ECV_T_metais2_2013_02

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PRODUTOS SIDERÚRGICOS
FERRO E SUAS LIGAS (Fe-C)
- ALTO MÓDULO DE ELASTICIDADE  grandes vãos
- ALTA RESISTÊNCIA (tensão de escoamento) em relação ao peso
- BOA DUCTILIDADE  conformação
- BOA SOLDABILIDADE  ligações
- “DURABILIDADE” quando devidamente protegido contra a corrosão
- puro ou em ligas vigas, trilhos, esquadrias, coberturas, painéis, grades...
- por seus compostos na indústria de tintas (pigmentos de óxido de ferro)
- para reforçar outros materiais (Ex.: concreto armado)
FABRICAÇÃO DOS PRODUTOS SIDERURGICOS
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ESTRUTURA DOS AÇOS
- Aço ultradoce 0,05 < % C < 0,15  Peças estruturais, pregos
- Aço doce 0,15 < % C < 0,30  Peças estruturais, pregos
- Aço semiduro 0,30 < % C < 0,60  Trilhos, peças forjadas
- Aço duro 0,60 < % C < 0,75  Ferramentas
- Aço superduro 0,75 < % C < 1,20  Ferramentas
- Aço ao carbono 1,20 < % C < 1,70  Peças especiais
AÇOS DE CONSTRUÇÃO  AÇOS DOCES

RESERVA PLÁSTICA DE SEGURANÇA: graça à ductilidade do aço doce, 
as estruturas metálicas terão a faculdade de equilibrar as zonas de 
tensões pela “adaptação plástica” sem risco de ruptura sem aviso
AÇO ESTRUTURAL TÍPICO (Ex.: ASTM A36): 
σescoamento mínima 250 MPa
σresistência mínima 400-550 MPa 
LIGAS DE AÇO
 Associação propositada (superficial ou profunda) do aço com outros 
elementos para modificar uma(s) característica(s) do aço original
TRATAMENTOS DOS AÇOS
 Modificar algumas características do metal ou anular tensões internas 
criadas durante a fabricação do produto
 TÉRMICOS, MECÂNICOS, QUÍMICOS
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CRITÉRIOS DE ESCOLHA DE AÇOS PARA ESTRUTURAS METÁLICAS
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APLICAÇÕES DOS PRODUTOS SIDERÚRGICOS
 
PRODUTOS PLANOS FOLHAS METÁLICAS
# FOLHAS METÁLICAS: espessura entre 0,15 e 0,45 mm
# CHAPAS (CHAPAS PRETAS)
 
 Grossas 6,00<mm<152 Finas (chapas ou bobinas) 0,30<mm< 6,00
# CHAPAS GALVANIZADAS E ELETROGALVANIZADAS
(1) CHAPAS GALVANIZADAS (A FOGO OU ZINCAGEM A QUENTE 
460oC)
A DURABILIDADE é função da espessura da camada de Zn 
100-610 g/m² (14-85 µm) e do ambiente
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(2) CHAPAS ELETROGALVANIZADAS (ELETROLISE)
Processo menos eficiente que a imersão a quente: 20-140 g/m2
APLICAÇÕES: indústria automobilística, eletrodoméstico, coberturas, 
canais p/ condução, dutos e aparelhos p/ ar condicionado, etc.
TELHAS E PANEIS
CHAPAS GALVANIZADAS SIMPLES OU DUPLAS
PERFIS
AÇOS LAMINADOS, DOBRADOS OU SOLDADOS
 
 Perfis ocos Perfis laminados
 
 Vigas reconstituídas soldadas Vigas I e U
 
 Vigas H
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TUBOS E CONEXÕES
(1) TUBOS DE FERRO FUNDIDO MALEÁVEL (DÚCTIL)
- Com revestimento interno (tinta epóxi ou betuminosa, cimento) e 
externo (pintura antiferruginosa); podem ser galvanizados
- Ligações rosqueadas, de ponta e bolsa ou com flanges (a soldagem do 
ferro fundido é difícil)
Canalizações, adutoras de água; redes urbanas de distribuição de água 
potável; canalização de esgoto urbano;
(2) TUBOS DE AÇO PRETO E AÇO GALVANIZADO
- Ligações rosqueadas ou soldáveis
- Canalizações, adutoras e subadutoras de água; redes urbanas de 
distribuição de água potável
 Corrosão do aço preto (prever revestimento de proteção)
- Condução de vapor, ar comprimido, óleo, gás e fluidos não corrosivos
- Eletrodutos (pode ser esmaltado para isolação elétrica)
- Aços galvanizados podem conduzir água quente mas T oC < 60oC e 
sempre com material isolante externo
 RAIO DE CURVATURA DO DOBRAMENTO 
- TUBOS ENTERRADOS  REVESTIMENTO EXTERNO DE PROTEÇÃO
 
