Atividade prática Tecnologia dos Materiais

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UNINTER 
ESP 
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
 
SELEÇÃO DE MATERIAIS 
 
 
 
 
Trabalho orientado pelo professor Marcos Baroncini Proença 
Como parte da avaliação da disciplina de Tecnologia dos Materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Philippe Duarte Beltrani – 1747755 
São Paulo, SP- 28/08/2018 
 
 
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Sumário 
1 Introdução _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 
2 Especificações técnicas do produto _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _4 
3 Material metálico _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5 
 3.1 - Austeníticos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5 
 3.2 - Duplex _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 7 
 3.3 -Endurecíveis por precipitação _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 9 
 3.4 -Ferríticos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 9 
 3.5 - Martensíticos_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 11 
4 Material polimérico _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _13 
 4.1 - Polietileno_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13 
 4.2 - Polipropileno_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 16 
 4.3 – Poliuretano _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 16 
5 Material Cerâmico _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 17 
 5.1 -Vidro _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 17 
6 Proposta de troca de materiais _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 19 
7 Referências _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 - Introdução: 
 
 
Para análise dos materiais, vamos utilizar o fogão doméstico como base de 
análise, tendo em vista que o mesmo apresenta componentes, metálicos, 
polímeros plásticos e peças cerâmicas. 
Sabendo que o objeto mencionado é de uso contínuo e diário na maior parte 
das famílias de nosso país, a análise que se dará adiante, tem como objetivo 
verificar os materiais utilizados em todos os componentes do item(fogão) e 
classificar suas características, resistências, assim sendo possível ao leitor 
avaliar o material e entender sua composição. 
O fogão utilizado na análise é de fabricação Brastemp- modelo “BFD5SAR” - 
De 5 bocas, composto por um forno a gás, um forno elétrico, um painel digital, 
6 “Botões” de polímero plástico, vidro na composição da mesa e nas portas dos 
fornos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 -Especificações técnicas: 
Fonte - https://www.brastemp.com.br/produto/fogao-brastemp-ative-smart-cook-piso-5-
bocas/#especificacoes-1&cor=cor-inox 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 - Material metálico. 
 Foi selecionado para análise nesse trabalho o aço inox, que compõe toda a 
carcaça do fogão, além dos painéis de estufa do forno. 
Importante ressaltar que a utilização do INOX tem sua escolha mais afetada 
pela parte estética do produto, visando, entretanto, propriedades mecânicas 
melhores do que outros tipos de aços utilizados em fogões mais baratos. 
A utilização do aço inox, encarece o produto pois aumenta de forma visível sua 
estética e embelezamento, sendo um produto mais visado do que com um aço 
menos trabalho. 
Aço Inox ou Aço Inoxidável é uma liga metálica constituída basicamente de 
uma mistura de ferro com no mínimo 12% de cromo (Cr), o que o torna superior 
ao aço comum em quesitos como resistência ao impacto, ao calor e à corrosão. 
Sua utilização em itens domésticos (como talheres, panelas e itens da linha 
branca – geladeiras e fogões, por exemplo), é bastante conhecida por 
apresentar uma superfície não porosa e lisa que dificulta o acúmulo de 
bactérias. Por este mesmo motivo ele também é muito utilizado em instalações 
de hospitais e cozinhas industriais. Mas o aço "inox" também pode ser utilizado 
na construção civil, em indústrias, ônibus, automóveis e mobiliários urbanos e 
possui um forte apelo visual. 
Sua principal característica, a resistência à corrosão, se deve a presença do 
cromo que ao reagir com o oxigênio da atmosfera forma uma camada 
superficial que protege o aço de agentes oxidantes. Essa película protetora, 
muito fina e resistente, é formada por óxido de cromo e, se arranhada ou 
desfeita por algum motivo, rapidamente se recompõe, bastando para isso que 
haja oxigênio. 
Com adição de alguns elementos a liga de aço inox ganha mais propriedades e 
aplicações. Esta diversificação possibilita criar vários os tipos de aço inox, que 
podem ser classificados em famílias, tais como: 
3.1 - Austeníticos 
Os aços inoxidáveis austeníticos são os maiores, em termos de número de 
ligas e de utilização. Ligas Fe-Cr-Ni. 
Composta basicamente por ferro, cromo e níquel, têm como características a 
resistência à corrosão, boa resposta aos trabalhos a frio, ótimas propriedades 
mecânicas e facilidade em operações de soldagem. 
Possuem de 17% a 25% de cromo, e de 7% a 20% de níquel (Núcleo Inox). 
Apresentam alta ductilidade e soldabilidade e são o tipo de aço inox mais 
utilizado por apresentar melhor resistência a corrosão, principalmente se 
adicionados elementos como o molibdênio ou reduzido seu teor de carbono. 
 
