Apostila-completa-de-Metais

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MATERIAIS METÁLICOS

DECORREM DA COMBINAÇÃO DE ELEMENTOS METÁLICOS
 Alta conductibilidade elétrica e térmica
 Grande resistência mecânica, mas bastante deformáveis
  DUCTILIDADE
 Geralmente LIGADOS com outros elementos
 CONSTRUÇÃO: Al, Pb, Zn, cobre, ferro fundido, aços
 PUROS OU EM MINÉRIOS 
PROPRIEDADES E ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO
DENSIDADE - MASSA ESPECÍFICA APARENTE
Al Zn Fe Aço Latã
o
Ni Cu Pb Hg Pt
2,70 7,13 7,87 7,85 8,5 8,90 8,96 11,34 13,60 21,3
PROPRIEDADES TÉRMICAS E ELÉTRICAS
 DILATAÇÃO 
COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR (αL)
 
Ferro fundido Aço Fe Cu Latão Al Pb
9 11,3 11,7 17 20 22,5 29
[x 10-6 em /oC] (cerâmica-vidro ≅ 9.10-6, concreto ≅ 13.10-6) 
∆L/L = αL∆T
 CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS E ELÉTRICAS
Material Conductibilidade térmica 
em (kcal.m)/(m2.h.°C)
Resistividade elétrica 
em Ω.m
Al – Ligas 200 30-48.10-9
Cu 390 16.10-9
Pb 35 182.10-9
Ag 448 15.10-9
Aço 50 100-700.10-9
Tijolo (cerâmica) 0,6 1-2.106
Concreto 1,5 1-2.106
Vidro 1,0 1012
Polietileno 0,25 1012-1016
Madeira 0,1 2.106 (7%)
Ar 0,024 -
1
PROPRIEDADES MECÂNICAS
ENSAIO DE TRAÇÃO
σ = F/S0 ⇒ ∆L/L0 = [(L´ - L0)/L0]100
 
ESTRICÇÃO OU INSTABILIDADE PLÁSTICA: [(S0 - S)/S0)]100 
DIAGRAMAS REAIS:
2
CASO DOS AÇOS DOCES (%C < 0,3 %) E METAIS MOLES
 
- FASE OE (ZONA I)  FASE ELÁSTICA 
E: limite de elasticidade ou limite de proporcionalidade feH
- FASE EE’ (ZONA II)  FASE PLÁSTICA DE ESCOAMENTO
E´: limite de elasticidade convencional ou 
 tensão de escoamento fy
- FASE E’M (ZONA III)  FASE PLÁSTICA DE ENCRUAMENTO
M: limite de resistência fu
- FASE MS (ZONA IV)  FASE DE ESTRICÇÃO 
S: limite de ruptura 
 
CASO MAIS COMUM (EX. Al, AÇOS %C > 0,4 %)
3
Observação: ductilidade - importância de especificar a base de medida
 
 
RESISTÊNCIA AO IMPACTO (CHOQUE)
RESISTÊNCIA QUE O METAL OPÕE À RUPTURA SOBRE AÇÃO DE 
UMA CARGA DINÂMICA
PÊNDULO DE CHARPY:
 
4
DUREZA
DUREZA BRINELL: MEDIDA DA LARGURA DE UMA MARCA (D) 
DEIXADA POR UMA ESFERA DE AÇO TEMPERADO DE DIÂMETRO D 
DEPOIS DE APLICAÇÃO DE UMA CARGA ESTABELECIDA F. 
 
MEDIDA DO NÚMERO DE DUREZA: 
 
Material Dureza Brinell
Aço, ferro fundido
Cobre, Alumínio (ligas duras)
Cobre, Alumínio (ligas moles)
Chumbo
95-500
30-140
15-70
até 30
 
CORRELAÇÃO DIRETA ENTRE DUREZA E RESISTÊNCIA DENTRO DE 
UMA MESMA FAMÍLIA DE METAIS:
 
5
DOBRAMENTO
DOBRAMENTO DE UMA BARRA OU CHAPA EM TORNO DE UM PINO 
CILÍNDRICO ATÉ FICAREM PARALELOS ÀS DUAS PONTAS
A AMOSTRA NÃO DEVERÁ ROMPER OU FISSURAR
 
FADIGA
SOLICITAÇÕES CÍCLICAS
⇓
A RESISTÊNCIA À RUPTURA CAI ABAIXO DO VALOR MEDIDO NO 
CASO DA APLICAÇÃO DE UMA CARGA ESTÁTICA
O DECRÉSCIMO DE RESISTÊNCIA É FUNÇÃO DO NÚMERO DE 
CICLOS E DO NÍVEL DAS TENSÕES
 
