Estruturas Metálicas Professor Edson Urtado

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ESTRUTURAS METÁLICAS – Profº EUrtado 1_2017 
 AÇO: é uma liga de ferro e carbono, que contém de 0,008% a 2,11%, em peso de carbono. 
Contém ainda, certos elementos químicos secundários, como o manganês, silício, enxofre, 
fósforo, que são adicionados para lhe conferir determinadas propriedades. A classificação do 
aço é feita pela quantidade de carbono. 
 
 Produção do aço: 
 
 Sequência de produção: 
1 – Tratamento do minério de ferro e do carvão metalúrgico. 
2 – Obtenção do ferro gusa. 
3 – Obtenção do aço e seu enobrecimento. 
4 – Lingotamento e conformação do aço. 
 
Classificação dos aços: 
 Aços com baixo teor de carbono: são os mais produzidos no mundo, menor custo de 
produção, contém menos que 0,25% de C. São bons para o trabalho mecânico (soldagem, 
automobilística, naval, pontes e edifícios). Não são temperáveis, possuem resistência ao 
escoamento de 250MPa à 415 MPa, e resistência à ruptura entre 400-520 MPa. 
o Os aços de alta resistência mecânica e baixa liga (ARBL) contém outros elementos de 
liga (Cu, Ni, Nb, Vn). Sua resistência mecânica é maior do que a dos aços comuns, pode 
ter sua resistência aumentada através do TT, atingindo limites de resistência à ruptura 
por tração superiores a 480MPa. 
o A família dos aços conhecidos como patináveis quando submetidos a certos ambientes 
específicos, apresentam elevada resistência à corrosão atmosférica. 
 Aços com médio teor de carbono (0,25% - 0,60%): podem ser tratados termicamente, de 
modo a proporcionar melhorias em suas propriedades mecânicas. São utilizados em rodas, 
trilhos de trem, engrenagens e componentes mecânicos de estruturas de alta resistência, 
resistência à abrasão e à tenacidade. 
 Aços com alto teor de carbono (0,60% - 1,40%): são mais duros e especialmente resistentes 
ao desgaste e à abrasão. São aços para ferramentas e matrizes, molas, ferramentas de corte, 
componentes agrícolas resistentes ao desgaste. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades do Aço 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AÇOS estruturais utilizados na construção CIVIL 
Algumas siglas: 
 Resistência ao escoamento fy 
 Resistência à ruptura fu 
 MR – média resistência; AR – alta resistência 
 COR – resistência à corrosão atmosférica 
 ABNT – Associação brasileira de normas técnicas 
 ASTM – American Society for Testing and Materials 
 SAE – Society of Automotive Engineers 
 AWS – American Welding of Society 
 AISC – American Institute for Steel Construction 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Mecânica dos AÇOS 
 Materiais quando em serviço, estão sujeitos a forças ou cargas. 
 O comportamento mecânico de um material reflete a relação entre sua resposta ou deformação 
a uma carga ou força que esteja sendo aplicada. 
 Existem 3 maneiras principais as quais uma carga pode ser aplicada: tração, compressão e 
cisalhamento. 
 Tensão de engenharia: σ = F / A0 
o F é a carga instantânea aplicada em uma direção perpendicular à seção da reta – unidade N 
(newton). 
o Unidade de σ = MPa (SI) = N/mm2. 
 
 
 
 
 
 Resiliência: é a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico (ou seja, 
capacidade de restituir energia mecânica absorvida). 
 Ductilidade: é a capacidade de o material se deformar sob a ação das cargas. Os aços dúcteis, 
quando sujeitos a tensões locais elevadas, sofrem deformações plásticas capazes de redistribuir 
as tensões. 
 Fragilidade: é o oposto da ductilidade. Os aços podem ser tornados frágeis pela ação de 
diversos agentes: baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais (solda). O 
comportamento frágil se dá pela iniciação de uma fratura (trinca) e sua propagação. 
 Tenacidade: capacidade que o material possui de absorver energia total (elástica e plástica) 
por unidade de volume até atingir a ruptura (fratura). O material capaz de absorver uma 
quantidade elevada de energia nesse regime é dito tenaz. É o oposto do material frágil, onde se 
tem a fratura com pequena absorção de energia. 
 Dureza: é a resistência ao risco ou abrasão. Mede-se a dureza pela resistência que a superfície 
do material oferece a penetração de uma peça de maior dureza (ex.: Brinell, Rockwell, Vickers). 
 Efeito da temperatura elevada: temperaturas elevadas modificam as propriedades físicas dos 
aços. Temperaturas superiores à 1000 °C tendem a eliminar o limite de escoamento, reduzindo 
a resistência ao escoamento e ruptura, bem como o módulo de elasticidade 
 Fadiga: o trabalho sobre efeito de esforços repetidos em grande número, podendo haver ruptura 
em tensões inferiores às obtidas em ensaios estáticos – esse efeito denomina-se fadiga do 
material. Ocorre com aparecimento de fraturas que se propagam, se iniciam em pontos de 
concentração de tensões. 
 Tensões residuais: ocorrem durante as operações executadas na fabricação (estruturas) 
envolvendo aquecimento e resfriamento (soldagem, corte à gás). {NBR 8800:2008 – valor de 
tensão residual σr = 0,3.fy} 
 Corrosão: é uma reação química heterogênea que ocorre na superfície de separação entre o 
metal e o meio corrosivo. A corrosão é uma oxidação do metal, com a transferência de elétrons 
do metal para o meio corrosivo (ver anexo). 
 
DIAGRAMA TENSÃO DEFORMAÇÃO 
 
 O – A: Comportamento elástico 
 A: Início do comportamento plástico 
 A – B: escoamento do material 
 C: resistência à ruptura 
 D: ruptura do material 
TIPOS DE PERFIS PARA CONSTRUÇÃO METÁLICA