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FUNDAMENTOS 
DE 
PROJETO
Escolha dos Materiais
Seleção de Materiais
Aula 01
.
Procedimento típico de seleção de materiais 
(Afunilamento dos eventos)
	
 Dimensionamento: Equacionar a estabilidade do triângulo considerando o resultado no custo final.
Classificação dos Materiais de Engenharia.
O sistema de classificação mais comum atualmente dos materiais (50.000 a 60.000 tipos de materiais):
Cerâmicos
Polímeros
Compósitos
Semicondutores
Biomateriais
Naturais (madeira, couro, fibras naturais, etc...)
Compostos:
Boas propriedades mecânicas.
Baixa densidade.
Cerâmicos:
Isoladores térmico e elétrico.
Elevada resistência mecânica.
Baixa resistência ao impacto.
Baixa densidade.
Boa resistência a corrosão e ao desgaste
Polímeros:
Baixa condutibilidade térmica e elétrica.
Baixa resistência mecânica.
Baixa densidade.
Boa resistência a corrosão.
Disponíveis em muitas cores.
Fáceis de trabalhar.
Baixo custo.
Metal:
Boa condutibilidade térmica e elétrica.
Boa resistência mecânica.
Fáceis de trabalhar.
Baixo custo.
	Materiais de Engenharia
	Metais
	Polímeros
	Cerâmicos
E outros
	Compósitos
	Ferrosos
	Não ferrosos
	Termoplásticos
	Termorrígidos
	Elastômeros
	
	
	Metal
	Aluminio
	Acrílicos
	Epóxi
	
	Óxidos
	
	Aço Inox
	Cobre
	ABS
	Fenólicos
	
	Nitridos
	
	Aço ferramenta
	Titânio
	Nylons
	Poliéster
	
	Carbonetos
	
	Aços fundidos
	Tungstenio
	PVC
	Melamina 
	
	Vidros
	
	Outros
	Outros
	Polietileno
	Formaldeído
	
	Grafite
	
	
	
	Outros
	Baquelite
	
	Diamante
	
	
	
	
	Outros
	
	
	