AÇOS Limite de resistência à fadiga = 0,4-0,55 X (Tensão de ruptura) 
6
COMPORTAMENTO AO FOGO
 Tensão (MPa) 
Deformação (%)
PARA UMA ESTRUTURA OU UM ELEMENTO DE ESTRUTURA, É 
PRECISO CONHECER:
 A TEMPERATURA CRITICA ACIMA DA QUAL O ELEMENTO NÃO 
PODE MAIS PREENCHER SUA FUNÇÃO  500 OC PARA OS AÇOS
 Tensão limite de escoamento (%)
 
 Temperatura em oC
 O TEMPO NECESSÁRIO PARA QUE O ELEMENTO ATINJA A 
TEMPERATURA CRITICA QUE DEPENDE: 
(i) da relação entre a superfície exposta ao fluxo térmico e o 
volume de metal a ser aquecido por unidade de comprimento 
(ii) do grau de proteção térmica
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PROTEÇÃO CONTRA O FOGO
 TÉCNICA CONSTRUTIVA ADEQUADA: subdivisão do edifício em 
compartimentos resistentes ao fogo, espaços cercados por elementos 
de contorno (paredes, pisos, teto) com resistência mínima ao fogo
 RETARDAR O AQUECIMENTO DO METAL: 
- Tinta intumescente
- Produtos projetados: fibras minerais, gesso, etc. 
- Produtos em placas: fibras minerais, gesso, etc.
 
 
Exemplo: Espessura da proteção (mm) p/ 
 uma estabilidade ao fogo de:
Viga em I ½ h 1 h 1 h ½ 2 h
Proteção por fibras minerais projetadas 10 23 35 48
Por placas de gesso 10 20 35 48
PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO
 PROCESSOS DE MOLDAGEM DO LINGOTE PARA OBTENÇÃO DE 
FIOS, BARRAS, PERFIS ESPECIAIS, CHAPAS, TUBOS, ETC.
(1) EXTRUSÃO
 
(2) LAMINAÇÃO (3) TREFILAÇÃO
 
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 (4) FUNDIÇÃO
 
(5) FORJAMENTO (6) ESTAMPAGEM
 
(7) SOLDAGEM: PARA JUNTAR AS PEÇAS
 POR PRESSÃO
↓
Peças aquecidas até o estado pastoso e ao mesmo tempo são 
comprimidas entre si por compressão ou por martelamento
 EM DESUSO
 POR FUSÃO (CALDEAMENTO) 
↓
Fusão local das peças ou fusão de um metal ou liga introduzido (metal 
de adição) entre as duas peças a soldar (metal de base)
 
* SOLDAGEM AUTOGENA
METAL DE ADIÇÃO ≅ METAL DE BASE
⇒ INTERPENETRAÇÃO DO METAL DE BASE COM A SOLDA
 
9
* BRASAGEM
↓
TEMP. FUSÃO METAL DE ADIÇÃO < TEMP. FUSÃO METAL DE BASE
↓
SOLDAGEM CAPILAR
BRASAGEM “SIMPLES”
TEMP. FUSÃO METAL DE ADIÇÃO < TEMP. FUSÃO METAL DE BASE
+ TEMP. FUSÃO METAL DE ADIÇÃO < 500 OC
BRASASOLDAGEM
TEMP. FUSÃO METAL DE ADIÇÃO < TEMP. FUSÃO METAL DE BASE
+ TEMP. FUSÃO METAL DE ADIÇÃO > 500 oC
* AÇOS LAMINADOS: soldagem autogena 
* TUBOS DE COBRE: 
 - Brasagem “simples” (Ex.: liga chumbo-estanho) ou
 - Brasasoldagem com solda forte (Ex.: ligas Ag-Zn-Cu-Cd, Cu-P, Cu-Zn)
* TUBOS DE AÇO GALVANIZADO: 
Processo misto de brasagem e soldagem autogena do zinco (Ex., solda 
á base de uma liga cobre-zinco - temperatura de fusão 370-400oC)
 O zinco se vaporiza em volta de 900oC  PERIGO
TUBOS COM COSTURA 
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CORROSÃO (OXIDAÇÃO)
TRANSFORMAÇÃO NÃO INTENCIONAL DE UMA METAL, A PARTIR DE 
SUAS SUPERFÍCIES EXPOSTAS, EM COMPOSTOS NÃO ADERENTES, 
SOLÚVEIS OU DISPERSÁVEIS NO AMBIENTE EM QUE O METAL SE 
ENCONTRA
 RETORNO DO METAL À SUA FORMA MAIS ESTÁVEL EM 
PRESENÇA DO OXIGÊNIO
 