 
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Não são magnéticos e podem ser utilizados para trabalhos a temperaturas 
muito baixas (menor que 0°C) ou muito altas (até 925°C). 
Exemplos de aços Austeníticos: 
Aço 304: com alta resistência à oxidação e à corrosão, esta liga é excelente 
para fabricação de equipamentos para hospitais, indústrias químicas, 
farmacêuticas e petroquímicas, entre outras, pois evita a ferrugem, cujas 
partículas podem alterar a composição dos produtos na hora da produção; 
Aço 304L: uma versão aprimorada do 304, esta liga pode ser usada nos 
mesmos locais, porém, com preferência para situações nas quais é necessário 
evitar a corrosão intercristalina; 
Aço 316: conta com molibdênio em sua fórmula, o que torna esta liga superior 
aos 304 e 304L para aplicações nos mesmos tipos de indústrias; 
Aço 316L: semelhante ao 316, só que com baixo teor de carbono, o que 
proporciona maior resistência à corrosão intercristalina. 
 
 
 
 
 
 
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3.2 -Dúplex 
Conta com cromo, níquel, molibdênio, austenita e ferrita em sua composição. É 
um aço formado por uma estrutura dupla de matriz ferrítica com ilhas de 
austenita e que apresenta características de elevada resistência mecânica e à 
corrosão. Um exemplo é o aço 2205. A família Dúplex tem resistência 
mecânica superior à família dos Austeníticos. Tem aplicações em dutos, 
evaporadores, destiladores e tanques diversos, pois suportam melhor a 
corrosão sob tensão. 
 
 
 
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3.3 -Endurecíveis por precipitação 
Pertencem a esta família os aços 17 e 520B, que podem ser tratados 
termicamente para oferecer boa tenacidade e ductilidade. 
Os aços endurecíveis por precipitação (PH) tem boa ductilidade e tenacidade, 
dependendo do tratamento térmico. Sua resistência à corrosão é comparável 
ao aço austenítico 304 (1.4301). Podem ser soldados mais facilmente que os 
aços martensíticos comuns. 
 
 
 
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3.4 - Ferríticos 
(Família normativa 430, 409 e 410S): possuem de 11 a 17% de cromo (Núcleo 
Inox) e menos que 0,3% de carbono (COSTA). Não possui níquel e são mais 
econômicos. Os aços ferríticos possuem grande resistência a corrosão sob 
tensão e sua resistência pode ser aumentada por trabalho a frio. Apresenta 
fácil conformação,são magnéticos e soldáveis com alguns cuidados especiais. 
Aços como o 430, por exemplo, que não contêm níquel em sua composição, o 
que reduz seu custo. É utilizado na produção de eletrodomésticos, moedas e 
talheres. 
São ligas Fe-Cr predominantemente ferríticas em qualquer temperatura até a 
sua fusão. 
Estrutura cristalina cubico de corpo centrado, que é o mesmo do ferro puro a 
temperatura ambiente. 
Os aços ferríticos são do tipo de baixo custo, mas tem limitada resistência à 
corrosão comparado com os austeníticos mais comuns. Da mesma forma são 
limitados na tenacidade, conformabilidade e soldabilidade em comparação aos 
austeníticos. 
 
