Materiais de construcao mecanica

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Materiais de Construc¸a˜o Mecaˆnica: Introduc¸a˜o
Prof. MSc. Felipe Sanches Gurgel
Universidade Paulista - UNIP
Agosto de 2013
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 1 / 22
1 Introduc¸a˜o
2 Estrutura Cristalina
Sistema Cristalino
Distribuic¸a˜o Atoˆmica
Reticulados Cristalinos
Alotropia
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Introduc¸a˜o
Introduc¸a˜o
Atualmente, existe uma grande variedade de materiais.
Faz-se necessa´rio conhecer:
1 propriedades;
2 caracter´ısticas;
3 comportamento dos materiais.
Exemplo: Automo´vel
Os materiais dos quais obte´m-se os componentes devem
apresentar desempenho suficiente.
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 3 / 22
Introduc¸a˜o
Introduc¸a˜o
Os paraˆmetros utilizados para escolha de material, centram-se em:
1 resisteˆncia mecaˆnica;
2 condutibilidade te´rmica;
3 condutibilidade ele´trica;
4 densidade;
5 ductilidade;
6 entre outros.
Durante o processamento e uso do material, e´ importante observar:
1 plasticidade;
2 usinabilidade;
3 durabilidade qu´ımica;
4 custo;
5 disponibilidade; etc.
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Introduc¸a˜o
Introduc¸a˜o
Exemplo: engrenagens da caixa de caˆmbio.
processamento: fa´cil usinagem;
uso: suficientemente resistentes.
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Introduc¸a˜o
Introduc¸a˜o
Exemplo: paralamas.
processamento: ac¸o de boa plasticidade;
uso: suficientemente resistentes.
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Introduc¸a˜o
Introduc¸a˜o
E´ imposs´ıvel conhecer detalhadamente os milhares de materiais
dispon´ıveis.
Entretanto, os princ´ıpios gerais que norteiam as propriedades ba´sicas
de todos os materiais devem ser conhecidos.
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 7 / 22
Estrutura Cristalina
Estrutura Cristalina
So´lidos Cristalinos: quando os a´tomos de uma substaˆncia esta˜o
dispostos segundo uma rede tridimensional bem definida, repetida n
vezes.
Exemplo: todos os metais e a maior parte das ceraˆmicas.
So´lidos Amorfos: em geral, na˜o apresentam regularidade na
distribuic¸a˜o dos a´tomos.
Exemplo: vidros, piche e va´rios pol´ımeros.
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 8 / 22
Estrutura Cristalina Sistema Cristalino
Sistema Cristalino
Grau de repetic¸a˜o de uma estrutura cristalina
Ce´lula unita´ria - unidade estrutural repetida. Apresenta a descric¸a˜o
completa da estrutura como um todo.
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 9 / 22
Estrutura Cristalina Sistema Cristalino
Sistema Cristalino
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 10 / 22
Estrutura Cristalina Sistema Cristalino
Sistema Cristalino
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 11 / 22
Estrutura Cristalina Sistema Cristalino
Sistema Cristalino
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Estrutura Cristalina Distribuic¸a˜o Atoˆmica
Distribuic¸a˜o Atoˆmica
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Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
Caracterizac¸a˜o de Reticulados Cristalinos
1 Nu´mero de coordenac¸a˜o
Representa o nu´mero de a´tomos mais pro´ximos a` um a´tomo de
refereˆncia.
2 Paraˆmetro do reticulado
Constitui uma relac¸a˜o matema´tica entre a dimensa˜o da ce´lula e o
raio atoˆmico.
3 Fator de empacotamento atoˆmico
E´ a relac¸a˜o entre o volume dos a´tomos no interior
da ce´lula unita´ria pelo volume total da ce´lula.
FEA = Va
Vc
onde FEA e´ o fator de empacotamento atoˆmico,
Va e´ o volume dos a´tomos e Vc o volume da ce´lula.
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Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
CCC - Cu´bico de Corpo Centrado
Exemplos: Ferro (Fe), Cromo (Cr), Molibdeˆnio (Mo), Taˆntalo
(Ta) e Tungsteˆnio (W).
N◦ de coordenac¸a˜o: 8.
Fator de empacotamento atoˆmico: 0,68.
Paraˆmetro do reticulado: a = 4R√
3
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 15 / 22
Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
CCC - Cu´bico de Corpo Centrado
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 16 / 22
Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
CFC - Cu´bico de Faces Centradas
Exemplos: Alum´ınio (Al), Cobre (Cu), Ouro (Au), Chumbo (Pb),
N´ıquel (Ni), Platina (Pt) e Prata (Ag).
N◦ de coordenac¸a˜o: 12.
Fator de empacotamento atoˆmico: 0,74.
Paraˆmetro do reticulado: a = 2R
√
2
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 17 / 22
Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
CFC - Cu´bico de Faces Centradas
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 18 / 22
Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
HC - Hexagonal Compacta
Exemplos: Ca´dmio (Cd), Cobalto (Co), Titaˆnio (Ti), Zinco (Zn)
e Magne´sio (Mg).
N◦ de coordenac¸a˜o: 12.
Fator de empacotamento atoˆmico: 0,74.
Paraˆmetro do reticulado: a = 1,633
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 19 / 22
Estrutura Cristalina Reticulados Cristalinos
Reticulados Cristalinos
HC - Hexagonal Compacta
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 20 / 22
Estrutura Cristalina Alotropia
Alotropia
A estrutura cristalina e´ dependente da temperatura e pressa˜o.
Exemplo: transformac¸a˜o alotro´pica do Fe puro.
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 21 / 22
Universidade Paulista Aula 01 Agosto de 2013 22 / 22
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	Estrutura Cristalina
	Sistema Cristalino
	Distribuição Atômica
	Reticulados Cristalinos
	Alotropia