Ex: FERRO  Fe2O3(H2O)n óxido férrico hidratado (ferrugem) que:
- Tem maior volume em relação ao ferro metálico
- Não apresenta grande adesão e coesão com o ferro original
- Se solta facilmente na forma de pó ou escamas
PROCESSO DA CORROSÃO
↓
O metal dá elétrons a alguma substância oxidante existente no meio 
ambiente (O, H, H2O, H2S, etc.) formando óxidos, hidróxidos, sais, etc.
TIPOS BÁSICOS DE CORROSÃO:
- CORROSÃO QUÍMICA: os elétrons perdidos pelo metal se combinam 
no mesmo lugar onde são produzidos
- CORROSÃO ELETROQUÍMICA: elementos são liberados num local e 
captados noutro; há FORMAÇÃO DE UM CIRCUITO GALVÂNICO.
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CORROSÃO QUÍMICA (OXIDAÇÃO SECA)
PROCESSO: AÇÃO DO OXIGÊNIO DO AR SOBRE UM METAL:
Metal dá elétrons segundo: M → M2+ + 2e- cátion (anodo)
Oxigênio recebe elétrons segundo: O + 2e- → O2- ânion (catodo)
 M2+ + O2- → MO (óxido)
VELOCIDADE DE OXIDAÇÃO vai depender:
- da velocidade de reação metal-oxigênio
- da temperatura, 
- da espessura e estrutura da "pele" de óxido 
 
- ÓXIDOS QUE OCUPAM MENOS VOLUME do que o metal que deu 
origem e que são frágeis, vão fissurar e partir deixando exposto o metal 
para outra ação do oxigênio
- ÓXIDOS QUE OCUPAM MAIS VOLUME do que o metal que deu origem 
vão enrugar e afastar-se rapidamente, expondo o metal (Ex.: Fe)
- ÓXIDOS COM MESMO VOLUME do que o metal que deu origem 
podem formar filmes que, se são aderentes, vão agir como barreira 
impedindoo prosseguimento da oxidação (Ex.: Al, Cr, Ni)
 
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CORROSÃO ELETROQUÍMICA (CORROSÃO ÚMIDA)
OCORRE EM AMBIENTES ÚMIDOS (vapor de água)
PRINCIPAL AGENTE CAUSADOR: ELETRÓLITO
Líquido condutor de eletricidade 
(íons: sais, ácidos, bases e gases dissolvidos em água)
Ex.: dois eletrodos do mesmo metal
 
 
PILHAS GALVÂNICAS: 2 metais diferentes em contato
Aparece uma DIFERENÇA DE POTENCIAL:
Eletrodo de zinco: anodo - dissolução do metal (corrosão):
Zn → Zn2+ + 2e-
Eletrodo de cobre: catodo - não será dissolvido (passivação):
Cu ← Cu2+ + 2e- ( ou 2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-)
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POTENCIAIS DE ELETRODOS: 
2 METAIS DIFERENTES EM CONTATO + ELETRÓLITO: O DE MAIOR 
POTENCIAL (CATÓDICO) TENDE EM PROVOCAR A CORROSÃO DO 
METAL DE MENOR POTENCIAL (ANÓDICO)
OBSERVAÇÕES:
 Velocidade de corrosão = f(diferença entre os potenciais)
 Potenciais de eletrodos = f(natureza do eletrólito)
SERIES GALVÁNICAS PARA LIGAS:
 
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(1) CÉLULAS DE COMPOSIÇÃO: É QUANDO TEM DOIS METAIS 
DIFERENTES EM CONTATO
Chapa aço galvanizado com porca e parafuso de aço inoxidável ⇒ 
Corrosão do aço galvanizado
 
Solda de chumbo-estanho em torno de arame de cobre 
⇒ Corrosão da solda
Tubo de cobre com tubo de aço galvanizado ⇒ Corrosão do aço
(2) CÉLULAS DE TENSÃO: SE FORMA ENTRE ZONAS DO MESMO 
METAL QUE SOFRERAM TENSÕES MECÂNICAS DIFERENTES 
ÂNODO (CORROSÃO): NAS ZONAS TENSIONADAS
Ex: zonas ao redor dos rebites, zonas fortemente amassadas, chapas 
dobradas
 
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(3) CÉLULAS DE CONCENTRAÇÃO: OCORRE QUANDO HÁ UMA 
DIFERENÇA DE COMPOSIÇÃO LOCALIZADA NO PRÓPRIO 
ELETRÓLITO.
ÁREAS ONDE A CONCENTRAÇÃO SUPERFICIAL EM OXIGÊNIO É 
MENOR SOFRERÃO CORROSÃO E DISSOLUÇÃO ANÓDICA:
Reação catódica: 2H2O + O2 + 4e- → 4(OH)-
Reação anódica: M → Mn+ + ne-
Exemplos:
 