 
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3.5 - Martensíticos 
(Família normativa 420): possuem de 12% a 18% de cromo (Núcleo Inox), e de 
1% a 1,5% de carbono (COSTA). Podem receber tratamento de têmpera 
adquirindo elevados níveis de dureza e resistência mecânica. São magnéticos, 
pouco soldáveis, apresentam baixa resistência a corrosão. 
Eles têm uma estrutura similar aos ferríticos - Tetragonal de corpo centrado. 
Devido a adição de carbono, podem ser endurecidos e a resistência 
aumentada pelo tratamento térmico, da mesma forma que os aços carbono. 
Aço 410: serve à fabricação de válvulas, turbinas e pás, entre outros materiais 
que exigem alta temperabilidade; 
Aço 420: ideal para a produção de facas, bisturis, pinças e outras ferramentas. 
 
 
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4 - Material polimérico. 
Análise feita para os plásticos empregados. 
Os itens plásticos que fazem parte do fogão são os materiais poliméricos que 
serão abordados nessa análise. 
Eles são encontrados nos pés do fogão, nos “Botões” e suportes para portas 
dos fornos. 
“O plástico tem seu nome originário do grego plástikos que significa “capaz de 
ser moldado”. É um material de origem natural ou sintética, obtido a partir dos 
derivados de petróleo, de reciclagem e de fontes naturais, como a seiva de 
árvores. 
Os plásticos fazem parte da família dos polímeros, que são macromoléculas 
caracterizadas pela repetição múltipla de uma ou mais unidades químicas 
simples: os monômeros, sendo unidas entre si por reações de polimerização. 
Hoje o mercado brasileiro está dividido em função da aplicação do plástico pelo 
tipo de resina. Ele é um dos responsáveis pela empregabilidade, 
principalmente das pequenas e microempresas.” 
Os plásticos se dividem 
• Termoplásticos: possuem cadeia linear ou ramificada e se caracterizam por 
terem baixo ponto de fusão e por poderem ser fundidos e solidificados diversas 
vezes, o que permite sua reciclagem; 
 
• Termofixos ou termorrígidos: possuem cadeia em rede e são geralmente 
líquidos, após solidificarem não permitem uma nova fundição, dificultando sua 
reciclagem. 
 
Destacam-se os seguintes tipos de plásticos: 
4.1 -Polietileno. 
 É termoplástico, polímero parcialmente cristalino, é bem flexível, inerte face a 
maioria dos produtos químicos, possuí excelentes propriedades elétricas, 
grande resistência a impacto, alta flexibilidade, boa conformabilidade . 
estabilidade térmica e química, são algumas características de destaque do 
Polietileno. 
O polietileno se divide em: 
PEBDL (Polietileno de baixa densidade e cadeia linear): Tem boa 
flexibilidade e tenacidade, boa resistência à tração e ao rasgo, sendo 
translúcido e transparente. 
 
 
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Usado em filmes, sacolas, peças rotomoldadas em geral, caixas d`água e 
outros. 
PEMD (Polietileno de média Densidade): Excelente resistência química e é 
mais rígido que o anterior. 
Usado pra fabricação de tubulações de circulação de água e gás. 
PEAD (Polietileno de alta densidade): Alta resistência química e a corrosão, 
alta resistência a abrasão, resistência a fadiga e à fratura, além de boa dureza. 
Usado para fabricação de baldes, tubos, tampas, bombonas, potes, frascos e 
outros. 
PEUAPM (Polietileno de ultra peso molecular): Alta resistência à abrasão, à 
fadiga e a fratura, é duro, com excelente resistência química e a corrosão, 
sendo também auto lubrificante. 
Usado para perfis, engrenagens, revestimentos, bombas, gaxetas, mancais e 
outros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.2 - Polipropileno. 
É um polietileno melhorado em relação à resistência mecânica, possuí boa 
resistência elétrica, não absorve umidade, e leve e rígido, boa resistência 
química, possuí limitada resistência térmica à abrasão, sofre degradação por 
ação UV e de agentes oxidantes. 
 
