Produção de Aço e Processos de Conformação

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
Câmara de Materiais e Processos Construtivos 
Aula 06 
Disciplina: Materiais de Construção Civil I 
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Metais ferrosos: 
Aços 
As ligas ferrosas possuem inúmeras 
vantagens e algumas limitações quando 
comparadas com as ligas não ferrosas, 
incluindo principalmente: 
 
• massa específica relativamente alta; 
• baixa condutividade elétrica; 
• susceptibilidade à corrosão em alguns 
ambientes. 
2 
Metais ferrosos 
3 
Aço: 
Aços: ligas metálicas ferrosas com teor de carbono 
de 0,008% até 2,11%. 
 
Ferros fundidos: ligas metálicas ferrosas com teor 
de carbono acima de 2,11% até 6,67%, mas que 
raramente ultrapassam 4%. 
 
O que é aço ? 
• é uma liga metálica 
• compostos principais 
– Fe - C 
– 0,008 % < C < 2,1% 
• É denso, bom condutor 
de eletricidade e calor, 
opaco e apresenta 
comportamento elasto-
plástico. 
• Possui estrutura 
cristalina. 
• outros componentes 
– cromo 
– manganês 
– níquel 
– contaminantes: 
• Enxofre 
• Silício, 
• Fósforo 
 
• 2,11% < C < 6,67%: 
ferro fundido 
• Aço p/ concreto 
armado: 0,18 a 
0,25%C 
Matéria prima: minério de ferro, coque (combustível)* e 
calcário (fundente**). 
Produção dos produtos siderúrgicos 
A fabricação pode ser dividida em quatro etapas: 
1. Preparação ou tratamento do minério de ferro; 
2. Redução; 
3. Refino; 
4. Laminação. 
* Chama-se coque o material carbonáceo sólido obtido a partir da destilação do carvão 
mineral em fornos. 
** substância utilizada para retirar as impurezas existentes no metal (ex: óxidos) e tornar a 
escória mais fluida. 
5 
1. Preparação da carga ou sinterização 
Grande parte do minério de ferro (finos) é 
aglomerada utilizando-se cal e finos de coque. O 
produto resultante é chamado de sinter. 
6 
minério 
2. Redução 
As matérias-primas, agora preparadas, são carregadas no 
alto forno. O ar pré-aquecido a uma temperatura de 
1000°C é soprado pela parte de baixo do alto forno. O 
coque, em contato com o oxigênio, produz calor que funde 
a carga metálica e dá início ao processo de redução do 
minério de ferro, transformando-o em um metal líquido: o 
ferro gusa. O gusa é uma liga de ferro e carbono 
(aproximadamente 5%). 
7 escória 
3. Refino 
Aciarias* são utilizadas para transformar o gusa líquido ou 
sólido e sucata de ferro e aço em aço líquido. Nesta 
etapa, parte do carbono contido no gusa é removida 
juntamente com impurezas. A maior parte do aço líquido é 
solidificada em equipamentos de lingotamento contínuo 
para produzir semi-acabados, lingotes (barras de aço de 
seção quadrada) ou tarugos. 
 
* é a unidade de uma usina siderúrgica onde existem máquinas e equipamentos 
voltados para o processo de transformar o ferro gusa em diferentes tipos de aço. 8 
aciaria 
O aço obido tem granulação 
grosseira, é quebradiço e de baixa 
resistência. Por isso passa por 
tratamento mecânico que os 
transformam em produtos com 
características adequadas a 
utilização. 
4. Laminação 
Os semi-acabados, lingotes e blocos são 
processados por equipamentos chamados 
laminadores e transformados em uma grande 
variedade de produtos siderúrgicos cuja 
nomenclatura depende de sua forma e/ou 
composição química. 
9 
Produção do aço 
matéria prima 
(minério de ferro) 
alto-forno ( ~1500 oC) 
ferro gusa 
3% carbono 
Aciaria 
 (reduz C) 
Aço 
Escória 
(óxidos) 
Coque 
(combustível à 
base de carvão 
mineral) 
CaO, ar 
PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO 
DOS METAIS 
FUNDIÇÃO 
DEFORMAÇÃO 
MECÂNICA 
A QUENTE A FRIO 
TREFILAÇÃO LAMINAÇÃO 
FORJAMENTO 
PRENSAGEM 
EXTRUSÃO 
Tratamento Mecânico do Aço 
 1. Fundição é o processo de conformação que 
 consiste na fusão do metal, sendo o mesmo, 
 em seguida, vertido em moldes que possuem 
 o formato da peça que se quer produzir, 
 esperando, posteriormente, a sua 
 solidificação e desforma. 
Tratamento Mecânico do Aço 
• 2.Deformação mecânica é o processo de 
 conformação que consiste em deformar 
 plasticamente o metal, através esforços 
 mecânicos sucessivos, sem, no entanto, o 
 metal entrar no estado líquido. 
 