 
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
Eliminação da corrosão só será possível com a ausência do eletrólito
 Eliminar a umidade: complicado !
MAS É POSSÍVEL MINIMIZAR A CORROSÃO
IMPEDIMENTO DE PARES GALVÂNICAS
→ Limitar os projetos a um só metal
→ Isolar elétricamente metais de composições diferentes
→ Uso de aços inoxidáveis
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REVESTIMENTOS PROTETORES
 Isolar o metal do eletrólito
→ Camada protetora com materiais orgânicos (óleos, tintas, PVC, manta 
etc.)
Limitação: comportamento e durabilidade da camada em serviço
→ Camada protetora com metais: aplicada por imersão a quente ou por 
um processo eletroquímico
- COBRE, ESTANHO, NÍQUEL, MAS atenção aos arranhões: 
 
- ZINCO: é a galvanização
→ Camada protetora com materiais cerâmicos (Ex.: esmaltes vítreos)
→ Passivação: formação de uma camada protetora de óxido na
 superfície do metal
Ex: Camada de Al2O3 sobre o alumínio (anodização)
Camada de Cr2O3 sobre o aço inoxidável
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PROTEÇÃO GALVÂNICA
 Uso dos próprios mecanismos da corrosão com finalidades 
protetoras 
→ Fornecer elétrons extras ao metal p/ torná-lo cátodo
(1) PROTEÇÃO POR ÂNODO DE SACRIFÍCIO (OU PROTEÇÃO 
CATÓDICA)
→ Criação de uma pilha “ligando” o metal que deve ser protegido com 
um metal de potencial eletroquímico inferior.
* AÇO GALVANIZADO OU ZINCADO: aço revestido por camada de zinco
PROTEÇÃO MECÂNICA + PROTEÇÃO ELETROQUÍMICA
 
* OUTROS EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DO CONCEITO DE ÂNODO DE 
SACRIFÍCIO EM ENGENHARIA:
 
 
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(2) PROTEÇÃO POR APLICAÇÃO DE UMA TENSÃO ELÉTRICA 
→ Fornecer elétrons no metal que se torna cátodo
 
AMBIENTE E DESIGN
AMBIENTE: RESPONSÁVEL PELA FORMAÇÃO DO ELETRÓLITO 
GRAU DE AGRESSIVIDADE AMBIENTE DE APLICAÇÃO
 
- AMBIENTES RURAIS E POUCO AGRESSIVOS (região pouca 
industrializada): o ferro ao ar puro, mesmo úmido, terá uma baixa 
velocidade de corrosão.
- AMBIENTES POLUÍDOS (áreas urbanas e industrializadas): anidrido 
sulfuroso (SO2), ácidos e alcalis, poeira se dissolvem na água formando 
os íons do eletrólito.
- AMBIENTES MARINHOS: sais dissolvidos (NaCl): eletrólitos fortes.
DESIGN adequado pode evitar a exposição das peças a umidade e (ou) 
permitir que elas sequem rapidamente depois de molhadas. 
Exemplos: 
- MATERIAIS POROSOS (retentores de água) não devem entrar em contato 
com os metais
- JUNTAS: desenhadas p/ evitar a formação de canais retentivos de água: 
 
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CORROSÃO DO AÇO NO CONCRETO
 
 
CORROSÃO DO FERRO EM PRESENÇA DE UM ELETRÓLITO:
No ânodo: 2Fe → 2Fe2+ + 4e-
No cátodo: 4e- + O2 + 2H2O → 4(OH)-
Perto da superfície: 2Fe2+ + 4(OH)- → 2Fe(OH)2 
Hidróxido ferroso
Seguido por: 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3.H2O + H2O
 Hidróxido férrico (ferrugem)
PASSIVAÇÃO DO AÇO NO CONCRETO 
→Eletrólito (água dos poros): altamente alcalina (pH = 12-13) 
→Deposição de um filme fino e aderente de óxido Fe3O4 
→Proteção para o aço
CORROSÃO DO AÇO NO CONCRETO 
→Quando a camada passivante de Fe3O4 é destruída 
→Diminuição da alcalinidade da água dos poros do concreto 
→Carbonatação ou (e) por ataque dos cloretos 
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PROCESSO
→Carbonatação e (ou) cloretos formam uma “frente” (diminuindo a 
alcalinidade do cimento) que vai penetrando aos pouco o concreto até 
atingir a armadura:
 
 
→Criação das condições ideais para a corrosão do aço 
→Formação da ferrugem (Fe2O3) que ocupa um volume entre 2 e 3 vezes 
maior do que o aço original.
→Criam-se tensões mecânicas de tração no concreto aliviadas pela 
formação de fissuras e fragmentação do concreto em volta do aço; 
estas fissuras vão aumentar a penetração de CO2 e dos cloretos e 
acelerar a corrosão...
 
