3 Materiais Metálicos

Prévia do material em texto

UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA 
Disciplina: Materiais de Construção I 
Prof. JORGE SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS METÁLICOS 
 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 2 
CONTEÚDO 
 
1 INTRODUÇÃO........................................................................................................ 3 
2 PRODUTOS SIDERÚRGICOS ............................................................................... 3 
2.1 CLASSIFICAÇÃO ................................................................................................................................ 3 
2.2 MATÉRIA PRIMA ................................................................................................................................ 4 
2.3 ESTADOS ALOTRÓPICOS DO FERRO ................................................................................................... 5 
3 FIOS E BARRAS DE AÇO ..................................................................................... 6 
3.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 6 
3.2 CONCEITUAÇÃO ................................................................................................................................ 7 
3.3 CLASSIFICAÇÃO ................................................................................................................................ 7 
3.3.1 Quanto a Categoria .................................................................................................................... 7 
3.3.2 Quanto ao Processo de Fabricação ........................................................................................... 8 
3.3.3 Quanto a Bitola ........................................................................................................................... 8 
3.4 EMPREGOS NO CONCRETO ARMADO ................................................................................................. 9 
3.5 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇO ............................................................................................... 10 
3.5.1 Trituração do Minério de Ferro ................................................................................................. 10 
3.5.2 Redução ................................................................................................................................... 10 
3.5.3 Refino ....................................................................................................................................... 11 
3.5.4 Laminação ................................................................................................................................ 11 
3.6 PADRONIZAÇÃO .............................................................................................................................. 12 
3.7 PROPRIEDADES DO AÇO.................................................................................................................. 14 
3.7.1 Resistência à Tração ................................................................................................................ 14 
3.7.2 Resistência ao Dobramento ..................................................................................................... 15 
3.7.3 Aderência ................................................................................................................................. 15 
4 TRATAMENTO TÉRMICO ................................................................................... 16 
4.1 RECOZIMENTO ................................................................................................................................ 16 
4.2 NORMALIZAÇÃO .............................................................................................................................. 17 
4.3 TÊMPERA ....................................................................................................................................... 17 
4.4 REVENIDO ...................................................................................................................................... 18 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 3 
1 INTRODUÇÃO 
Quando o homem conseguiu a quantidade necessária de calor para fundir o minério 
de ferro, encerrou a Idade do Bronze e deu início à Idade do Ferro. 
O fator custo teve importante papel nesta mudança. 
A fronteira entre o ferro e o aço foi definida na Revolução Industrial, com a invenção 
de fornos que permitiam não só corrigir as impurezas do ferro, como adicionar-lhes 
propriedades como resistência ao desgaste, ao impacto, à corrosão, etc. 
Basicamente, o aço é uma liga de ferro e carbono. O ferro é encontrado em toda 
crosta terrestre, fortemente associado ao oxigênio e à sílica. 
O minério de ferro é um óxido de ferro, misturado com areia fina. 
O carbono é também relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado 
sob diversas formas. 
O aço representa cerca de 90% de todos os metais consumidos pela civilização 
industrial. 
Na indústria da construção o aço é aplicado principalmente: 
o Como material estrutural: Vigas, pilares, lajes, estacas, etc. 
o Em esquadrias, trilhos, coberturas, fechamentos laterais, painéis, grades, silos, 
armazéns, etc. 
o Concreto armado. 
2 PRODUTOS SIDERÚRGICOS 
O ferro é, indiscutivelmente, o metal de maior aplicação na indústria da construção. 
Devido ao seu elevado módulo de resistência, permite vencer grandes vãos com 
peças relativamente delgadas e leves. 
2.1 Classificação 
Podemos classificar os produtos siderúrgicos em: 
• Ferro pudlado 
• Ferro gusa 
• Aço 
• Ferro fundido 
A. Ferro pudlado 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 4 
É um aço de baixo teor de carbono (< 0,2 %). A sua denominação vem da forma 
como é manipulado durante as operações de refino. 
As matérias primas são o gusa e um óxido de ferro, que é introduzido no forno sob a 
forma de minério de ferro, que é introduzido no forno sob a forma de minério de ferro 
(hematita). O combustível é o carvão mineral. 
Para a sua obtenção procede-se a afinação do ferro gusa. Para isso, o enxofre, silício 
e carbono do gusa são oxidados pelo ar e outros gases secundários em fornos 
apropriados chamados revérbero. 
O processo de pludagem é penoso, pois quando se apaga a chama o operário com 
auxílio de varas reúne a massa resultante em bolas que ainda incandescentes são 
levadas ao martelo-pilão para compactar o ferro e formar os blocos. 
B. Ferro gusa 
É um produto siderúrgico não maleável nem forjável. Constitui a matéria prima de 
todos os aços carbono e ferro fundido. 
O teor de carbono do gusa é de 3 a 4 % com aproximadamente 1 a 2 % de silício. 
C. Ferro Fundido 
É uma liga de ferro-carbono com teor de carbono entre 1,7 a 6,7 %. 
D. Aço 
É uma liga de ferro-carbono com teor de carbono entre 0,2 a 1,7 %. 
2.2 Matéria Prima 
O minério de ferro é a principal matéria-prima necessária à produção de ferro e aço, 
tanto em quantidade, quanto em custo. 
O ferro ocorre, na natureza, sob diversas formas de minerais, entretanto apenas 
alguns destes têm valor comercial como fontes de ferro. Dentre estes os minerais 
formados por óxidos de ferro representam a grande maioria para a indústria 
siderúrgica. São eles: 
a) Magnetita (Fe3O4) 
o Com aproximadamente 72 % de Ferro e 28 % de Oxigênio; 
o Coloraçãocinza-escura a preta; 
o Densidade 5,16 g/cm3; 
o Altamente magnética, permite separação fácil de resíduos indesejáveis do 
minério (ganga). 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 5 
b) Hematita (Fe2O3) 
o Com aproximadamente 70 % de Ferro e 30 % de Oxigênio; 
o Coloração de cinzenta à avermelhada; 
o Densidade 5,26 g/cm3; 
o É o minério de maior emprego na siderurgia sendo o Brasil um de seus 
maiores produtores. 
c) Limonita (2 Fe2O3, 3 H2O) 
o Com aproximadamente 20 % a 60 % de Ferro puro; 
o Coloração parda com manchas. 
D) Siderita (CO3Fe) 
o Combinação de ácido carbônico com ferro na proporção de 30 a 42% de 
ferro. 
o Cor cinza com matizes amarelos. 
2.3 Estados Alotrópicos do Ferro 
O ferro sofre diversas modificações no aquecimento e no esfriamento, as quais se 
tornam conhecidas como estados alotrópicos do ferro: 
Da temperatura ambiente até cerca de 
900ºC. 
O ferro é denominado “Ferro ” (alfa). 
Reticulado é o cubo centrado. 
760ºC, o ferro perde o magnetismo. 
De 900 a 1390ºC 
O ferro é denominado “Ferro ” (gama). 
Reticulado cristalino que é o cubo de face 
centrado. 
Continua não magnético. 
Propriedade de derreter o carbono. 
A partir de 1390ºC 
O ferro é denominado “Ferro “ (delta). 
Reticulado cúbico centrado. 
A partir de 1535ºC o ferro funde-se e 
volta a ser magnético. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 6 
 