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CONEXÕES: ROSQUEADAS OU SOLDÁVEIS
CONECTORES PARA MADEIRA (AÇO GALVANIZADO OU INOX)
 
Conectores de anel com pega denteada Chapa estampada (uso como tala lateral)
 
  
 
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Exemplos de placas perfuradas para conexões pregadas
AÇOS PARA CONCRETO ARMADO
CLASSIFICAÇÃO
(1) DE ACORDO COM A APRESENTAÇÃO
* BARRAS: segmentos retos com comprimento entre 10 e 12 m; 
 diâmetros em mm: 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40
* FIOS: elementos de diâmetro nominal < 12 mm; em rolos
 diâmetros em mm: 3,2; 4,5; 6,3; 8; 10; 12 
(2) DE ACORDO COM O PROCESSO DE FABRICAÇÃO
* AÇOS DE DUREZA NATURAL laminados a quente que não sofrem 
tratamento após a laminação: acentuado patamar de escoamento 
grandes deformações (10-15 %)
boa soldabilidade
* AÇOS ENCRUADOS A FRIO: aços de dureza natural cuja resistência foi 
aumentada por tração (trefilação) ou por torção
AÇOS COM SALIÊNCIAS
 
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(3) DE ACORDO COM AS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS (EB-3) 
“CA 24 A” “CA 50 B”
Categori
a
Tensão de 
escoament
o mínima 
TE kgf/mm2
Tensão 
de ruptura 
min. TR 
kgf/mm2
Alongamento 
em 10 ∅ 
mínimo
Dobramento: 
∅ do pino 
(ângulo 180o)
 (1) (2)
Coeficien
te de 
aderênci
a mín. η
Distintivo 
da 
categoria. 
Cor (3)
CA-24 24 1,5 TE 18 % 1∅ 2∅ 1,0 -
CA-32 32 1,3 TE 14 % 2∅ 3∅ 1,0 verde
CA-40 40 1,1 TE 10 % 3∅ 4∅ 1,2 vermelha
CA-50 50 1,1 TE 8 % 4∅ 5∅ 1,5 branca
CA-60 60 1,1 TE 7 % 5∅ 6∅ 1,8 azul
(1): para barras com ∅ < 25 mm (2): para barras com ∅ ≥ 25 mm
(3): pintura numa extremidade das barras ou nas duas extremidades dos fios
ADERÊNCIA η  Relação de aderência do concreto ao aço, 
considerando-se η = 1 a aderência de uma barra perfeitamente lisa
η = ai/ai’
IMPORTÂNCIA DA ADERÊNCIA ENTRE O AÇO E O CONCRETO
 
 Aderência ruim Boa aderência
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ARAMES E TELAS
ARAMES 
 Finos fios de aço laminado, galvanizado ou não; 3 < ∅ mm < 10 
ARAME RECOZIDO OU QUEIMADO: 
 Arame destemperado usado para amarar as barras de armadura 
de concreto armado com ∅ de 1,65 mm e 1,24 mm
TELAS  Malhas fortes de arame; caracterizadas pela bitola do arame 
usado e pela abertura da malha 
TELAS COM NÓS SOLDADOS usam geralmente os aços CA-50B (∅ > 10 
mm) ou CA-60 (3 < ∅ mm < 9); paneis ou rolos:
 
 
EXEMPLO DE DESIGNAÇÃO PARA AÇO CA-60
- TELAS QUADRADAS: “Q 138”
“Q”: igual armadura nas duas direções
“138”: área de aço por metro linear em cada direção: 1,38 cm2/m.
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- TELAS LONGITUDINAIS: “L 159”
 “L”: a armadura maior é no sentido da maior dimensão do painel
 “159”: principal área de aço por metro linear
- TELAS TRANSVERSAIS: “T 92”
“T”: a armadura maior é no sentido da menor dimensão do painel
 “92”: principal área de aço por metro linear
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METAIS NÃO-FERROSOS
O emprego de metais não-ferrosos se restringe aos casos em que se 
necessita aproveitar alguma de suas propriedades características
- Resistência à corrosão 
- Pequenas densidades
- Propriedades elétricas e magnéticas
- Fusibilidade
- Características especiais de resistência e ductilidade.
ALUMÍNIO
- Boa resistência mecânica
- Bastante leve
- “Não sofre corrosão”
- Excelente aspecto estético
- Pode ser infinitamente reciclado
- Alto grau de reflexividade das radiações solares 
PROPRIEDADES
- MASSA ESPECÍFICA ≅ 2,7 g/cm3
- MÓDULO DE ELASTICIDADE: 70 GPa
- RESISTÊNCIA À TRAÇÃO: 75 (puro) até 400 MPa (liga ou/e temperado)
- “RESISTENTE À CORROSÃO”: ao ar livre, cobre-se imediatamente de 
uma camada de óxido que protege o núcleo. 
- Alta CONDUCTIBILIDADE TÉRMICA E ELÉTRICA
- COEFICIENTE DE EXPANSÃOTÉRMICA: 23.10-6 /oC-1
FABRICAÇÃO
MINÉRIO  BAUXITA (Al2O3)
LAMINADOS: lâminas (espessura < 6 mm), chapas lisas, lavradas ou 
perfuradas:
 