VELOCIDADE DE CORROSÃO DO AÇO NO CONCRETO depende de:
- Grau de saturação do concreto
- Porosidade e permeabilidade = F(formulação, cura, tipo de cimento)
- Taxa de CO2 no ambiente
VELOCIDADE DE CORROSÃO pode ser diminuída com:
- Cobrimento adequado 
- Formulação (pouzolanas, filler) e cura do concreto
- Adição de inibidores de corrosão (Ex: CaNO3 inibe a ação dos 
cloretos)
- Uso de aço inox ou aço revestido por uma camada protetora (Ex.: 
revestimento epóxi, galvanização)
- Aplicação de uma camada protetora no concreto (Ex: tinta, reboco)
- Proteção por aplicação de uma tensão elétrica
- Proteção por eletrodo de sacrifício
- Usar outros materiais de reforço (Ex: carbono) 
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PRODUTOS SIDERÚRGICOS
FERRO E SUAS LIGAS (Fe-C)
- ALTO MÓDULO DE ELASTICIDADE  grandes vãos
- ALTA RESISTÊNCIA (tensão de escoamento) em relação ao peso
- BOA DUCTILIDADE  conformação
- BOA SOLDABILIDADE  ligações
- “DURABILIDADE” quando devidamente protegido contra a corrosão
- puro ou em ligas vigas, trilhos, esquadrias, coberturas, painéis, grades...
- por seus compostos na indústria de tintas (pigmentos de óxido de ferro)
- para reforçar outros materiais (Ex.: concreto armado)
FABRICAÇÃO DOS PRODUTOS SIDERURGICOS
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ESTRUTURA DOS AÇOS
- Aço ultradoce 0,05 < % C < 0,15  Peças estruturais, pregos
- Aço doce 0,15 < % C < 0,30  Peças estruturais, pregos
- Aço semiduro 0,30 < % C < 0,60  Trilhos, peças forjadas
- Aço duro 0,60 < % C < 0,75  Ferramentas
- Aço superduro 0,75 < % C < 1,20  Ferramentas
- Aço ao carbono 1,20 < % C < 1,70  Peças especiais
AÇOS DE CONSTRUÇÃO  AÇOS DOCES

RESERVA PLÁSTICA DE SEGURANÇA: graça à ductilidade do aço doce, 
as estruturas metálicas terão a faculdade de equilibrar as zonas de 
tensões pela “adaptação plástica” sem risco de ruptura sem aviso
AÇO ESTRUTURAL TÍPICO (Ex.: ASTM A36): 
σescoamento mínima 250 MPa
σresistência mínima 400-550 MPa 
LIGAS DE AÇO Associação propositada (superficial ou profunda) do aço com outros 
elementos para modificar uma(s) característica(s) do aço original
TRATAMENTOS DOS AÇOS
 Modificar algumas características do metal ou anular tensões internas 
criadas durante a fabricação do produto
 TÉRMICOS, MECÂNICOS, QUÍMICOS
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CRITÉRIOS DE ESCOLHA DE AÇOS PARA ESTRUTURAS METÁLICAS
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APLICAÇÕES DOS PRODUTOS SIDERÚRGICOS
 
PRODUTOS PLANOS FOLHAS METÁLICAS
# FOLHAS METÁLICAS: espessura entre 0,15 e 0,45 mm
# CHAPAS (CHAPAS PRETAS)
 
 Grossas 6,00<mm<152 Finas (chapas ou bobinas) 0,30<mm< 6,00
# CHAPAS GALVANIZADAS E ELETROGALVANIZADAS
(1) CHAPAS GALVANIZADAS (A FOGO OU ZINCAGEM A QUENTE 
460oC)
A DURABILIDADE é função da espessura da camada de Zn 
100-610 g/m² (14-85 µm) e do ambiente
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(2) CHAPAS ELETROGALVANIZADAS (ELETROLISE)
Processo menos eficiente que a imersão a quente: 20-140 g/m2
APLICAÇÕES: indústria automobilística, eletrodoméstico, coberturas, 
canais p/ condução, dutos e aparelhos p/ ar condicionado, etc.
TELHAS E PANEIS
CHAPAS GALVANIZADAS SIMPLES OU DUPLAS
PERFIS
AÇOS LAMINADOS, DOBRADOS OU SOLDADOS
 
