MCM aula 8 (Seleção de materiais)

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Materiais de Construção Mecânica
Materiais Cerâmicos 
Raphael Rezende
raphaelrezende12@gmail.com
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Calendário e Conteúdos Formativos 
1° Parte: Apresentação da Disciplina 
2° Parte: Estrutura do átomo e ligações química
3° Parte: Materiais Metálicos
4° Aula: Estrutura Cristalina
5° Aula: Tipos de aços liga (Estruturais e inoxidáveis)
6° Aula: Propriedades dos aços e tratamento térmico
Lista de exercício 
AV1 data: 03/10/2017
7° Aula: Ferro Fundido, Ligas Não Ferrosa (Cobre e suas Ligas, Alumínio e suas Ligas, Titânio e suas Ligas, Os Metais Nobres);
8° Aula: Materiais Poliméricos
9° Aula: Materiais Cerâmicos
10° Aula: Seleção de Materiais; 
Lista de exercícios
AV2 data: 21/11/2017 AV3 data: 05/12/2017 Total: 16 semanas
Apresentação/Disciplina
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Trabalhos
AV1 
Lista de exercício e resenhas – Será fornecido uma lista de exercício para resolução, que deverá ser entregue uma semana antes da AV1 na aula, não será aceito fora do prazo de entrega já estabelecido (se organizem). 
Valor: 2,0 pontos – data: 26/09/2017 
Prova AV1 – valor: 8 pontos – data: 03/10/2017 
AV2 
Lista de exercício – Será fornecido listas de exercício para resolução, que deverá ser entregue uma semana antes da AV2 na aula, não será aceito fora do prazo de entrega já estabelecido (se organizem). 
Valor: 2 pontos – data: 14/11/2017
Prova AV2 – valor: 8 pontos – data: 21/11/2017 
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Responsabilidade de projeto 
Caracteriza o material (de onde provém, norma*, tipo, analise química);
Otimiza e controla o processamento de materiais (fabricação do aço, fabricação de peças[usinagem, soldagem, conformação, fundição]);
Projeta e constrói com materiais
			Seleciona materiais;
			Design de materiais;
Seleção de Materiais
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Seleção de Materiais
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Seleção de Materiais
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A ciência dos materiais esta presente em todos setores
Civil: estruturas, estética, resistência às intempéries;
Químico: processos, corrosão, ambiente e reciclagem;
Metalúrgico: aços e ligas;
Mecânico: componentes, motores, energia;
Materiais: melhor desempenho, menor custo;
Seleção de Materiais
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Ampliar os conhecimentos dos materiais disponíveis: ESTRUTURA X PROPRIEDADES;
Entender seu comportamento (perante trabalho mecânica e vida útil);
Reconhecer efeitos do meio e condições de serviço (corrosão, composição química);
Fornecer subsídios para a seleção de materiais (equipamentos para ensaios mecânicos).
Seleção de Materiais
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Matéria-Prima
BÁSICA
Metal, papel, cimento
Matéria-Prima
INDUSTRIAL
Ligas, chapas, polímeros
Bens de Consumo
Carros, relógios, potes, máquinas
Matéria-Prima
BRUTA
Carvão, madeira, petróleo
ENGENHARIA DOS MATERIAIS
SUCATA
ou
RESÍDUOS
Ciclo dos Materiais
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Metálicos: cobre, ferros fundidos, ligas de aço;
Não transparentes à luz;
Geralmente são resistentes e deformáveis;
Cerâmicos: porcelana, vidro, tijolos, refratários;
Geralmente são isolantes de calor, eletricidade;
Resistentes à altas temperaturas e a ambientes mais severos;
Duros e frágeis;
Polímeros: PVC, PP, PEAD;
Base de carbono,hidrogênio, e elementos não metálicos;
Macromoléculas;
Incluem plásticos e elastômeros;
Compósitos: fibra de vidro, alumina;
Mais de um tipo de materiais insolúveis entre si;
Combinação das melhores propriedades de cada material constituinte;
Seleção de Materiais
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Como definir qual o melhor material para um determinado fim?
Vidro
Cerâmica
Plástico
Madeira
Metal
Papel 
Depende
Propriedades adequadas
Facilidade de processamento
Vida útil
Relação resistência/densidade
Economicamente atrativo
Confiabilidade
Possa ser reciclado
Seleção de Materiais
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Efeito do Meio Sob o Comportamento do Material
Temperatura:
Aumento da temperatura diminui a resistência mecânica dos materiais;
Corrosão:
Metais: 
Reagem com O2 e outros gases;
Aumento de temperatura acelera a corrosão;
Ex: H2 dissolvido no cobre – fratura frágil;
Desgaste:
Abrasão: ex: pisos cerâmicos desgastados com tráfegos de pessoas;
Seleção de Materiais
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Seleção de Materiais
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Quais os critérios que deve-se adotar para selecionar um material entre tantos outros?
Em primeiro lugar, deve-se caracterizar quais as CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO que será submetido o referido material e levantar as PROPRIEDADES REQUERIDAS para tal aplicação, saber quais as limitações e restrições quanto ao seu uso;
A segunda consideração na escolha do material refere-se ao levantamento sobre o TIPO DE DEGRADAÇÃO que o material sofrerá em serviço. Ex: temperatura e corrosão.
Seleção de Materiais
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Em raras ocasiões um material reúne COMBINAÇÃO IDEAL DE PROPRIEDADES, ou seja, muitas vezes é necessário reduzir uma em beneficio da outra. Um exemplo clássico são resistência e ductilidade, geralmente um material de alta resistência apresenta ductilidade limitada. Este tipo de circunstância exige que se estabeleça um compromisso razoável entre duas ou mais propriedades;
Seleção de Materiais
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...a serem RESPONDIDAS
em cada caso!
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Relação entre Estrutura -Processamento - Propriedades
Processo de Fabricação
Propriedades
Estrutura
Seleção de Materiais
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Mecânicas
Resistência a tração, compressão, flexão;
Resistência ao escoamento, à fadiga;
Ductilidade;
Modulo de elasticidade;
Resistência ao desgaste;
Físicas
Propriedades elétricas;
Magnéticas;
Térmicas;
Óticas;
Químicas
Resistência à corrosão;
Seleção de Materiais
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Próxima aula: 
Entrega de exercícios
Fazer resenha sobre o assunto seleção dos materiais 
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Referências: 
- JOSE, A. Guimarães, J; Tecnologia dos materiais I e II: novos materiais para a construção mecânica. Rio de Janeiro, 2005.
- CALLISTER JÚNIOR, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.