AULA 6 A 10 PCTM

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AULA 6
Ferro: O ferro é encontrado na natureza geralmente sob a forma de óxidos nos minérios de ferro dos quais é extraído, quase sempre, em forte aquecimento em presença de coque ou carvão de madeira em fornos adequados – alto forno – nos quais o óxido é reduzido e ligado ao carbono.
O Fe é um metal que se caracteriza por apresentar várias fases alotrópicas. Apresenta ponto de fusão a 1538ºC. Abaixo dessa temperatura, ele cristaliza-se.
De um modo geral, é dividido em:
           Puro.
           Gusa.
           Fundido.
           Ligas.
Minério de ferro: O minério de ferro é retirado do subsolo, porém, muitas vezes, é encontrado exposto formando verdadeiras montanhas. 
Os principais minérios de ferro são: Hematita e Magnetita. 
Para retirar as impurezas, o minério de ferro é lavado, partido em pedaços menores e, em seguida, levados para a usina siderúrgica. 
Forma-se, assim, uma liga de Fe – C que, depois de refinada, transforma-se em matéria prima para o fabrico da grande maioria das peças metálicas atualmente empregadas, apresentando excelentes propriedades mecânicas e custo relativamente baixo.
Ferro puro: Eletrolíticos;
Comercial: esponja, armco, pudlado.
Ligas de ferro – carbono (Fe-C): Comuns: maleáveis, não maleáveis, maleabilizáveis;Especiais ou complexas.
Ligas de adição ou Fe-ligas não maleáveis: Ferro gusa; Ferro fundido.
Ligas de adição ou ligas maleáveis: Ferro: nodular, fundido, inoculado; Aço: de origem fundida ou plástica.
Xxx: elementos de liga
Xx:percentual de carbono
SAE 1020 – Aço-carbono com 0,20% C
SAE 1080 – Aço-carbono com 0,80% C
SAE 5060 – Aço especial (Cr) com 0,60% C
SAE 25130 – Aço especial com 0,30% C
H = Produção com temperabilidade indicada
C = Produção pelo processo Siemens-Martin
E = Proveniente de processo elétrico
B = Antes: forno bessemer
B= entre aco e ferro
Exemplo: E 33XX – Aço níquel-cromo
XXBXX – Aço-boro
Classificação dos materiais metálicos ferrosos
AÇOS
É uma liga metálica de Fe-C com percentuais de Carbono máximo de 2,11%
Suas impurezas normais são: Manganês (Mn), Enxofre (S), Silício (Si), Fórforo (P), Alumínio – formam geralmente inclusões não metálicas (Al).
Sistema de classificação dos aços
Composição química: Aço carbono comum; aços ligados.
Estrutura: Perlíticos – eutetóides; martensíticos, austensíticos; ferríticos, carbídicos.
Comportamento dos aços
A presença de elementos de liga muda as linhas do diagrama de fase Fe-Fe3C.
Alguns elementos de liga atuam como estabilizadores da austenita e outros da ferrita.
Elementos fragilizantes (S e P).
Os elementos Mn e Si, são tidos como “calmantes” do aço.
Aço carbono: Sem elemento de liga (elementos residuais: Si, Mn, P, S)
Resistência aumenta com o teor de carbono, A ductilidade diminui com o teor de carbono
Oxidam-se facilmente. Suas propriedades deterioram-se a baixas temperaturas.
São os mais usados e os de menor custo. Percentual de C ≤035%.Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica.
São fáceis de conformar e soldar.
São aços de baixa dureza e alta ductilidade.
Microestrutura dos aços – baixo teor de carbono
Ferrita, perlita
Efeitos dos elementos de liga:
Alteram a dureza e a resistência.
Conferem propriedades especiais, como: resistência a corrosão, estabilidade a baixas e altas temperaturas, controlam o tamanho de grão, melhoram a conformabilidade, melhoram as propriedades elétricas e magnéticas, diminuem o peso – relativo à resistência específica – etc.
Deslocam as curvas TTT para a direita.
Imperfeições no cristalino:
Ao submetermos um metal a um esforço na zona elástica, este volta à sua forma original. Porém, toda rede cristalina não é perfeita apresentando defeitos que se classificam em:
Pontuais, lineares, bolhas e dentritas.
 Aula 7
Tratamentos térmicos e termoquímicos dos aços
Quanto mais alta a temperatura ou o tempo de aquecimento, maior o tamanho dos grãos.
Curvas de resfriamento:
Por que o resfriamento é responsável pela qualidade do produto final?
Tratamentos térmicos:
Tempera e revenido: Resfriamento lento (dentro do Forno)
Normalizacao: resfriamento de ar
Recozimento isotérmico 
Recozimento: Tratamento aplicado para desenvolver o material, as texturas resultantes de um outro TT ou tratamento mecânico, sofrido anteriormente pelo material.
Seus principais objetivos são: Remover tensões devidas a um tratamento mecânico a quente ou a frio.
Diminuir a dureza.
Diminuir a resistência mecânica.
Aumentar a ductibilidade.
Modificar os característicos elétricos e magnéticos.
Ajustar o tamanho do grão, etc.
Tipos: total ou pleno, isotérmico, alivio de tensões, recristalização.