 Perfis ocos Perfis laminados
 
 Vigas reconstituídas soldadas Vigas I e U
 
 Vigas H
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TUBOS E CONEXÕES
(1) TUBOS DE FERRO FUNDIDO MALEÁVEL (DÚCTIL)
- Com revestimento interno (tinta epóxi ou betuminosa, cimento) e 
externo (pintura antiferruginosa); podem ser galvanizados
- Ligações rosqueadas, de ponta e bolsa ou com flanges (a soldagem do 
ferro fundido é difícil)
Canalizações, adutoras de água; redes urbanas de distribuição de água 
potável; canalização de esgoto urbano;
(2) TUBOS DE AÇO PRETO E AÇO GALVANIZADO
- Ligações rosqueadas ou soldáveis
- Canalizações, adutoras e subadutoras de água; redes urbanas de 
distribuição de água potável
 Corrosão do aço preto (prever revestimento de proteção)
- Condução de vapor, ar comprimido, óleo, gás e fluidos não corrosivos
- Eletrodutos (pode ser esmaltado para isolação elétrica)
- Aços galvanizados podem conduzir água quente mas T oC < 60oC e 
sempre com material isolante externo
 RAIO DE CURVATURA DO DOBRAMENTO 
- TUBOS ENTERRADOS  REVESTIMENTO EXTERNO DE PROTEÇÃO
 
27
CONEXÕES: ROSQUEADAS OU SOLDÁVEIS
CONECTORES PARA MADEIRA (AÇO GALVANIZADO OU INOX)
 
Conectores de anel com pega denteada Chapa estampada (uso como tala lateral)
 
  
 
28
Exemplos de placas perfuradas para conexões pregadas
AÇOS PARA CONCRETO ARMADO
CLASSIFICAÇÃO
(1) DE ACORDO COM A APRESENTAÇÃO
* BARRAS: segmentos retos com comprimento entre 10 e 12 m; 
 diâmetros em mm: 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40
* FIOS: elementos de diâmetro nominal < 12 mm; em rolos
 diâmetros em mm: 3,2; 4,5; 6,3; 8; 10; 12 
(2) DE ACORDO COM O PROCESSO DE FABRICAÇÃO
* AÇOS DE DUREZA NATURAL laminados a quente que não sofrem 
tratamento após a laminação: acentuado patamar de escoamento 
grandes deformações (10-15 %)
boa soldabilidade
* AÇOS ENCRUADOS A FRIO: aços de dureza natural cuja resistência foi 
aumentada por tração (trefilação) ou por torção
AÇOS COM SALIÊNCIAS
 
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(3) DE ACORDO COM AS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS (EB-3) 
“CA 24 A” “CA 50 B”
Categori
a
Tensão de 
escoament
o mínima 
TE kgf/mm2
Tensão 
de ruptura 
min. TR 
kgf/mm2
Alongamento 
em 10 ∅ 
mínimo
Dobramento: 
∅ do pino 
(ângulo 180o)
 (1) (2)
Coeficien
te de 
aderênci
a mín. η
Distintivo 
da 
categoria. 
Cor (3)
CA-24 24 1,5 TE 18 % 1∅ 2∅ 1,0 -
CA-32 32 1,3 TE 14 % 2∅ 3∅ 1,0 verde
CA-40 40 1,1 TE 10 % 3∅ 4∅ 1,2 vermelha
CA-50 50 1,1 TE 8 % 4∅ 5∅ 1,5 branca
CA-60 60 1,1 TE 7 % 5∅ 6∅ 1,8 azul
(1): para barras com ∅ < 25 mm (2): para barras com ∅ ≥ 25 mm
(3): pintura numa extremidade das barras ou nas duas extremidades dos fios
ADERÊNCIA η  Relação de aderência do concreto ao aço, 
considerando-se η = 1 a aderência de uma barra perfeitamente lisa
η = ai/ai’
IMPORTÂNCIA DA ADERÊNCIA ENTRE O AÇO E O CONCRETO
 
 Aderência ruim Boa aderência
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ARAMES E TELAS
ARAMES 
 Finos fios de aço laminado, galvanizado ou não; 3 < ∅ mm < 10 
ARAME RECOZIDO OU QUEIMADO: 
 Arame destemperado usado para amarar as barras de armadura 
de concreto armado com ∅ de 1,65 mm e 1,24 mm
TELAS  Malhas fortes de arame; caracterizadas pela bitola do arame 
usado e pela abertura da malha 
TELAS COM NÓS SOLDADOS usam geralmente os aços CA-50B (∅ > 10 
mm) ou CA-60 (3 < ∅ mm < 9); paneis ou rolos:
 
