada na fabricação de papel, algodão, explosivos. 
Existem também os derivados denominados de copolímeros de condensação, veja abaixo os monômeros desses polímeros e a aplicação dos mesmos: 
Náilon (1,6-diaminoexano /ácido adípico): aplicação em rodas dentadas de engrenagens, peças de máquinas em geral, tecidos, cordas, escovas.
 
Terilene ou dracon (etilenoglicol /ácido tereftálico): aplicado em tecidos em geral (tergal).
Baquelite (aldeído fórmico /fenol): revestimento de móveis (fórmica), material elétrico (tomada e interruptores).
Poliuretano (poliéster ou poliéter isocianato de p.fenileno): aplicação importante em colchões e travesseiros(poliuretano esponjoso), isolante térmico e acústico, poliuretano rígido das rodas dos carrinhos de supermercados.
 TRANSFORMAÇÃO DE FASES E TRATAMENTOS TÉRMICOS 
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Fundamentos
 Os materiais metálicos de uma maneira geral têm a característica de alterar suas propriedades em função do tamanho de Grão, da presença de partículas de segunda fase em sua microestrutura, por encruamento e por tratamento térmico. Em relação a esta última, como vimos nos capítulos anteriores, o desenvolvimento de uma microestrutura envolve normalmente algum tipo de transformação de fase, sendo a maioria no estado sólido, não ocorrendo instantaneamente.
Existe uma dependência direta do progresso da transformação em relação ao tempo, ou seja, o conceito de taxa de resfriamento é considerado importantíssimo para leitura das fases presentes, pois agora não estamos mais falando em resfriamento em equilíbrio. 
Para entendermos bem esses conceitos utilizaremos os Diagramas de Transformação de Fases, que é uma maneira prática de representar a dependência da transformação com o tempo em relação à temperatura. 
A figura a seguir apresenta um diagrama de transformação de fase típico, onde o eixo vertical representa as temperaturas e o horizontal o logaritmo do tempo.
 Duas curvas contínuas estão plotadas, uma representa o tempo necessário a cada temperatura para início da transformação e a outra curva o final da transformação. A curva tracejada corresponde a um estado com 50% da transformação concluída. 
Diagrama de Transformações Isotérmicas e de Resfriamento Contínuo.
Observe a fig. 1, sem se preocupar com o nome dos microconstituintes Perlita e Martensita. Fica claro que o aparecimento desses está diretamente relacionado com a taxa de resfriamento que o material foi submetido.
Pra que servem Tratamentos Térmicos de Materiais?
Finalidade: Alterar as microestruturas e como consequência as propriedades mecânicas dos materiais.
Objetivos: 
Remoção de tensões
Remoção ou diminuição da dureza; Da resistência mecânica; remoção
Remoção da ductilidade; da usinabilidade; da resistência ao desgaste; as propriedades de corte; da resistência à corrosão; da resistência ao calor; das propriedades elétricas e magnéticas.
Não esqueça!
Material + Tratamento Térmico: É parte integrante da especificação do produto
A importância do processo industrial 
Um aço eutetóide (0,76%C) pode ter sua resistência mecânica alterada de 700 MPa para 2000 MPa por simples modificação na velocidade de Resfrimento a partir da zona crítica ou da Linha A1. 
Pense praticamente, estamos afirmando que um material (aço carbono), com uma determinda área resistente suporta 700MPa de tensão atuante, essa mesma área passará a suportar 2000MPa, só porque esse material foi tratado termicamente.
Como agora voce já conhece o que é uma Estrutura Cristalina, observe como ela se comporta com variação da velocidade de resfriamento lento para rápido.
Compare as estruturas de início e fim do ciclo e entenda o motivo da brusca alteração das propriedades mecânicas do exemplo em que o material é um aço.
Diagramas de transformações isotérmicas
Para entendermos melhor os diagramas de transformação de fases vamos utilizar as ligas de aço por ser o material de maior utilização industrial.
Curvas Temperatura – Tranformação – Tempo (TTT)
O diagrama de transformação isotérmica ou diagrama TTT é obtido pelo resfriamento da austenita a temperaturas constantes e sua transformação determinada ao longo do tempo.