Normalização: 
É o recozimento com resfriamento ao ar para obtenção de uma granulação mais fina do que a obtida no recozimento. Com a normalização, obtém-se os seguintes resultados:
 
Tempera: O objetivo fundamental da têmpera é obter uma estrutura martensítica, que consiste no aquecimento acima da zona crítica e no resfriamento rápido. 
Seu objetivo em geral é:
A têmpera dá aos aços a faculdade de manter melhor o magnetismo, ou seja, conserva-se imantado mais fortemente depois de submetido a um campo magnético.
Imãs permanentes e agulhas magnéticas podem nos servir de exemplo da têmpera.
Revenido: Consiste em reaquecer a peça temperada até uma temperatura conveniente abaixo da zona crítica e esfriá-la lentamente, preferencialmente. O revenido é usado como intuito de corrigir alguns defeitos da têmpera quando se manifesta uma dureza ou fragilidade excessiva.
O revenido só se aplica aos aços temperados.
 FERRITA 
 perlita 
AULA 8 - CORROSÃO 
Fenômeno segundo o qual os metais tendem, sob a ação de agentes atmosféricos 
ou de reativos químicos, a voltar ao seu estado de primitivo, sofrendo, assim, uma deterioração de suas propriedades.
EXISTE 3 TIPOS DE MECANISMO PARA OS PROCESSOS CORROSIVOS:
Mecanismo químico: o meio não é iônico, a corrosão se dá em material metálico/não metálico a temperaturas elevadas por gases
 ou vapores e, em ausência de umidade (corrosão seca) e o meio corrosivo, não há geração de corrente elétrica.
Mecanismo microbiológico: Processa-se sob influência de microrganismos (bactérias, fungos, algas, etc.).
Mecanismo eletroquímico: O meio é iônico, envolvendo os íons da água (corrosão úmida)  corrosão em água ou soluções aquosas, corrosão atmosférica, corrosão no solo, corrosão em sais fundidos.Reações químicas que envolvem transferência de carga ou elétrons através de uma interface ou eletrólito. Casos de corrosão em materiais metálicos quando em presença de eletrólitos (solubilizado em água ou fundido).
Principais famílias de aço inox:
Ferríticos, Austeníticos, Martensíticos
Formas de corrosão:
Noções de tipos de fraturas de materiais:
O processo de fratura é normalmente súbito e catastrófico, podendo gerar grandes acidentes.
Envolve duas etapas: formação de trinca e propagação.
Pode assumir dois modos:
Dúctil e frágil.
Dúctil: A ductilidade dos materiais é função da temperatura e da presença de impurezas. Materiais dúcteis se tornam frágeis à temperatura mais baixas. Isso pode gerar situações desastrosas caso a temperatura de teste do material não corresponda à temperatura efetiva de trabalho.
FADIGA:
Fadiga é um tipo de falha que ocorre em materiais sujeitos à tensão que varia no tempo. A falha pode ocorrer a níveis de tensão substancialmente mais baixos do que o limite de resistência do material. É responsável por ≈ 90% de todas as falhas de metais, afetando também polímeros e cerâmicas. Ocorre subitamente e sem aviso prévio. A falha por fadiga é do tipo frágil, com muito pouca deformação plástica.
Fluência é a deformação plástica que ocorre em materiais sujeitos a tensões constantes, a temperaturas elevadas. Turbinas de jatos, geradores a vapor. É muitas vezes o fator limitante na vida útil da peça.
AULA 9: MATERIAS NÃO FERROSOS
Aluminio: O alumínio é um metal leve (2,7 kgf/dm³), macio, porém resistente, de aspecto cinza prateado e fosco, nãoé tóxico (como metal),  não cria faíscas quando exposto a atrito.
e, quando exposto à temperatura ambiente, é um sólido. 
É um metal muito maleável e muito dúctil, tornando-se apto para a mecanização e para a fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido.
baixa dureza e uma boa fusibilidade. É um material pouco tenaz que encrua-se sob trabalhos mecânicos a quente.
Ligas de alumínio: • Excelente maquinabilidade.
• Grande resistência à Corrosão.
• Excelente condutibilidade Térmica e Elétrica.
• Resistência Mecânica variando de 9 a 70kgf/mm2.
• Algumas ligas são mais resistentes que o aço, o que favorece ao projetista na análise da relação   
• Peso-Resistência.
• Obtidas por fusão em fornos especiais.
Os principais elementos de liga são: Cu, Mn, Mg, Si, Zn e Ni (ligas leves) 
Apresentam elevada resistência mecânica, ótima condutibilidade térmica e elétrica e permitem bom acabamento superficial, aceitando grande revestimento protetores.
As ligas de alumínio podem ser empregadas para:
Laminação, forjamento e fundição.
Cobre: é um metal de aparência avermelhada e ponto de fusão 1083°C.
É obtido da natureza em seu estado nativo (in natura) ou a partir de minérios.
Esses minérios podem ser oxidados ou sulfetados.
Óxido e Sulfeto.
Tem estrutura CFC, ALTO FORNO é um processo de redução em forno de cuba para a produção de metal líquido – gusa - a partir de pelotas, sinter, minério granulado e coque.
AULA 10 – MATERIAS POLIMERICOS