 
EXEMPLO DE DESIGNAÇÃO PARA AÇO CA-60
- TELAS QUADRADAS: “Q 138”
“Q”: igual armadura nas duas direções
“138”: área de aço por metro linear em cada direção: 1,38 cm2/m.
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- TELAS LONGITUDINAIS: “L 159”
 “L”: a armadura maior é no sentido da maior dimensão do painel
 “159”: principal área de aço por metro linear
- TELAS TRANSVERSAIS: “T 92”
“T”: a armadura maior é no sentido da menor dimensão do painel
 “92”: principal área de aço por metro linear
32
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METAIS NÃO-FERROSOS
O emprego de metais não-ferrosos se restringe aos casos em que se 
necessita aproveitar alguma de suas propriedades características
- Resistência à corrosão 
- Pequenas densidades
- Propriedades elétricas e magnéticas
- Fusibilidade
- Características especiais de resistência e ductilidade.
ALUMÍNIO
- Boa resistência mecânica
- Bastante leve
- “Não sofre corrosão”
- Excelente aspecto estético
- Pode ser infinitamente reciclado
- Alto grau de reflexividade das radiações solares 
PROPRIEDADES
- MASSA ESPECÍFICA ≅ 2,7 g/cm3
- MÓDULO DE ELASTICIDADE: 70 GPa
- RESISTÊNCIA À TRAÇÃO: 75 (puro) até 400 MPa (liga ou/e temperado)
- “RESISTENTE À CORROSÃO”: ao ar livre, cobre-se imediatamente de 
uma camada de óxido que protege o núcleo. 
- Alta CONDUCTIBILIDADE TÉRMICA E ELÉTRICA
- COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA: 23.10-6 /oC-1
FABRICAÇÃO
MINÉRIO  BAUXITA (Al2O3)
LAMINADOS: lâminas (espessura < 6 mm), chapas lisas, lavradas ou 
perfuradas:
 
EXTRUDADOS a quente (400 - 500oC): barras; tubos; perfis com formas 
mais complexas: 
 
34
LIGAS
Ligar o alumínio com outros metais pode permitir um aumento da 
resistência mecânica, mas em contrapartida pode ocorrer uma 
diminuição da resistência a corrosão e condutividade elétrica.
TRATAMENTOS

MODIFICAR O ASPECTO DA SUPERFÍCIE E PROTEGER CONTRA 
CORROSÃO
ACABAMENTO MECÂNICO
 Para alterar a textura ou polimento liso inicial
POLIMENTO QUÍMICO
 Para aumentar brilho e reflexão (antes da anodização)
ELETRODEPOSIÇÃO
 Acabamento superficial com um metal mais nobre: cromo, 
níquel, cobre, zinco, prata ou ouro
ANODIZAÇÃO
 Processo que permite aumentar a espessura da camada natural 
de Al2O3 que protege contra corrosão
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Controlando o eletrólito, a anodização pode ser fosca ou brilhante ou (e) 
colorida usando sais (bronze, vinho, dourado, preto).
 