 
Tratamento Mecânico do Aço 
• Laminação:modificação da seção transversal de um metal na 
forma de barra, lingote, placa, fio, ou tira, etc., pela passagem 
entre dois cilindros com geratriz retilínea ou contendo canais 
entalhados de forma mais ou menos complexa. 
Tratamento Mecânico do Aço – A quente 
• Deformação plástica à quente (~1200oC) 
• Aços CA 25 e CA 50 
Forjamento: compressão sobre um material dúctil, 
de tal modo que ele tende a assumir o contorno ou 
perfil da ferramenta de trabalho. 
Tratamento Mecânico do Aço – A quente 
 Extrusão: material é forçado através de uma 
matriz adquirindo assim a forma pré 
determinada. 
Trefilação: matéria-prima é estirada através de 
uma matriz em forma de canal convergente 
(TREFILA) por meio de uma força trativa 
aplicada do lado de saída da matriz. 
Tratamento Mecânico do Aço – A frio 
Deformação plástica a frio 
Encruamento e acerto de bitola 
Aumenta o limite elástico do 
material e reduz a ductilidade. 
Fios para CA - Cordoalhas e fios para CP 
Aço CA 60 
 
Tratamento Mecânico do Aço – A frio 
 Encruamento – modificação da microestrutura 
 deformação mecânica a frio – temperatura abaixo de 
700 oC 
 grãos são deformados 
 > resistência mecânica 
 > dureza 
 < ductilidade 
 < estricção 
 < alongamento 
 < resistência à corrosão 
 O metal é um sólido com cristais de tamanho uniforme. Quando 
submetido a esforços que tendem a deformá-lo a frio, os grãos tendem a se 
orientar no sentido da deformação: é o encruamento. 
Tratamentos dos aços 
Decapagem – limpeza do aço 
– elimina óxidos provenientes da 
laminação 
– banhos ácidos 
– diminuir desgastes de 
ferramentas ou permitir 
tratamentos superficiais 
 
Têmpera – aquecimento e resfriamento 
– aquecimento ~950 oC 
– resfriamento brusco em água 
ou óleo 
– Microestrutura: martensita 
– > dureza 
– > resistência mecânica 
– < ductilidade e tenacidade 
TÊMPERA 
TEMPO 
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
 
1. Barras (vergalhões) e fios – NBR 7480/2007*; 
2. Aços para concreto protendido; 
3. Treliças; 
4. Telas; 
5. Aço inoxidável. 
Empregos do aço na construção civil: 
*NBR 7480/2007 – Barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto armado. 
19 
Barras e fios 
Barras: são segmentos retos com comprimento 
normalmente compreendido entre 10 m e 12 m. 
Fios: são elementos e diâmetro nominal inferior 
ou igual a 12 mm, fornecidos em rolos de grande 
comprimento. 
Classe A: são as barras e fios laminados a 
quente. 
Classe B: são as barras e fios encruados a frio. 
20 
AÇO - APLICAÇÕES 
VERGALHÕES DE AÇO 
 
Aço CA-50 
 
• Deve atender aos requisitos estabelecidos pela NBR 7480; 
• É comercializado em barras retas com comprimento de 12 m; 
• Apresenta em sua superfície nervuras oblíquas; 
• Podem ser fornecidos em rolos com bitolas até 12,5 mm e em barras retas 
com bitolas variando entre 6,3 a 40 mm. 
• São usados em estruturas de concreto armado de casas, edifícios, 
barragens, pontes e estradas e em pré moldados 
 
CA = Concreto Armado 
50, 60, 25 = valor característico da resistência de escoamento do aço em 
kgf/mm², ou seja, significa o valor de tensão sob o qual o aço começa a se 
alongar, deformar (500, 600, 250 Mpa). 
 
Sigla Indicativa: 
CA-25 
CA-32* 
CA-40* 
CA-50 
Categoria usada para 
barras. 
CA-60 
Categoria existente 
apenas para fios. 
*não pode ser comercializado no Brasil. 
22 
Observação 1” = 25,4 mm 23 
Diâmetros das barras de aço usados na construção civil 
Fio: arame recozido (1 kg, 
35 kg ou 60 kg). 
Vergalhão 
24 
CA -50 c/ mossas 
AÇO - APLICAÇÕES 
AÇO - APLICAÇÕES 
 
Aço CA-25 
 
• Uso menos comum nas estruturas de concreto armado; 
• É produzidode acordo com a NBR 7480/2007; 
• Diferencia-se visualmente do CA-50 por apresentar uma superfície lisa. 
• Também é comercializado em barras retas com comprimento de 12 m. 
• As dimensões comerciais são as mesmas encontradas para o aço CA-50. 
• São aplicados em estruturas de concreto armado, armaduras de pré-
moldados e tirantes, etc. 
 