Descritivo dos materiais.
Semicondutores:
Caracterizam por possuírem condutividade elétrica intermediária entre as dos condutores e as dos isolantes; esses materiais possibilitaram o advento dos circuitos integrados.
No estado puro (natural) apresenta baixa condutividade elétrica (isolante), possibilidade de se poder variar substancialmente sua condutividade elétrica pela alteração controlada de sua composição química ou estrutura cristalina.
Grau de condutividade ou o mecanismo da condução dos semicondutores dependerá do tipo de impureza (átomos) que será introduzido no cristal.
Aquecimento do semicondutor aumenta a sua condutividade permitindo um maior fluxo de corrente elétrica.
Dopagem consiste no processo de introduzir impureza (átomo) no cristal.
A base para os semicondutores são os elementos Si e Ge. O controle preciso da pureza química garante efeitos particulares com relação as propriedades eletrônicas.
São muitos pontos semelhantes ao material cerâmico, podendo ser considerado como sendo uma subclasse da cerâmica.
Aplicações:
Células solares (CdS).
Retificadores de corrente elétrica (diodo de Si ou Ge).
Diodo semicondutor: componente usado na transformação de corrente alternada em corrente continua, que pode se comportar como isolante elétrico ou condutor, dependendo da forma como a tensão é aplicada em seus terminais:
Si – Silício.
Ge – Germânio.
As – Arsênio.
Cd – Cádmio.
S – Enxofre.
Biomateriais:
Apresenta características especificas que permitem a sua utilização como componente implantado no interior do corpo humano, substituindo as partes doentes ou danificadas do mesmo.
Substituição de parte do corpo que perdeu sua função: Quadril, Fêmur, Joelho, coração.
Assistir a uma função (marca passo, Stent);
Assistir a cura (Estrutural, sutural, liberação controlada de fármacos);
Materiais para engenharia de tecidos.
Materiais disponíveis para utilização em prótese ortopédicas:
Alumina: Usada de forma restrita, apresenta alta resistência ao desgaste, dificultando possíveis ajustes dimensionais, mas é friável ao desgaste e osseointegravél.
Zircônia: (Dióxido de zircônio – ZrO2 – Imita o diamante). Usada de forma restrita, apresenta alta resistência ao desgaste, dificultando possíveis ajustes dimensionais, é friável ao desgaste e osseointegravél.
Hidroxiapatita: (mineral, o esmalte que cobre os dentes, fosfato de cálcio). Suporta esforços de baixa intensidade. Possui alto índice de desgaste.
UHMWPE: polietileno de alto peso molecular. Tem sido usado de forma experimental. Apresenta desgaste elevado. E não é osseointegravél.
Inox 317L, 316l VM e 23Cr-Ni-5Mn: seu uso resulta em alto desgaste das estruturas ósseas e não é osseointegravél.
Liga Cr-Co-Mo: Restrita devido ao alto desgaste e desprendimento de material que provoca reação nos tecidos vizinhos. Não osseointegravél.
Tântalo: Não suporta solicitações de esforços adequadas. Osseointegravél.
Nióbio: Utilizado de forma experimental, poucos estudos. Osseointegravél.
Titânio: Mais utilizado atualmente. Excelentes características, maior numero de pesquisas. Índice de sucesso superior aos demais. Osseointegravél.
Exemplo de Aplicação do Biomaterial: Titânio.
Fabricação de haste e capa, fixados ao osso com cimento especial.
Característica do Titânio:
Biocompatibilidade.
Trabalhabilidade.
Favorece o processo de osseointegração Biofixação.
Fiável: Possível de sofre fragmentação, esfacelamento, reduzir a pó.
Enquanto o Transplante não chega.
O coração artificial fabricado peça empresa norte americana Syncardia Systems já é completamente operacional. Um paciente no Arizona o usou por mais de quatro anos, vivendo em casa, com sua rotina normal enquanto aguardava um doador compatível, trem o protótipo do primeiro coração artificial desenvolvido no Brasil. A peça de poliuretano, pouco maior que uma laranja e pesando 700 gramas está pronta para ser usada e dar sobrevida aos paci- 
Fonte: hsm manegement / edição 114 – jan/fev 2016.
-cientes até o recebimento do órgão em um transplante.
O preço é diferente, com incentivo público, custam R$ 60 mil, em comparação a R$ 500 mil dos modelos estrangeiros, e não precisa ser retificada.
Polímeros.
Grupo mais importante de materiais não metálicos utilizados em aplicações industriais. Os materiais polímeros são constituídos por cadeias longas ou redes de moléculas orgânicas (repetição dos monômeros) que formam estruturas não alcalinas.
Base são as macromoléculas hidrocarbônicas (Carbono e Hidrogênio).
São classificadas em plásticos e elastômeros (acrílico, ABS, PVC, etc.) e os termoenduraciveis ou termorrígidos (baquelite, resina epóxi, etc.).
Termoplásticos: Capaz de serem moldados varias vezes, devida a tendência de tornar fluidos sob a ação da temperatura.
Termorrígidos: São maleáveis apenas no momento da fabricação do objeto, depois de pronto não há como remodela-los.
Densidade:
Aço = 7,8 g/cm³
Al = 2,7 g/cm³
Vidro = 2,6 g/cm³
Plástico = 0.9 a 1,5 g/cm³
Características: 
São materiais de grande ductilidade.
Baixo peso.
Baixo custo com alternativa para aplicações estruturais.
Baixa resistência quando comparado aos metais.
Baixo custo de fusão e alta reatividade (plásticos comuns).
Boa resistência a corrosão.