A ESPESSURA DA CAMADA ANODIZADA DEPENDE DO AMBIENTE DE 
EMPREGO
CLASSE AGRESSIVIDADE AMBIENTE CAMADA
A13 Média rural / urbano 11 a 15 µm
A18 Alta marinho16 a 20 µm
A23 Altíssima industrial 21 a 25 µm
CUIDADOS COM A SUPERFÍCIE ANODIZADA
* EVITAR OS ATAQUES CORROSIVOS com ácido muriático, ácido 
oxálico, soda cáustica, cal, cimento e abrasivos como argamassa, 
gesso, poeiras, lixas, escovas de aço, etc. 
* O MANUSEIO sempre em bancadas limpas e forradas, protegendo 
devidamente os perfis contra elementos pontiagudos do tipo chaves de 
fenda, estiletes, facas, etc.
* PARA MELHOR PROTEÇÃO DA SUPERFÍCIE E IMPEDIMENTO DOS 
ATAQUES FÍSICOS ou químicos é recomendável o uso de graxas inertes 
ou vaselina, filmes de polietileno removível ou sacos plásticos.
* A LIMPEZA deve ser feita sempre com pano macio, esponja ou algodão 
embebido em álcool ou detergente neutro diluídos em água morna. 
 SOB HIPÓTESE ALGUMA USAR LAVAGEM ÁCIDA, ALCALINA OU 
ABRASIVA
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EMPREGO
CABOS E FIOS PARA TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, 
COBERTURAS, REVESTIMENTOS, ESQUADRIAS, GUARNIÇÕES, 
ELEMENTOS DE LIGAÇÃO, LUMINÁRIAS, PERSIANAS, ETC.
PRECAUÇÕES:
- EVITAR CONTATO DIRETO COM OUTROS METAIS 
 RISCO DE CORROSÃO
- DOBRAGENS: GRANDES RAIOS DE CURVATURA 
 RISCO DE FENDILHAMENTO
(1) CHAPAS (6,5-140 mm) e LÂMINAS (0,3-6,5 mm) 
(2) ELEMENTOS DE LIGAÇÃO
(3) FOLHAS
(4) EXTRUDADOS
(5) FIOS E CABOS CONDUTORES
(6) FUNDIDOS E FORJADOS 
(7) EM PÓ
COBRE E LIGAS
 O COBRE é normalmente usado em sua forma PURA 
 GRANDE VARIEDADE DE LIGAS (latões, bronzes)
 Maior dureza, resistência a corrosão, resistência mecânica, 
usinabilidade ou obter uma cor especial p/ combinar com certas 
aplicações
 MINÉRIOS: calcosina e calcopirita (sulfatos), cuprita (óxido), etc.
 ALGUMAS CARACTERÍSTICAS
Cobre (99,95%) Latão 70Cu-30Zn Bronze 92Cu-8Sn
Densidade g/cm3 8,94 8,53 8,80
Mód. de elasticidade GPa 110 110 110
Tensão escoamento MPa 70 75 152
Limite de resistência MPa 220 300 380
Ductilidade % BM 50 mm 45 68 70
Coeficiente de Poisson 0,35 0,35 0,35
Conduct. Elét. (Ω-m)-1 106 58 16 7,5
Conduct. térmica W/m-K 400 120 62
Coef. exp. térmica /oC-1 10-6 16,5 20 18,2
 COBRE PURO: boa resistência à corrosão no ar seco; no ar úmido e 
em presença de CO2, ele se reveste de uma camada de carbonato
 FABRICAÇÃO: 
 Fundição, laminação (quente ou frio), extrusão, estampagem
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 PRINCIPAIS EMPREGOS DO COBRE 
- Em INSTALAÇÕES ELÉTRICAS como condutor
- Em INSTALAÇÕES DE ÁGUA QUENTE (com isolamento) e fria, gás, 
refrigeração, ar condicionado, coberturas, redes de esgotos e pluviais...
Mas deve ser evitado o contato com outros metais (usar um isolamento)
- ELEMENTO DECORATIVO, PAREDES DIVISÓRIAS, TELHAS
PRINCIPAIS LIGAS DE COBRE
* LATÕES: COBRE MAIS ENTRE 5 E 45 % DE ZINCO 
Material dúctil e maleável; 
 resistência e dureza mas  conductividade térmica e elétrica
FERRAGENS: TORNEIRAS, TUBOS, FECHADURAS, ETC.
* BRONZES: COBRE MAIS ENTRE 5 E 20 % DE ESTANHO 
 tensão limite de escoamento e resistência
Boa resistência à corrosão.
FERRAGENS (TUBOS FLEXÍVEIS, TORNEIRAS, BUCHAS), VÁLVULAS, 
ORNATOS, ETC.
ZINCO
 MINÉRIOS: blende (sulfato), calamina (silicato) e smithsonita (carbonato)
 DENSIDADE 7,2 g/cm3
 LIM. RESISTÊNCIA TRAÇÃO 170 MPa 
 LIM. ELASTICIDADE 25 MPa
 No ar úmido se forma uma camada de óxido que protege o metal, mas 
atacado por ácidos
 Usado para PROTEGER OUTROS METAIS  GALVANIZAÇÃO
 Chapas lisas ou onduladas (revestimento de cobertura)
 Calhas e tubos condutores de fluidos
CHUMBO
 PRINCIPAL MINÉRIO: sulfeto de chumbo (galena)
 É o MAIS MOLE DOS METAIS PESADOS DENSIDADE 11,3 g/cm3
 LIM. RESISTÊNCIA TRAÇÃO 14 MPa
 LIM. ELASTICIDADE 4 MPa
 MODULO DE ELASTICIDADE 17 GPa 
 DUREZA muito baixa
 ALTA RESISTÊNCIA À CORROSÃO: forma uma camada protetora de 
hidrocarboneto de chumbo MAS ALTAMENTE TÓXICO
 Tubos e artefatos para canalizações mas não usar em canalizações 
para água corrente devido à toxicidade do hidrocarboneto de chumbo
 ABSORVENTE DE CHOQUE, VIBRAÇÕES E DE RAIOS-X
 Usado antigamente na composição das TINTAS, mas PERIGOSO
 Baterias para automóveis
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ESTANHO
 PRINCIPAL MINÉRIO: CASSITERITA
 DENSIDADE 7,3 g/cm3
 Usado p/ formar ligas, p/ proteção superficial de outros metais e na 
composição da solda de encanador (2/3 Pb - 1/3 Sn) que funde a 240oC
TITÁNIO
 DENSIDADE 4,5 g/cm3
 LIMITE DE RESISTÊNCIA 330 MPa; 
 LIMITE DE ESCOAMENTO 240 MPa
 MÓDULO DE ELASTICIDADE 107 GPa; 
 DUCTILIDADE 30 %
 ALTA RESISTÊNCIA À CORROSÃO MAS SOLDAGEM DIFÍCIL 
 CARO...
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