AÇO - APLICAÇÕES 
VERGALHÕES DE AÇO 
 
Aço CA-60 
 
• Deve atender aos requisitos estabelecidos pela NBR 7480/2007; 
• São encontrados mais comumente em rolos, mas também podem ser 
comercializados em barras de 12 m de comprimento; 
• Apresenta em sua superfície nervuras oblíquas para garantir uma melhor 
aderência ao concreto; 
• Caracterizam-se pela sua alta resistência, além de proporcionar estruturas 
de concreto armado mais leves. 
• São usados em estruturas leves de concreto armado de casas e edifícios, 
armaduras para pré - moldados, produção de telas soldada, entre outros. 
 
AÇO - APLICAÇÕES 
VERGALHÕES DE AÇO 
 
Aço CA-60 
 
 
Estribos 
AÇO 
APLICAÇÕES 
Arame Recozido 
 
• Usado na amarração de estruturas de concreto armado; 
• Apresenta elevado grau de maleabilidade; 
• Resistência a tração de 400MPa; 
• É comprado em rolos de 1kg, 35 kg e 60 kg 
 
AÇO - APLICAÇÕES 
TRELIÇAS 
 
A treliça metálica, comumente chamada de armação treliçada, é uma 
estrutura formada por duas treliças unidas pelo vértice. As diagonais 
proporcionam rigidez ao conjunto e excelentes condições de transporte e 
manuseio. São confeccionadas com fios de CA-60, trefilados ou laminados 
a frio, com baixo teor de carbono e, portanto, soldáveis, podendo a armadura 
ser lisa ou nervurada. A tendência é a utilização dos fios nervurados. 
 Laje treliçada 
 Treliça plana 
31 
AÇO - APLICAÇÕES 
TELAS SOLDÁVEIS 
 
Tela soldada é uma armadura pré-fabricada, destinada a armar concreto, 
em forma de rede de malhas, constituída de fios de aço CA-60 nervurados 
longitudinais e transversais, sobrepostos e soldados em todos os pontos de 
contato (nós). 
Reforço para 
revestimento de 
argamassa 
Ligação entre 
alvenaria/estrutura 
Armação para concreto 
AÇO 
APLICAÇÕES 
Prego 
 
• Usado para as mais diversa aplicações, existe mais de 1000 tipos de 
pregos. 
 
• Pregos com cabeça: podem ser aplicados na marcenaria, fixação das 
peças de madeira na cobertura, fechamento de fôrmas, assentamento de 
esquadrias, entre outras. 
 
• Prego Telheiro: usado na fixação de telhas fibrocimento. 
 
• Prego com cabeça dupla: fechamento de fôrmas, tem como vantagem 
sobre o com cabeça o fato de possibilitar um fácil arranque na desforma sem 
danificar a madeira. 
 
 
AÇO 
APLICAÇÕES 
 
Produtos em Aço Galvanizado 
 
 
 
TELHAS 
AÇO 
APLICAÇÕES 
 
Produtos em Aço Galvanizado 
 
 
 
CALHAS 
AÇO 
APLICAÇÕES 
 
Produtos em Aço Galvanizado 
 
 
 
CONDUTORES DE 
ÁGUA PLUVIAIS E 
RUFOS 
Aços para concreto protendido - CP 
 Fios; 
 Cordoalhas. 
Principais produtos: 
37 
Estrutura: 60 metros total, sendo 50 metros em balanço e dez metros de engaste. 
Pórtico dos Reis Magos – Natal/RN 
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5. Aço inoxidável 
Caracteriza-se por uma resistência à 
corrosão superior à dos outros aços. 
Deve resistir à corrosão de 
soluções aquosas, 
gases/quentes ou líquidos de 
alto ponto de ebulição até a 
temperatura de cerca de 650° C. 
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Liga de ferro + cromo. Teor 
mínimo de 12% de cromo. 
Guarda corpo 
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Corrimão 
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Aços que devido à sua resistência, ductibilidade e outras 
propriedades, são adequados para uso em elementos que 
suportam cargas. 
42 
Produtos metálicos estruturais 
 Perfis; 
 Conectores (chumbadores, parafusos, eletrodos e 
arames de solda). 
Principais empregos na construção civil 
Pilares; 
 Vigas; 
 Coberturas; 
 Estacas para fundações. 
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48 
49 
50