Baixa condutividade térmica e elétrica.
Alguns polímeros de engenharia.
PET (Polietileno tereftalato).
EPDM (Etileno propeno diaminio manômero).
PP (Polipropileno).
PE (Polietileno).
PVC (Policloreto de vinila).
Plástico Biodegradável: (BRASKEN)
Cana de açúcar, milho, etc.
Sacos de supermercados.
Materiais metálicos.
São combinações de elementos metálicos e constituem o mais importante grupo de materiais de construção, mecânica, podem ser subdivididos em matérias ferrosos e não ferrosos. 
Características.
Resistencia;
Conformabilidade.
Envolvem praticamente toda a tabela periódica, ou seja:
Ferro e aços a partir do elemento Fe;
Ligas de alumínio a partir do elemento Al;
Ligas de magnésio a partir do elemento Mg;
Ligas de níquel a partir do elemento Ni;
Ligas de titânio a partir do elemento Ti.
Aço doce:
Carbono até 0,25%;
Fácil de soldar.
Aço meioduro:
Carbono até 0,25 até 0,50%;
Media dificuldade na solda.
Aço duro:
Carbono acima de 0,50%;
Difícil de soldagem.
Compósitos.
É o material formado pela combinação de dois ou mais reunidos com objetivo de associar e agregar as melhores propriedades de ambos.
Um compósito pode resultar, portanto. De uma combinação das três categorias anteriores (metais, cerâmicos e polímeros).
Os principais constituintes dos compósitos são:
Uma matriz: que pode ser um polímero, uma cerâmica ou outro material que sirva como meio agregante e que confere estruturas ao material compósito.
Um reforço: que atua agregando à matriz e que fornece as propriedades mecânicas eletromagnéticas e químicas desejadas para o compósito, como reforços estão às fibras de vidro, fibras de carbono. Fibras de aramida, e metais.
Um exemplo clássico é o compósito da matriz polímera com fibra de vidro. O material compósito apresenta a resistência da fibra de vidro associado a flexibilidade do polímero.
Plástico reforçado com fibra de carbono concorre com Alumino na fabricação de rodas.
Há bem poucos anos, as rodas de ligas leves (lê-se alumínio) revolucionaram a mercado automotivo, hoje em dia já integram os itens de série da maior parte dos nossos carros isso faz bem pouco tempo.
Um novo desenvolvimento deverá abalar este mercado novamente.
Trata-se de rodas fabricadas em plástico de alto desempenho reforçado com fibra de carbono (CFRP – Carbon fiber reinforced plastic). Este material, super resistente, é extremamente leve e até três vezes mais resistente e duro do que o aço, o alumínio e mesmo o titânio.
As rodas fabricadas pela empresa australiana Carbon Revolution, por exemplo, são40% a 50% mais leves do que as equivalentes fundidas em alumínio (redução de 3 kg por roda), sem comprometimento das suas propriedades. Com isso, vêm à redução do consumo de combustível, vibrações e ruídos.
Propriedades mecânicas melhoradas: estabilidade térmica e química, dinâmica de força, resistência e boas características de funcionamento continuam.
Fonte: Revista Fundição e Serviço – maio/2014.
Cerâmicos:
A característica comum e estes materiais é serem constituídos de elementos metálicos e elementos não metálicos (óxidos, nitretos e carbetos), ligados por ligações de caráter misto, iônico covalente.
São geralmente isolantes elétricos, embora possam existir matérias cerâmicos semicondutores, condutores e até mesmo supercondutores (estes dois últimos, em faixa especifica de temperatura).
Os matérias cerâmicos são geralmente duros e frágeis;
Estabilidade química: está entre os melhores materiais que resistem ao ataque de substancias químico (recipiente para armazenar ácidos e bases).
Propriedades Térmicas:
Ponto de fusão bastante elevada;
Habilidade em manter as demais propriedades a temperaturas relativamente altas (boa opção de material para produtos que serão utilizados em altas temperaturas);
Resistencia ao desgaste por abrasão: os matérias cerâmicos estão entre os mais duros que se conhece (utilizado no polimento de outros matérias);
Biocompatibilidade: classificado como bioativos, ou seja, são tratados pelo corpo humano como se fossem naturais, porque nossos dentes e ossos contem material cerâmico.
Os principais materiais cerâmicos são:
Materiais cerâmicos tradicionais: cerâmicas estruturais, louça, refratário (provenientes de matérias primas argilosas, caulim quartzo);
Vidros e Vitro – Cerâmicas;
Abrasivos;
Cimentos;
Cerâmicas térmicas ou Avançadas: obtidas por compressão e sinterização de pó de alta pureza com um fim especifico, aplicações eletro eletrônicas, mecânicas, ópicas, biomédicas.
O alumínio é um excelente comum de metal, mas o seu oxido Al2O3 é típico da família dos cerâmicos óxidos.
Ponto de fusão do Al2O3 = 2020°C;
Ponto de fusão do Al = 660°C;
O Al2O3 é mais estável e resistente ao calor.
Exemplo de aplicação:
Fabricação de tijolos refratários para aplicação em fornos industriais.
Características gerais dos materiais Cerâmicos:
Elevada resistência mecânica (alta dureza);
Mal condutor de corrente elétrica em geral com exceção da grafita;
Isolante térmico em geral;
Mais estável do que os metais;
Resistente à altas temperaturas (600°C a 1600°C) refratários;
Resistente a corrosão (baixa reatividade);
Elevada fragilidade é a sua principal desvantagem;
Porcentagem de material usado em um típico carro de passageiro.
 