EXTRUDADOS a quente (400 - 500oC): barras; tubos; perfis com formas 
mais complexas: 
 
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LIGAS
Ligar o alumínio com outros metais pode permitir um aumento da 
resistência mecânica, mas em contrapartida pode ocorrer uma 
diminuição da resistência a corrosão e condutividade elétrica.
TRATAMENTOS

MODIFICAR O ASPECTO DA SUPERFÍCIE E PROTEGER CONTRA 
CORROSÃO
ACABAMENTO MECÂNICO
 Para alterar a textura ou polimento liso inicial
POLIMENTO QUÍMICO
 Para aumentar brilho e reflexão (antes da anodização)
ELETRODEPOSIÇÃO
 Acabamento superficial com um metal mais nobre: cromo, 
níquel, cobre, zinco, prata ou ouro
ANODIZAÇÃO
 Processo que permite aumentar a espessura da camada natural 
de Al2O3 que protege contra corrosão
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Controlando o eletrólito, a anodização pode ser fosca ou brilhante ou (e) 
colorida usando sais (bronze, vinho, dourado, preto).
 
A ESPESSURA DA CAMADA ANODIZADA DEPENDE DO AMBIENTE DE 
EMPREGO
CLASSE AGRESSIVIDADE AMBIENTE CAMADA
A13 Média rural / urbano 11 a 15 µm
A18 Alta marinho 16 a 20 µm
A23 Altíssima industrial 21 a 25 µm
CUIDADOS COM A SUPERFÍCIE ANODIZADA
* EVITAR OS ATAQUES CORROSIVOS com ácido muriático, ácido 
oxálico, soda cáustica, cal, cimento e abrasivos como argamassa, 
gesso, poeiras, lixas, escovas de aço, etc. 
* O MANUSEIO sempre em bancadas limpas e forradas, protegendo 
devidamente os perfis contra elementos pontiagudos do tipo chaves de 
fenda, estiletes, facas, etc.
* PARA MELHOR PROTEÇÃO DA SUPERFÍCIE E IMPEDIMENTO DOS 
ATAQUES FÍSICOS ou químicos é recomendável o uso de graxas inertes 
ou vaselina, filmes de polietileno removível ou sacos plásticos.
* A LIMPEZA deve ser feita sempre com pano macio, esponja ou algodão 
embebido em álcool ou detergente neutro diluídos em água morna. 
 SOB HIPÓTESE ALGUMA USAR LAVAGEM ÁCIDA, ALCALINA OU 
ABRASIVA
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EMPREGO
CABOS E FIOS PARA TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, 
COBERTURAS, REVESTIMENTOS, ESQUADRIAS, GUARNIÇÕES, 
ELEMENTOS DE LIGAÇÃO, LUMINÁRIAS, PERSIANAS, ETC.
PRECAUÇÕES:
- EVITAR CONTATO DIRETO COM OUTROS METAIS 
 RISCO DE CORROSÃO
- DOBRAGENS: GRANDES RAIOS DE CURVATURA 
 RISCO DE FENDILHAMENTO
(1) CHAPAS (6,5-140 mm) e LÂMINAS (0,3-6,5 mm) 
(2) ELEMENTOS DE LIGAÇÃO
(3) FOLHAS
(4) EXTRUDADOS
(5) FIOS E CABOS CONDUTORES
(6) FUNDIDOS E FORJADOS 
(7) EM PÓ
COBRE E LIGAS
 O COBRE é normalmente usado em sua forma PURA 
 GRANDE VARIEDADE DE LIGAS (latões, bronzes)
 Maior dureza, resistência a corrosão, resistência mecânica, 
usinabilidade ou obter uma cor especial p/ combinar com certas 
aplicações
 MINÉRIOS: calcosina e calcopirita (sulfatos), cuprita (óxido), etc.
 ALGUMAS CARACTERÍSTICAS
Cobre (99,95%) Latão 70Cu-30Zn Bronze 92Cu-8Sn
Densidade g/cm3 8,94 8,53 8,80
Mód. de elasticidade GPa 110 110 110
Tensão escoamento MPa 70 75 152
Limite de resistência MPa 220 300 380
Ductilidade % BM 50 mm 45 68 70
Coeficiente de Poisson 0,35 0,35 0,35
Conduct. Elét. (Ω-m)-1 106 58 16 7,5