Não esqueça que estamos usando como exemplo uma liga de Aço, logo utilize o Diagrama FeC para entender melhor os microconstituintes descritos.
Leitura do percurso do processo de Tratamento Térmico descrito pelos pontos ABCD.
Aquecemos o material até acima da temperatura de 727ºC, ponto A, para haver transformação de fase.
Resfriamos rapidamente o material até a temperatura do ponto B e a mantemos constante.
A isoterma sai do ponto B, encontra o ponto C (localizado no início da transformação) e se mantem constante, passa pelo ponto 50% até encontrar o ponto D (localizado no final da transformação).
A passagem pelo ponto D indica que a transformação de fases está completa. (Ou seja,não haverá mais nenhuma transformação para qualquer que seja a taxa de resfriamento aplicada ao material até a temperatura ambiente).
Dureza dos microconstituintes 
Raciocine agora com a dureza dos microconstituintes obtida após o resfriamento, que no exemplo anterior temos presente a Austenita e a Perlita. 
Não esqueça que quanto maior a Dureza do material, maior será sua Resistência Mecânica e menor a Resistência ao Impacto. 
Para facilitar seu entendimento vale lembrar que a Austenita é instável na temperatura ambiente, ou seja ela será transformada em outras fases dependendo do tipo de resfriamento aplicado. 
No exemplo o resfriamento foi moderado e o microconstituinte resultante foi a Perlita com dureza 200-250HB, caso o resfriamento tivesse sido rápido o produto transformado seria a Martensita com dureza 500-650HB
(HB) 
• Austenita : 300 
• Ferrita : 80
• Perlita : 200-250 
• Cementita : 700
• Martensita : 500-650 
• Bainita : 400-500 
• Martensita Revenida : 250-400
Fatores que influenciam os tratamentos térmicos
Tempo: 
O tempo depende diretamente das dimensções da peça e da microestrutura desejada.
Quanto maior o tempo, maior a segurança da completa dissolução das fases para posterior trasnformação;
Maior será o tamanho de grão;
Importante: O tempo referenciado é o tempo de permanência do material em temperaturas que existem transformações de fase. Podemos dar como exemplo as ligas de aço.
Temperatura:
Depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada.
Velocidade de resfriamento:
Depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada;
Determina o tipo de microestrutura final do material.
Principais meios de resfriamento:
Ambiente do forno (+brando); Ar; 
Banho de sais ou metal fundido (+ comum é o de Pb); Óleo; Água; Soluções aquosas de NaOh, Na2CO3 ou NaCl (+ severos).
Como escolher o meio de resfriamento?
É compromisso entre: Obtenção das características finais desejadas (microestruturas + propriedades), integridade da peça, acúmulo de concentração de tensões.
Atmosfera:
Para evitar a oxidação ou perda de de algum elemento químico (ex: descarbonetação dos aços)
Entendimento das Linhas Ms (Martensita Superior) e Mi (Martensita inferior)
 Nossos conhecimentos em Diagramas TTT serão complementados a seguir com o entendimento das linhas Ms (Martensita Superior) e Mi (Martensita inferior).
Estamos agora introduzindo no Diagrama TTT as linhas MS e Mi , a linha tracejada que separa os microconstituintes Perlita e Bainita e o Cotovelo da Curva.
Observe o diagrama e considere que voce tem um aço aquecido acima de A1, lembre-se do exemplo estudado anteriormente, onde resfriamos o material lentamente passando pelas curvas de início e fim de transformação, tendo como produto final o microconstituinte Perlita.
Agora imagine que voce irá resfriar esse mesmo material de forma mais rápida, ou seja sem tocar as linhas de início e fim de transformação, que praticamente se diz que houve um resfriamento sem tocar o Cotovelo da curva. 
Observe que vamos encontrar as Linhas MS e Mi e como conseqüência obteremos o produto final Martensita. No exemplo dado anteriormente, o resfriamento foi moderado e o microconstituinte resultante foi a Perlita com dureza 200-250HB, camo o resfriamento foi rápido o produto transformado é a Martensita com dureza 500- 650HB, fato que altera significativamente as propriedades mecânicas desse material.