Future Vehicles and Materials Techonologies.
SELEÇÃO DE MATERIAL (SM)
Seleção de Material (SM).
A SM é uma das principais tarefas do projeto, pois dela dependerá o sucesso do produto final;
A escolha de um material não pode ser feita sem levar em consideração os processos de fabricação exigidos (por exemplo, conformação e soldagem, etc);
A seleção deve ser feita visando não só atender a requisitos de resistência mecânica, de tenacidade, de resistência a corrosão, etc., mas também visando adequar o material aos processos de fabricação disponíveis ou já existentes.
A viabilização de um produto ou componente é tarefa de natureza interativa entre:
Nível de projeto;
Nível de materiais;
Procedimento de fabricação.
Objetivo da SM.
O menos custo de fabricação para uma dada qualidade industrial especifica deve ser o objetivo a ser perseguido na seleção de um material, quando se tem uma série de processos de fabricação e diversos materiais disponíveis.
Exemplo de seleção:
A seleção de materiais está relacionada com os processos de fabricação (soldagem, fundição, forjamento, etc.). Assim, se os procedimentos de soldagem fazem parte da obtenção do produto, por exemplo, a propriedade de soldabilidade das diversas ligas metálicas disponíveis deve ser considerada, pois a menor ou maior dificuldade em ser soldada intervém na escolha de uma ou outra liga.
Se dois processos forem tecnicamente viáveis, deve-se levar em considerações, por exemplo, a influencia de cada um deles nas propriedades mecânicas de uma peça obtida. Também devem ser considerados: o acabamento superficial e tolerância (para as peças fundidas em areia estes itens são muito maiores do que para o forjamento em matriz fechada); a escala de produção (o alto custo do material deve ser amortizado com um numero de peças muito maior) e a usinabilidade (para o forjamento em matriz fechada, o volume de material a ser retirado por usinagem será bem pequeno).
Fabricação.
Compõem-se de um rol de indicações técnicas referentes a forma, as dimensões, as tolerâncias, ao acabamento e aos materiais constituintes do produto.
Determinados materiais são mais resistentes, contudo são mais difíceis de serem processados (as dimensões da peça afetam a seleção do material constituinte e o seu processo de fabricação).
Alguns processos somente permitem obter peças pequenas dimensões ou tem limitações quanto às tolerâncias dimensionais.
A quantidade de peças a serem fabricadas é outro fator que afeta o projeto do processo de fabricação. Determinados processos são economicamente viáveis em função da quantidade mínima de fabricação.
Critérios de seleção de materiais (Ferrante – 2002).
Os mais representativos são:
Considerações dimensionais;
Considerações de forma;
Considerações de peso;
Considerações de resistência mecânica;
Resistencia ao desgaste;
Conhecimento das variáveis de operações;
Facilidade de fabricação;
Requisitos de durabilidade;
Numero de unidades;
Disponibilidade de material;
Custo;
Existência de especificações e códigos;
Viabilidade de reciclagem;
Valor de sucata;
Grau de normalização;
Tipo de carregamento;
Fatores que influenciam a seleção de um material industrial (Freire – 1993).
1. Considerações do material: O material compreende as solicitações mecânicas e o local de trabalho do material. Exemplos: Uma peça que será submetida a esforços de tração, deve ser constituídade material resistente a esse esforço. Uma bomba que transportará ácido sulfúrico deve ser constituída de material que não seja atacado por esse acido.
2. Disponibilidade do material: O material a ser selecionado deve estar disponível em quantidade necessária e quando desejado (no caso de reposição de peças). Por esse motivo, é aconselhável o uso de catálogos de fabricantes na seleção do material.
3. Custo: Este fator engloba tanto o custo do material bruto, como o do processo de fabricação que será utilizado na confecção do produto.
4. Aparência: É importante somente quando o produto fabricado ficará exposto ao público, pois nesse caso deverá ter um aspecto agradável (material de acabamento de eletrodomésticos, tampas de panelas, etc.). Quando o produto ficar escondido, o aspecto deixa de ter importância, como no caso0 dos tirantes de sustentação do forro.
5. Adaptabilidade para os processos de fabricação: Se no local da produção existe um processo de fabricação, deve-se selecionar para a constituição do produto um material que se preste ao processo já instalado. Por exemplo: se no local já existe uma fundição, deve-se optar por material que tenha características que possibilitem a sua utilização naquele processo, evitando-se assim, o aumento do custo final do produto devido à instalação de um novo processo de fabricação.
6. Forma da peça: A forma da peça, em certos casos, condiciona o processo de fabricação, influindo assim, indiretamente na escolha do material. Por exemplo: uma peça complexa, com furos e protuberâncias, deve ser fabricada a partir de um processo de fundição; já uma peça de forma simétrica pode ser confeccionada por usinagem; portanto, opta-se por um material que se adapte a tais processos.
A resistência mecânica. 
Uma das propriedades mais conhecidas e com maior número de oportunidades de escolha, em função de grande quantidade de matérias disponíveis.
Entretanto, a seleção em termos de resistência mecânica pode ser um pouco complexa, pois em alguns casos há necessidade de combina-la com outras propriedades.
 
