Materiais de Construção Mecanica

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AULA 03: SELEÇÃO DE MATERIAIS PARA PROJETOS MECÂNICOS 
Materiais de construção mecânica 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA 
Aula 03: Seleção de materiais para 
 projetos mecânicos 
AULA 03: SELEÇÃO DE MATERIAIS PARA PROJETOS MECÂNICOS 
Materiais de construção mecânica 
Temas/objetivos desta Aula 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
 MATERIAIS SÓLIDOS; 
1 
NECESSIDADES DOS 
MATERIAIS MODERNOS; 
3 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
MATERIAIS 
AVANÇADOS 
2 
SELEÇÃO DE MATERIAIS E 
CONSIDERAÇÕES DE PROJETOS. 
4 
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Classificação dos materiais sólidos 
Metais 
 
• Combinações de elementos metálicos e elementos 
não metálicos (carbono, oxigênio etc). 
 
• Os átomos encontram-se arranjados de forma 
muito ordenada. 
 
• Resistentes, rígidos, bons condutores de eletricidade 
e de calor além de serem dúcteis. 
 
Objetos familiares feitos de metais e ligas metálicas (CALLISTER Jr., 2016). 
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Classificação dos materiais sólidos 
Cerâmicas 
 
• Formados por elementos metálicos e elementos não 
metálicos: óxidos, nitretos e carbetos (Al2O3, SiO2, 
SiC). 
 
• Isolantes à passagem de eletricidade e calor e 
resistentes à temperaturas altas. 
 
• Duros e frágeis. 
 
Objetos comuns feitos a partir de materiais cerâmicos (CALLISTER Jr., 2016). 
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Classificação dos materiais sólidos 
Polímeros 
 
• Compostos orgânicos baseados na química do 
carbono e hidrogênio e em outros elementos não 
metálicos. 
 
• Possuem estruturas moleculares muito grandes. 
 
• Baixas densidades e extrema flexibilidade. 
 
Vários objetos comuns feitos de materiais poliméricos 
(CALLISTER Jr., 2016). 
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Classificação dos materiais sólidos 
Compósitos 
 
• Combinação de dois ou mais materiais diferentes. 
 
• Projetado para exibir uma combinação das melhores 
características de cada um dos materiais. 
 
• Fibra de vidro: resistência do vidro e flexibilidade do 
polímero. 
 
Manta produzida em fibra de vidro. Disponível em: 
http://www.sercel.com.br/blog/fibra-de-vidro-blog/fibra-de-
vidro-o-que-e-e-para-que-serve.html. Acesso em: 27 out. 2016. 
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Classificação dos materiais sólidos 
Resistência de vários materiais 
Gráfico de barras dos valores da resistência 
(isto é, do limite de resistência à tração) à 
temperatura ambiente para vários materiais 
metálicos, cerâmicos, polímeros e 
compósitos (CALLISTER Jr., 2016). 
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Materiais avançados 
Características 
 
• Utilizados em aplicações de alta tecnologia. 
 
• Materiais tradicionais cujas propriedades foram 
aprimoradas. 
• 
• Equipamentos eletrônicos, sistemas de fibra ótica, 
espaçonaves e foguetes militares. 
 
Carro conceito fabricado com alguns materiais avançados. Disponível em: 
http://www.supertopmotor.com.br/tecnologia-ford-revela-o-conceito-futuro-
dos-carros-mais-leves/. Acesso em: 27 out. 2016. 
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Materiais avançados 
Semicondutores 
 
• Utilizados em função das características elétricas. 
 
• Extremamente sensíveis à átomos impuros. 
 
• Advento dos circuitos integrados: revolução nas 
indústrias de computadores. 
 
Semicondutores nanoestruturados evitam a queima de aparelhos. Disponível em: 
https://www.ufpe.br/agencia/index.php?option=com_content&view=article&id=39500
:dispositivo-nanoestruturado-evita-a-queima-de-aparelhos-
eletronicos&catid=505&Itemid=77. Acesso em: 27 out. 2016. 
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Materiais avançados 
Biomateriais 
 
• Empregados em componentes implantados no corpo 
humano. 
 
• Materiais necessariamente biocompatíveis. 
 
• Podem ser metais, cerâmicas, polímeros, compósitos 
e semicondutores. 
 
