Mat. const. mec. Parte 1 Introdução Modo de Compatibilidade

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
MECÂNICA
Centro Federal de Educação Tecnológica 
Celso Suckow da Fonseca
Campus Angra dos Reis
Ementa do curso
� Introdução à Ciência dos Materiais;
� Classificação e Propriedades dos Metais e 
Ligas Metálicas;
� Materiais não Metálicos
� Laboratório: Ensaios mecânicos destrutivos.
Bibliografia
� 1- William D. Callister Jr., Introdução à Ciência e
Engenharia de Materiais, Ed. LTC, 2000.
� 2- Chiaverini V., Tecnologia Mecânica, Vol. I e III Ed.
McGraw – Hill S.P
� 3 – Van Valck., Principios de ciencia e tecnologia
dos materiais, Ed. Campus, 1984
� Padilha, A. F. Materiais de Engenharia, Ed. Hemus,
Evolução dos Materiais
Introdução
Ciência dos materiais faz parte do
conhecimento básico para todas as
engenharias.
Entender as relações entre síntese,
processamento, estrutura e propriedades dos
materiais.
Introdução
Estrutura
Arranjo de átomos ou íons
Propriedade
Tipo de resposta a um estímulo
Introdução
Propriedades
Mecânicas
Força → Deformação (Módulo de elasticidade, resistência)
Elétricas
Campo elétrico → Corrente (condutividade, constante 
dielétrica)
Térmicas
Calor → Aquecimento (Condutividade, calor específico)
Propriedades
Magnéticas
Campo magnético→Magnetização (permeabilidade, 
susceptibilidade)
Ópticas
Radiação Eletromagnética→Reflexão (índice de 
refração, refletividade)
Deteriorativas
Ambiente→ Reatividade química
Introdução
Introdução
Processamento
↓
Estrutura
↓
Propriedades
↓
Desempenho
$!!!
Introdução
Porque estudar os materiais? 
Introdução
Porque estudar os materiais? 
Seleção:
- condições de aplicação (resistência x ductilidade)
- deterioração (resistência x temperatura)
- custo (bom x caro)
Conhecimento⇒melhor escolha
Introdução
A: Composição
•Ferro?
•Alumínio?
•Ligas?
•Em quais quantidades?
C: Síntese
•Como controlar o processo para 
produzir aço com alta resistência e 
conformabilidade?
•Como produzir um chassis 
aerodinâmico?
B: Microestrutura
•Quais características da estrutura limitam 
a resistência e a conformabilidade?
•O que controla a resistência? 
Desempenho
Custo
•Qual a relação peso/resistência?
•Qual o efeito sobre a segurança do 
veiculo?
•Qual o custo de fabricação?
Introdução
Como definir qual o melhor material para um determinado 
fim?
Exemplo: Copo
• Vidro
• Cerâmica
• Plástico
• Madeira
• Metal
• Papel
• Custo
• Tempo de vida ou 
Durabilidade
• Aparência
• Finalidade: Natureza do
líquido (ex: copo de metal e
papel não pode ser usado
para café, suco de laranja
não pode ser armazenado
numa taça antiga de peltre
porque remove o Pb da
liga)
Depende
Introdução
Quais os critérios que um engenheiro deve adotar para 
selecionar um material entre tantos outros? 
• Em primeiro lugar, o engenheiro deve
caracterizar quais as condições de operação
que será submetido o referido material e levantar
as propriedades requeridas para tal aplicação,
saber como esses valores foram determinados e
quais as limitações e restrições quanto ao uso
dos mesmos.
Introdução
Quais os critérios que um engenheiro deve adotar 
para selecionar um material entre tantos outros? 
• A segunda consideração na escolha do
material refere-se ao levantamento sobre o
tipo de degradação que o material sofrerá em
serviço.
• Por exemplo, elevadas temperaturas e
ambientes corrosivos diminuem
consideravelmente a resistência mecânica.
Introdução
Quais os critérios que um engenheiro deve adotar 
para selecionar um material entre tantos outros? 
• Finalmente, a consideração talvez mais
convincente é provavelmente a econômica:
• Qual o custo do produto acabado??? Um
material pode reunir um conjunto ideal de
propriedades, porém com custo
elevadíssimo.
Introdução
SELEÇÃO DOS MATERIAIS POR ÍNDICE DE 
MÉRITO
Ex.: Resistência
PRFC= Polímero reforçado com fibra de carbono
MATERIAL Aço Liga(alta resistência) TI
AL
(AA7074) PRFC
RESISTÊNCIA 
A TRAÇÃO 
(Mpa)
1000 800 500 700
Introdução
SELEÇÃO DOS MATERIAIS POR ÍNDICE DE 
MÉRITO
Ex. Resistência/peso:
MATERIAL
Aço Liga
(alta 
resistência)
TI AL(AA7074) PRFC
RAZÃO 
RESIST./PESO 133 170 185 390
Introdução
SELEÇÃO DOS MATERIAIS POR ÍNDICE DE MÉRITO
Ex. Custo/Kg:
MATERIAL Aço Liga(alta resistência) TI
AL
(AA7074) PRFC
(US$) 0,75 15 3 20