Muitas vezes torna-se necessário sacrificar à resistência mecânica em favor da tenacidade ou resistência a corrosão sobtensão, por exemplo, de um produto que irá trabalhar em um ambiente cuja atmosfera é rica em amônia (NH3), a qual favorece a suscetibilidade do material a corrosão sobtensão; diminuir a resistência mecânica pode ser benéfico nessas condições, mas tal solução proposta provocará efeitos negativos imediatos, como o aumento da seção resistente da estrutura com a consequente elevação de peso e volume, eventual dificuldade de fabricação, etc.
Diferentes necessidades de SM. 
Necessidade de substituir o material (Aço Inox. Hexavalente ou Amianto).
Exigência de projeto;
Exigência da sociedade:
Consumo de energia;
Preservação da vida e do meio ambiente;
Prever a eficácia e a durabilidade;
Redução de custos:
Economia com a troca de materiais.
Exemplo: Pedais em nylon reforçado com fibra de vidro.
Redução de peso:
Requisito universal para qualquer produto móvel.
Exemplo: Indústria automotiva.
Novas condições de serviço:
Aumento de pressão e temperatura.
Exemplo: Equipamento de processo na indústria química.
Obs.: A não relevância desse fator pode gerar problemas imprevistos como recall.
Exemplo: câmeras digitais e baterias de notebooks.
Materiais versus processos:
Substituição para adoção de um processo mais econômico.
Novos materiais:
Adoção de um novo material pode levar ao projeto completo do produto ou componente.
Exemplo: Uso de chapa pre-pintada (substituir solda por rebite).
Características dos materiais.
Materiais Fundidos:
Ouro, Cobre e suas ligas (bronze), Aluminio, Ferro e aço.
Quantidades de carbono presente no metal ferroso entre:
2,0 e 4,5% = Ferro Fundido.
For menor do que 2% = Aço.
Ferro Fundido: Cinzento, Branco, Maleável e Nodular, cuja classificação depende de:
Quantidade de cada elemento químico;
Maneira como é resfriado;
Como é tratado termicamente.
Ferro Fundido Cinzento (NBR6589).
O que determina à classificação em cinzento ou Branco á a aparência da fratura do material depois que ele resfria;
Ferro Fundido Cinzento, o carbono se apresenta sob a forma de grafita, em flocos ou laminas;
Teor de Silício (até 2,8%) e o resfriamento lento, são fatore3s que auxilia na formação da grafita;
Propriedades: boa usinabilidade, grande capacidade de amortecer vibrações, resistência mecânica satisfatória e boa resistência ao desgaste.
Aplicação: bases de maquinas, carcaças metálicas, barramentos, cabeçotes, mesas de maquinas operatrizes, engrenagens, virabrequim, bases pesadas e colunas de maquinas, buchas grandes, blocos de motor, anéis de pistão, produtos sanitários, tampas de poças de inspeções, carcaças de compressores, rotores, pistões hidráulicos, engrenagens, eixos do comando de válvulas.
Ferro Fundido Branco.
Ferro Fundido Branco, o carbono, após solidificação, fica na forma de carboneto de ferro ou cementita (Fe3C);
Os teores de Carbono e os de silícios devem ser baixos e a velocidade de resfriamento deve ser maior que o cinzento;
Ferros Fundidos Brancos ligados, elementos como o cromo, o molibdênio e o vanádio funcionam como estabilizadores dos carbonetos, aumentando a dureza;
Propriedades: são frágeis, com uma grande resistência á compressão, ao desgaste a abrasão. Essa resistência e alta dureza se mantem mesmo em temperaturas elevadas, difícil usinabilidade.
Aplicação: equipamento de manuseio de terra, mineração e moagem, rodas de vagões e revestimentos de moinhos.
Ferro Fundido Maleável.
É um material que reúne as vantagens do aço e as do ferro fundido cinzento. Assim, ele tem, ao mesmo tempo, alta resistência mecânica e alta fluidez no estado liquido o que permite a produção de peças complexas e finas.
