RESUMO UNIDADE VI - GUILHERME

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC 
Engenharia de Energia - Fundamentos de Materiais 
Professor: João Batista Rodrigues Neto 
Aluno: Guilherme Pereira Tonini atrícula: 13204762 M
 
RESUMO – MÓDULO VI: METAIS E SUAS LIGAS 
 
As ligas metálicas se subdividem em não ferrosas e ferrosas. 
Os aços são ligas ferrosas, formados por ferro (Fe) e carbono (C), podendo conter outros 
elementos. Suas propriedades mecânicas dependem da porcentagem de C. Para aços com menos de 
0,25% de C, denominam-se baixo carbono. Entre a porcentagem anterior e 0,60% de C, médio 
carbono. E de 0,60% a 1,4%, alto carbono. Os aços carbonos possuem baixo índice de outros 
elementos em sua composição, enquanto aços liga tendem a ter maiores concentrações de outros 
elementos. Os aços inox são extremamente resistentes à corrosão, sob temperaturas de até 1000ºC. 
Sendo composto pela impureza do Crômio (Cr) em sua estrutura, podendo incluir o Níquel (Ni) e 
Molibdênio (Mo). Quanto à microestrutura dividem-se em três classes: martensítico (magnético, 
tratável termicamente), ferrítico (magnético, não tratável termicamente) e austenítico (não magnético e 
mais resistente à corrosão). 
Os ferros fundidos são ligas ferrosas, formados por Fe-C, porém diferentemente dos aços, 
com concentrações de C superiores a 2,1 % (em geral, entre 3 a 4,5%). Essa concentração permite 
uma temperatura de fusão mais baixa em relação aos aços. Facilitando a moldagem e os processos de 
fundição. Suas propriedades dependem da concentração de C, também de outras impurezas, como o 
Magnésio (Mg) e o tratamento térmico. O ferro cinzento possui além da concentração de C, uma 
porcentagem de Silício (Si) que varia entre 1 a 3%. São ótimos amortecedores em casos de vibração, 
porém fracos e quebradiços sobre tração. A sua forma de veios são pontos de concentração de 
tensão, dando inicio a fraturas sob tração. Os ferros dúcteis ou nodulares, quando adicionados Mg ou 
Cério (Ce) ao ferro cinza, o grafite se forma em nódulos esféricos ao invés de veios. Conferindo a essa 
microestrutura maior ductilidade e resistência que remete as propriedades dos aços. Muito usado, por 
exemplo, em engrenagens. Já o ferro branco e maleável, tem superfície de fratura esbranquiçada. São 
muito duros, consequentemente muito frágeis. Possuem concentrações de Si abaixo de 1% e taxas 
rápidas de resfriamento. 
As ligas não ferrosas possuem algumas limitações como alta densidade, baixa 
condutividade elétrica, e corrosão. Existindo uma enorme variedade dessas ligas, serão descritas 
apenas algumas. 
O Cobre (Cu) puro é extremamente macio, dúctil e deformável a frio, porém resistentes à 
corrosão. As ligas mais comuns são com o Zinco (Zn). Já os bronzes, incluem elementos como o Si, e 
são mais fortes que os latões. O Alumínio (Al) é pouco denso, possui alta condutividade elétrica, 
possui alta ductilidade, porém tem baixo ponto de fusão. As ligas de Mg, contam com um elemento que 
é o menos denso de todos os metais estruturais, e são muito utilizadas na aviação. As ligas de Titânio 
(Ti) é um elemento que possui alto ponto de fusão e pouco denso, bastante reativos que acabam 
encarecendo e dificultando a produção. Os metais refratários possuem altíssimo ponto de fusão, e 
ligações atômicas muito fortes. São utilizados nos filamentos de lâmpadas, por exemplo. As Superligas 
são formadas por Co, Ni ou Fe, com Nb, Mo, W, Ta, Cr, e Ti. Resistentes a altas temperaturas e 
atmosferas oxidantes. São muito usadas em turbinas de avião. 
As cerâmicas necessitam de tratamento térmico para chegar as suas propriedades finais. 
São menos densas que os metais, porém mais frágeis. As cerâmicas cristalinas se assemelham 
quanto à estrutura aos metais, porém muitos sistemas de deslizamento não são ativos, porque o 
deslizamento em certos planos aproximaria íons de cargas iguais que se repelem. Não acontece nos 
metais, pois seus átomos são neutros. Já as cerâmicas não cristalinas, como não tem uma rede 
cristalina formada, são líquidos muito viscosos. Vidros, os vidros são misturas de Si-O2 e Ca-O. Para 
aplicações em ótica deve-se ter o cuidado de eliminar os poros, implicando no controle da viscosidade 
na fase liquida. O vidro temperado é resfriado rapidamente de forma controlada, a superfície se 
solidifica antes, e o interior permanece plástico. O interior tenta puxar a superfície para dentro. Quando 
totalmente solidificado restam tensões compressivas sob a superfície e trativas no interior. Tornando-
se mais resistente, pois uma tração que pudesse causar fratura tem que antes vencer a compressão 
da superfície. A argila são silicatos em camadas, quanto sua estrutura. Seu processamento se dá com 
trabalhados misturados com água, secagem para eliminar a água, e tratamento em altas temperaturas 
para dar mais resistência mecânica. Os refratários têm como característica resistência a altas 
temperaturas, atmosferas corrosivas e oferecem isolamento térmico. As cerâmicas avançadas 
substituem os metais em motores e peças de automóveis pelas suas propriedades. Porém apresentam 
fragilidade. 
Os polímeros são unidades formadas por uma molécula longa. Os Copolímeros são 
formados pela combinação de mais de um tipo de mero, tendo maior diversidade de propriedades. Os 
polímeros termoplásticos se tornam macios e deformáveis quando aquecidos, podem ser recicláveis. 
São característicos de moléculas lineares ou ramificadas, mas não com ligações cruzadas. Polímeros 
termo fixos, ao contrário dos termoplásticos, enrijecem com a temperatura e não se tornam novamente 
maleáveis. É possível formar uma rede cristalina com polímeros, no entanto, devido à complexidade de 
suas moléculas, raramente o material será totalmente cristalino. Quando os polímeros não satisfazem 
certas condições de uso, é preciso adequá-los, para isso empregam-se aditivos. Ou seja, carga, para 
melhorar o tratamento mecânico, e melhorar a estabilidade dimensional e térmica; plastificantes: 
aumentando a flexibilidade, ductilidade e tenacidade; estabilizantes: que aumenta a resistência a ação 
da luz ultravioleta e a oxidação; corantes; e retardante de chama. 
Os compósitos são materiais que conjugam as propriedades de dois tipos de materiais 
distintos, na busca pela obtenção de um material superior. Os compósitos particulados podem ser: 
cerâmico e metal, polímero e metal, e cerâmico e cerâmico. Quando reforçados por fibras, 
funcionam com uma fibra de um dado material muito mais forte que o material como um todo, 
diminuindo a probabilidade de encontrar uma trinca de superfície que leva à fratura com a 
diminuição do volume. Os tipos mais comuns são: fibras de C em matrizes de polímeros e vidro 
em matriz epóxi. Já os compósitos estruturais são formados por materiais homogêneos e 
compósitos, com propriedades que dependem da orientação relativa dos componentes, podem 
ser do tipo: laminado ou sandwich.