4.3 - Poliuretano 
Poliuretano é um polímero produzido pela reação de poliadição de um 
socianato (di ou polifuncional) com um poliol e outros reagentes como: 
agentes de cura ou extensores de cadeia. Neste polímero o uretano é a 
molécula que se repete, sendo que sua estrutura é composta por quatro 
tipos de átomos (dois oxigênios, um nitrogênio, um carbono e um hidrogênio) 
distribuídos de certa forma. Sua estrutura pode ser cristalina ou amorfa. 
 
 
Propriedades do material: 
Menor peso, menos ruído, menor custo de fabricação, resistência à corrosão, 
resistência a abrasão, resistência ao corte e ao rasgo, resistência a óleo, 
resistência a grandes carregamentos, grande variedade de durezas, pode ser 
fundido, resistente a ozônio e resistente à micro-organismos. 
 
 
 
 
 
 
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5 - Material Cerâmico. – 
Cerâmica pode ser definida como sendo um sólido formado com aplicação de 
calor ou calor + pressão contendo: 
 • pelo menos 1 metal e 1 não meta l 
 • pelo menos 2 elementos sólidos não metálicos 
 • pelo menos 2 elementos sólidos não metálicos. 
 As Cerâmicas compreendem todos os materiais inorgânicos, não metálicos, 
obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas. 
 
 
5.1 - Vidro. 
 
O vidro é uma substância sólida e amorfa, que apresenta temperatura de 
transição vítrea. No dia a dia o termo se refere a um material cerâmico 
transparente geralmente obtido com o resfriamento de uma massa líquida à 
base de sílica. Em sua forma pura, o vidro é um óxido metálico super. Esfriado 
transparente, de elevada dureza, essencialmente inerte e biologicamente 
inativo, que pode ser fabricado com superfícies muito lisas e impermeáveis. 
Estas propriedades desejáveis conduzem a um grande número de aplicações. 
No entanto, o vidro geralmente é frágil, quebra- se com facilidade. O vidro 
comum se obtém por fusão em torno de 1.250 °C de dióxido de silício, (SiO2), 
carbonato de sódio (Na2C O 3) e carbonato de cálcio (CaCO3). 
 
 
 
 
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“Propriedades – são geralmente transparentes (apesar de haver alguns 
opacos), inertes a ácidos e bases; são impermeáveis aos gases e aos líquidos 
e parcialmente permeáveis às radiações do espectro solar (ultravioleta e 
infravermelho). 
 
Vidro boro-silicato: termo resistente, ou seja, resistente ao fogo. 
Vidro sódio-cálcico: maior resistência mecânica. 
Vidro do tipo cristal: é menos resistente, porém tem mais brilho.” 
 
 
 
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6 - Proposta de troca de materiais. 
 
A proposta analisada refere-se aos polímeros plásticos utilizados na 
composição do fogão. 
A ideia inicial é a troca das peças plásticas de: 
- Poliuretano, 
- Polipropileno., 
- Polietileno. 
 