Produzido a partir do ferro fundido branco submetido a um tratamento térmico (maleabilizarão), por varias horas.
As peças fabricadas com esse material apresenta mais resistência ao choque e as deformações. Dependendo das condições do tratamento térmico, o ferro pode apresentar o núcleo preto ou branco.
Núcleo preto (NBR6590): usado para a fabricação de suportes de molas, caixas de direção, cubos de rodas, bielas, conexões para tubulações hidráulicas e industriais.
Núcleo branco (NBR6914): características semelhantes as de um alo de baixo carbono e pode ser soldado. Aplicação: na fabricação de barras de torção, corpos de mancais, flanges para tubos de escapamento.
Propriedades: Ductilidade e tenacidade, resistência à tração, resistência a fadiga, resistência ao desgaste e usinabilidade.
Ferro Fundido Nodular (Dúctil).
Apresenta na estrutura partículas arredondadas de grafita, obtido com a adição do magnésio e outros elementos, na massa metálica ainda liquida.
Com o auxilio de tratamento térmico adequado, esse material pode apresentar propriedades, como ductilidade, tenacidade, usinabilidade e a s resistências mecânicas e a corrosão, melhores do que de alguns aços carbonos.
Devido ao menor custo de processamento e as melhores características mecânicas, está substituindo alguns tipos de aços e os ferros fundidos maleáveis na maioria de usa aplicações.
Aplicação: peças sujeitas a pressão, como compressores, lingueteiras e bielas e outros tipos de peças que exijam maior resistência ao choque, como virabrequins, matrizes, mancais, polias, rodas dentadas, engates, sapatas, tambores de freio, etc.
Principais tipos de aços carbonos e aços ligados.
Aços inoxidáveis.
Quatro fatores aumentam cada vez mais a tendência do uso do aço inoxidavel:
Aparência;
Resistencia a corrosão;
Resistencia a oxidação;
Resistencia mecânica.
Vantagens:
Alta resistência corrosão;
Resistencia mecânica adequada e resistência a altas temperaturas;
Facilidade de limpeza / baixa rugosidade superficial /aparência higiênica;
Material inerte;
Facilidade de conformação e de facilidade união;
Resistencia as variações bruscas de temperatura;
Resistencia a temperaturas criogênicas (abaixo de 0°C);
Acabamento superficial e formas variadas;
Forte apelo visual (modernidade, leveza e prestigio);
Relação custo/beneficio favorável;
Baixo custo de manutenção;
Material reciclável.
Uso típico dos aços inoxidáveis.
A aparência brilhante atraente dos aos inoxidáveis, que se mantem ao longo do tempo com simples limpeza, associada a resistência mecânica, torna esse material adequados aos usos na construção arquitetônica, na fabricação de moveis e objetos de uso domestico.
A resistência à corrosão dos aços inoxidáveis nãos diversos meios químicos permitem o seu emprego em recipientes, tubulações e componentes de equipamento de processamento de produtos alimentares e farmacêuticos, de celulose e papel, de produtos de petróleo e de produtos químicos em geral.
A resistência à oxidação, em temperaturas mais elevadas, torna possível o seu uso em componentes de fornis, câmaras de combustão, trocadores de calor e motores térmicos.
A resistência mecânica relativamente elevada, tanto a temperatura ambiente como as baixas temperaturas, faz com que sejam usados em componentes de maquinas e equipamentos nos quais se exige alta confiabilidade de desempenho como, por exemplo: partes de aeronaves e misseis, vasos de pressão, e componentes estruturais menores como parafusos e hastes. 
Principais tipos de aços inoxidáveis.
 