Conduct. térmica W/m-K 400 120 62
Coef. exp. térmica /oC-1 10-6 16,5 20 18,2
 COBRE PURO: boa resistência à corrosão no ar seco; no ar úmido e 
em presença de CO2, ele se reveste de uma camada de carbonato
 FABRICAÇÃO: 
 Fundição, laminação (quente ou frio), extrusão, estampagem
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 PRINCIPAIS EMPREGOS DO COBRE 
- Em INSTALAÇÕES ELÉTRICAS como condutor
- Em INSTALAÇÕES DE ÁGUA QUENTE (com isolamento) e fria, gás, 
refrigeração, ar condicionado, coberturas, redes de esgotos e pluviais...
Mas deve ser evitado o contato com outros metais (usar um isolamento)
- ELEMENTO DECORATIVO, PAREDES DIVISÓRIAS, TELHAS
PRINCIPAIS LIGAS DE COBRE
* LATÕES: COBRE MAIS ENTRE 5 E 45 % DE ZINCO 
Material dúctil e maleável; 
 resistência e dureza mas  conductividade térmica e elétrica
FERRAGENS: TORNEIRAS, TUBOS, FECHADURAS, ETC.
* BRONZES: COBRE MAIS ENTRE 5 E 20 % DE ESTANHO 
 tensão limite de escoamento e resistência
Boa resistência à corrosão.
FERRAGENS (TUBOS FLEXÍVEIS, TORNEIRAS, BUCHAS), VÁLVULAS, 
ORNATOS, ETC.
ZINCO
 MINÉRIOS: blende (sulfato), calamina (silicato) e smithsonita (carbonato)
 DENSIDADE 7,2 g/cm3
 LIM. RESISTÊNCIA TRAÇÃO 170 MPa 
 LIM. ELASTICIDADE 25 MPa
 No ar úmido se forma uma camada de óxido que protege o metal, mas 
atacado por ácidos
 Usado para PROTEGER OUTROS METAIS  GALVANIZAÇÃO
 Chapas lisas ou onduladas (revestimento de cobertura)
 Calhas e tubos condutores de fluidos
CHUMBO
 PRINCIPAL MINÉRIO: sulfeto de chumbo (galena)
 É o MAIS MOLE DOS METAIS PESADOS DENSIDADE 11,3 g/cm3
 LIM. RESISTÊNCIA TRAÇÃO 14 MPa
 LIM. ELASTICIDADE 4 MPa
 MODULO DE ELASTICIDADE 17 GPa 
 DUREZA muito baixa
 ALTA RESISTÊNCIA À CORROSÃO: forma uma camada protetora de 
hidrocarboneto de chumbo MAS ALTAMENTE TÓXICO
 Tubos e artefatos para canalizações mas não usar em canalizações 
para água corrente devido à toxicidade do hidrocarboneto de chumbo
 ABSORVENTE DE CHOQUE, VIBRAÇÕES E DE RAIOS-X
 Usado antigamente na composição das TINTAS, mas PERIGOSO
 Baterias para automóveis
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ESTANHO
 PRINCIPAL MINÉRIO: CASSITERITA
 DENSIDADE 7,3 g/cm3
 Usado p/ formar ligas, p/ proteção superficial de outros metais e na 
composição da solda de encanador (2/3 Pb - 1/3 Sn) que funde a 240oC
TITÁNIO
 DENSIDADE 4,5 g/cm3
 LIMITE DE RESISTÊNCIA 330 MPa; 
 LIMITE DE ESCOAMENTO 240 MPa
 MÓDULO DE ELASTICIDADE 107 GPa; 
 DUCTILIDADE 30 %
 ALTA RESISTÊNCIA À CORROSÃO MAS SOLDAGEM DIFÍCIL 
 CARO...
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	CRITÉRIOS DE ESCOLHA DE AÇOS PARA ESTRUTURAS METÁLICAS
	APLICAÇÕES DOS PRODUTOS SIDERÚRGICOS
	PRODUTOS PLANOS FOLHAS METÁLICAS
	# CHAPAS GALVANIZADAS E ELETROGALVANIZADAS
	TELHAS E PANEIS
	CHAPAS GALVANIZADAS SIMPLES OU DUPLAS
	PERFIS
	TUBOS E CONEXÕES
	AÇOS PARA CONCRETO ARMADO
	CLASSIFICAÇÃO
	AÇOS COM SALIÊNCIAS
	ARAMES E TELAS
	ALUMÍNIO
	PROPRIEDADES
	FABRICAÇÃO
	LIGAS
	TRATAMENTOS
	AMBIENTE 
	CUIDADOS COM A SUPERFÍCIE ANODIZADA
	EMPREGO
	COBRE E LIGAS
	ZINCO
	CHUMBO
	ESTANHO
	TITÁNIO