Por um polímero plástico em comum a todos os componentes (botões, pés, 
apoios para os fornos) que seria o Policarbonato. 
O policarbonato é um poliéster linear obtido através da reaçãoentre o bisfenol 
A (ou difenilol propano) e o gás fosgênio. Sua principal característica é a alta 
transparência, mesmo com espessuras consideráveis, que combinada com a 
alta resistência ao impacto faz desse polímero um plástico de engenharia que 
tem sido muito utilizado na construção civil em substituição ao vidro. A 
presença de grupos benzênicos na cadeia principal da molécula torna o 
policarbonato um polímero rígido, amorfo e com uma baixa contração na 
moldagem (tanto na transversal quanto paralela ao fluxo). O fato de possuir 
grupos laterais polares e regularidade na cadeia, faz com que tenha um alto 
valor de transição vítrea (145°C), com isto ele possui elevados valores para as 
propriedades térmicas e estabilidade dimensional muito boa. A cadeia 
polimérica do policarbonato é simétrica, o que lhe confere boas propriedades 
dielétricas através de uma larga faixa de frequência. Enquanto seu alto valor de 
HDT garante a manutenção destas propriedades até 125°C. 
 
Características: 
- Alta transparência, 
- Alta resistência ao impacto, 
- Alta resistência térmica, 
- Boa retardância à chama mesmo sem aditivos, 
- Excelentes propriedades elétricas, 
- Bom isolante de alta frequência à temperatura ambiente, 
- Sensível à hidrólise, 
- Elevado módulo de flexão, 
 
 
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- Baixa contração no molde. 
- O policarbonato é 250 vezes mais resistente que vidro e trinta vezes mais 
resistente que o acrílico, 
- É recomendado para cobrir áreas externas e cobertura que exijam luz natural, 
é também muito utilizado em decorações pois sua maleabilidade permite que 
tome diversas formas, 
- Atende aos códigos de ‘’flamabilidade’’: são auto extinguíveis (não propagam 
chama) e os gases são atóxicos, aprovadas pelas instituições internacionais, 
- Não amarelecimento: São protegidas contra o ataque dos raios solares (U.V), 
- Curvatura a frio: podem ser curvadas a frio, obedecendo a um raio mínimo de 
100 vezes a espessura, facilitando assim sua instalação 
- Transmissão de luz: o índice de transmissão de luz é praticamente idêntico ao 
do vidro. Até 120º não altera as características. 
 
Pode-se observar que o Policarbonato não atua somente como um material 
qualquer que pode substituir os polímeros plásticos citados; como suas 
propriedades incluem “retardância à chama”, “alta resistência térmica”, o 
mesmo atua como um limitador para possíveis acidentes ocasionados pelo uso 
do fogão, que envolvam fogo ou altas temperaturas, tornado o produto mais 
seguro e garantindo maior confiabilidade em caso de acidentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências: 
 
Modenesi, P.J. Soldabilidade dos aços inoxidáveis, São Paulo, SENAI – SP, 110p., 2001. 
Costa e Silva, A. L.V. e MEI, P. R. Aços e Ligas especiais, Ed Edgard Blucher, São Paulo, 2ª edição, 646p., 
2006. 
Quites, A. M. Metalurgia na Soldagem dos aços, Editora Soldasoft, Florianópolis, SC, 256p., 2008. 
ASM – Handbook - Properties and Selection: Irons, Steels, and HighPerformance Alloy. Volume 1 of the 
10th, Edition Metals Handbook. 1990. 
 KOU, S. Welding Metallurgy, John Wiley & Sons, Inc. Canadá, 410p. 1987. Lippold, J. C. e Kotecki, D.J. 
Welding metallurgy and weldability of stainless steels. John Wiley &Sons, Inc., Hoboken, new Jersey, 
2005. 
file:///C:/Users/Hp/OneDrive/AUXILIARES/Philippe/Faculdade%20Philippe/TUTORIAL%20TRABALHO%2
0TECNOLOGIA%20DE%20MATERIAIS.pdf 
https://www.brastemp.com.br/produto/fogao-brastemp-ative-smart-cook-piso-5-
bocas/#especificacoes-1&cor=cor-inox 
http://www.tudosobreplasticos.com/materiais/policarbonato.asp 
http://www.metalica.com.br/pg_dinamica/bin/pg_dinamica.php?id_pag=1147