	
	Aços inoxidáveis Duplex.
Aços inoxidáveis compostos pela combinação de dois tipos de microestrutura: Ferritica e Austenitíca.
Sua principal característica é a excelente resistência a corrosão em meios agressivos devido a sua habilidade em se passivar, e permanecer no estado passivo em diversos meios aos quais é submetido.
Propriedades: superplasticidade, alta resistência à corrosão e a sua resistência mecânica superior a dos aços inoxidáveis comuns.
São difíceis de soldar, pois quando aquecidos e posteriormente resfriados, formam precipitados, que interferem diretamente na soldabilidade.
Aplicações: nas indústrias químicas, de óleo, gás, papel celulose, aplicado principalmente em evaporadores, dutos, unidades de dessalinização e dessulfuração, equipamento para destilação, tanques de condução e armazenamento de material corrosivo.
Exemplo de aços duplex: 2205 (1.4462) e 1.4501.
Principais tipos ligas de alumínio.
	
DESCRITIVO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAS:
	
Propriedades mecânicas.
Maleabilidade: propriedade de certos metais que permitem a deformação a frio ou a quente, sem se romperem. Possibilita a transformação em chapas de pouca espessura.
Elasticidade: propriedade dos corpos deformados sob ação momentânea de uma força, que tendem a retornar a sua forma primitiva, desde que a força deixe de atuar.
Plasticidade: propriedade inversa da elasticidade. É a capacidade de certos metais se deformarem de maneira irreversível, quando submetidos a solicitações externas.
Dureza: resistência ao risco ou abrasão. Na pratica mede-se dureza peça resistência que a superfície do material oferece a penetração de uma peça de maior dureza. Existem diversos processos como Brinell, Rockwell, Shore, Vickers. As relações físicas entre dureza e resistência foram estabelecidas experimentalmente, de modo que o ensaio de dureza é um meio indireto de verificar a resistência do aço. Resistencia superficial do material á penetração, ao desgaste e ao atrito.
Tenacidade: é a capacidade de o material absorver energia mecânica com deformações elásticas e plásticas até a sua ruptura. O material tenaz, material resistente e dúctil.
Ductilidade: é a capacidade de o material se deformar sob a ação das cargas até a sua fratura (alongamento linear ou redução de área). A ductilidade tem importância porque conduz a mecanismos de ruptura acompanhados de grandes deformações que fornecem avisos da atuação de cargas elevadas. É a habilidade de o material mudar a sua forma sem fratura.
Fragilidade: é o oposto da ductilidade. Os aços podem ser tornados frágeis pela ação de diversos agentes: baixa temperatura ambiente, efeitos térmicos locais causados, por exemplo, por solda elétrica. O estudo das condições em que os aços se tornem frágeis tem grande importância nas construções metálicas, uma vez que os materiais frágeis se rompem bruscamente.
Fluência: fenômeno de alongamento continuo e que pode conduzir á ruptura, ocorre quando a material é submetido a cargas de tração constantes por longo períodos a elevadas temperaturas.
Resiliência: é a capacidade que alguns materiais têm em absorver energia elástica, isto é, dentro da zona elástica, liberando a quando descarregada.
Fadiga: a resistência a ruptura dos materiais é, em geral, medida em ensaios elásticos. Quando as peças metálicas trabalham sob efeito de esforços repetidos em grande numero, pode haver ruptura em tensões inferiores as obtidas em ensaios estáticos. Esse efeito denomina-se fadiga do material. A resistência à fadiga é, em geral, determinante no dimensionamento de peças sob ação de dinâmicas importantes, tais como peças de maquinas e pontes, etc.
Resistencia mecânica: é a sua capacidade de suportar as solicitações externas que estas venham a lhe causar deformações plásticas (deformações irreversíveis).
Limite de escoamento: indica o inicio da deformação plástica do material.
Ponto de fusão: temperatura na qual o metal passa do estado do solido para o estado liquido.
Novos materiais.
Nanotubos (1991)
Grafeno (2004): folha planar de átomos de Carbono densamente compactados. Altamente estável.
É uma das formas cristalinas do carbono, assim como o diamante.
O Grafeno de alta qualidade é muito forte, leve, quase transparente. Um excelente condutor de calor e eletricidade (melhor que o silício na condução elétrica).
Próxima geração de baterias, telas e computadores.
Centro de pesquisa focado no Grafeno esta sendo construído no Mackenzie.
Aerogel de Grafeno (2013): material mais leve do mundo, o ar (1,2 mg/cm³) é 7,5 vezes mais pesado que o Grafeno. Altamente flexível. O material é uma espuma baseada em Nanotubos de Carbono congelados a seco e laminas de oxido de Grafeno.
Pesquisadores brasileiros inventam plástico comestível feito de frutas e vegetais.
Pesquisadores da EMBRAPA instrumentação, de São Carlos (SP), desenvolveram uma série de películas comestíveis que funcionam como plástico. Os sabores incluem espinafre, mamão, goiabada e tomate, mas a técnica permite que outros sabores sejam desenvolvidos. O trabalho recebeu financiamento de R% 200 mil e o material, além de ser biodegradável, pode ser utilizado no preparo dos alimentos. Dessa forma, uma pizza que esteja embalada com o material pode ir ao forno diretamente, assim como outros alimentos. A película pode, inclusive, ser utilizada como parte do tempero.
Pesquisadores brasileiros desenvolvem teia de aranha sintética.
A pesquisa é desenvolvida na EMBRAPA recursos genéticos e biotecnologia, em Brasília, e liderada pelo pesquisador Elíbio Rech. Ele explica que a teia de aranha é um produto com alta aplicabilidade comercial, e a firma como pode ser produzida define o conceito de sustentabilidade e uso racional da biodiversidade.
.“É um material novo que tem duas características, flexíveis e resistência, e também é biodegradável. Ele tem uma característica física que permite um melhor desempenho para tudo”.
	