Mini implantes ortodônticos. Disponível em: 
http://www.scielo.br/pdf/dpress/v13n5/08.pdf. 
Acesso em: 27 out. 2016. 
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Materiais avançados 
Materiais Inteligentes 
 
• Materiais capazes de “sentir” mudanças e responder 
de forma predeterminada, como ocorre em 
organismos vivos. 
 
• Um sensor detecta um sinal e um atuador que 
executa uma resposta. 
 
• Ex.: Ligas com memória de forma. 
 
Estruturas flexíveis. LIMA, K.R.V.H. Análise da vibração de estruturas 
com memória de forma utilizando o método dos elementos finitos. 
Rio de Janeiro, 2014. 63p. Trabalho de Conclusão de Curso - Escola 
Politécnica – Universidade Federal do Rio de Janeiro. 
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Materiais avançados 
Nanomateriais 
 
• Podem ser de qualquer um dos quatro tipos básicos 
de materiais. Entretanto são diferenciados por conta 
do seu tamanho: 10–9 m. 
 
• Algumas das características físicas e químicas exibidas 
pela matéria podem experimentar mudanças 
drásticas, na medida em que o tamanho da partícula 
se aproxima das dimensões atômicas. Por exemplo, 
materiais que são opacos no domínio macroscópico 
podem tornar-se transparentes na nanoescala. 
 
• Ex.: nanocarbonos, nanocompósitos, entre outros. 
Nanotubo de carbono formado por uma folha de grafeno. Disponível em: 
http://www.lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/l
qes_news_2010/lqes_news_novidades_1460.html. Acesso em: 27 out. 2016. 
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Necessidade dos materiais modernos 
Apesar do grande progresso acerca dos materiais, ainda existem desafios tecnológicos, que incluem o 
desenvolvimento de materiais cada vez mais sofisticados e especializados, assim como uma consideração 
do impacto ambiental causado pela produção de materiais. 
 
 A energia nuclear é promissora, mas as soluções para os muitos problemas que ainda permanecem irão 
necessariamente envolver materiais, como combustíveis, estruturas de contenção, e instalações para o 
descarte de rejeitos radioativos. 
 
 A redução no peso dos veículos de transporte (automóveis, aeronaves, trens etc.). Novos materiais 
estruturais de alta resistência e baixa massa específica ainda precisam ser desenvolvidos, assim como 
materiais com capacidade de suportar temperaturas mais elevadas, para serem usados nos componentes 
dos motores. 
 
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Seleção de materiais e considerações de projetos 
Existem diversos critérios para se estabelecer a seleção de materiais, entre elas: 
 
• Dimensionais; 
• Peso; 
• Resistência Mecânica; 
• Resistência ao Desgaste; 
• Fabricação; 
• Custo etc. 
 
Processamento Estrutura Propriedade Desempenho 
Os quatro componentes da Ciência e Engenharia de Materiais e seu inter-relacionamento (CALLISTER Jr., 2016). 
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Exercícios 
Como podem ser alteradas as propriedades dos materiais? A 
Quais os três grupos de materiais sólidos de engenharia? Explique suas características. B 
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Respostasdos exercícios 
 
Através da interação entre processamento e estrutura dos materiais. A 
Metais, cerâmicas e polímeros (além dos compósitos). B 
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Saiba mais 
 PAZ, Mayara. Dispositivo nanoestruturado evita a queima de aparelhos eletrônicos. Disponível 
em: 
<https://www.ufpe.br/agencia/index.php?option=com_content&view=article&id=39500:disposit
ivo-nanoestruturado-evita-a-queima-de-aparelhos-eletronicos&catid=505&Itemid=77>, 
acessado em 11/11/2016. 
 Assista ao vídeo Comportamento de ligas metálicas com memória. Disponível em: 
<http://www.videos.engenhariacivil.com/comportamento-de-ligas-metalicas-com-memoria>, 
acessado em 11/11/2016. 
 Leia o capítulo 1 do livro CALLISTER, Jr. W.D.; RETHWISCH, D.G. Ciência e Engenharia de 
materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2016. p. 1-18 
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Impureza nos aços; 
 
Efeitos dos elementos de liga; 
 
Normas e padronização; 
 
Influência do teor de carbono. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.