Material mais leve do mundo, formado por 99,99% de ar.
A Boeing publicou um vídeo em que mostra um material criado pela empresa, o microlattice. Ele é feito usando metal e é 100 vezes mais leve do que isopor. 99,99% de sua composição é de ar.
Uma estrutura 3D de polímero de células abertas, podendo ser comparado a estrutura de um osso, explica Sophia Yang,cientista do laboratório HRL (uma joint venture da Boeing). O metal foi criado, principalmente, para o uso em componentes estruturais de aeronaves (como as paredes internas, e bagageiros). A primeira vez que o microlattice ficou conhecido foi em novembro de 2011. Nessa época, ele foi nomeado como uma das 10 melhores inovações de 2012.
http:www.msn.com/pt-br/noticias/ciência-e-tecnologia/
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Impressão 3D no espaço com participação brasileira.
Astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional conseguiram realizar uma impressão 3D fora da atmosfera terrestre, e ela foi feita usando um insumo nacional, chamado I’m Green™, criado pela Braskem, a maior empresa do segmento de resinas termoplásticas das Américas. O Plástico Verde I’m Green™ é produzido a partir da cana-de-açúcar e é completamente reciclável. O feito é importante porque permitirá, a partir de agora, a impressão de utensílios ou ferramentas a bordo de estações ou naves espaciais.
 
Monopólio brasileiro do Nióbio gera cobiça mundial.
Um metal raro no mundo, Brasil possui 98% das reservas mundiais, e o Canadá os outros 2%. Considerado fundamental para indústria de alta tecnologia e cuja demanda tem aumentado nos últimos anos. O nióbio está sendo usado como elemento de liga na produção de aços especiais (metais mais resistentes à corrosão e a temperaturas extremas). Quando adicionado na proporção de gramas por tonelada de aço, confere maior tenacidade e leveza. O nióbio é atualmente empregado em automóveis, turbinas de avião, gasodutos, em tomógrafos de ressonância magnética, na indústria aeroespacial, bélica e nuclear, além de outras inúmeras aplicações como lentes óticas, lâmpadas de alta intensidade, bens eletrônicos e até piercings.
Conforme IBRAM (Instituto Brasileiro de Mineração) em 2012, minérios exportados e porcentagem.
1° Ferro = 80,06%
2° Ouro = 6,06%
3° Nióbio = 4,68%
Empresas atuando no Brasil:
Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) 80%.
Líder no mercado mundial.
70% Empresa brasileira.
30% Empresa Japonesa, chinesa e sul coreana (2011)
Canadá = 10% da produção mundial.
Carros mais leves.
Nissan: aço mais leve e resistente (AHSS – Advanced High Strength Steel).
Estimativa de redução no peso final do carro em 17%.
Previsão do inicio de produção com essa inovadora liga metálica a partir de 2017.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
COLLINS, J – Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas – 1ª ed. Rio de Janeiro – LTC Livros técnicos
CALLISTER JR., Willian D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5.ed. Rio de janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2002 Carlos: Editora da UFSCar, 2002.
FREIRE, J.M. Materiais de construção mecânica: Tecnologia mecânica. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1989.