3 FIOS E BARRAS DE AÇO 
3.1 Introdução 
O foco desta apostila são as barras e fios de aço destinados ao concreto armado. 
O concreto armado é constituído por concreto (cimento, areia, pedra, água e 
eventualmente aditivos) e barras ou fios de aço. 
Tanto o concreto quanto o aço necessariamente precisam atuar solidariamente de 
forma a resistir aos esforços que as peças estruturais de uma obra estejam 
submetidas. O concreto é um material cerâmico e, portanto, geralmente como os 
demais materiais cerâmicos resistem muito à compressão, mas pouco à tração (cerca 
de 10% da resistência a compressão) e o aço é um material metálico, portanto 
apresenta grande resistência à tração. Assim sendo, o uso destes dois materiais em 
conjunto pode produzir peças estruturais econômicas e racionais. 
Desta forma o aço entra nas estruturas de concreto armado com a missão de resistir 
aos esforços de tração a que as peças (vigas e lajes) são submetidas. O concreto 
resiste pouco a tração e assim a peça estrutural quando submetida a este esforço irá 
sempre requerer a presença do aço. 
No dimensionamento estrutural o aço ficará localizado sempre nas zonas em que haja 
o esforço de tração. Assim, por exemplo, numa viga o aço estará disposto em sua 
parte inferior. Numa laje simplesmente apoiada sob a ação de carga vertical, aplicada 
de cima para baixo, o aço estará disposto em sua face inferior. 
O uso do aço e do concreto juntos é possível em decorrência de existir uma grande 
compatibilidade entre as características químicas e físicas dos dois materiais: 
 Do ponto de vista da dilatação térmica o aço e o concreto se equivalem. O 
coeficiente de dilatação térmica do concreto é de (0,9 a 1,4) x 10-5/oC e o aço é 
de 1,2 x 10-5/oC. 
 Há grande aderência mecânica entre o concreto e as barras e fios de aço em 
decorrência da textura do concreto e da rugosidade das superfícies das barras e 
fios de aço que são dotadas de mossas e saliências. 
 As armaduras têm a sua integridade protegida pelo concreto em decorrência do 
pH do meio aquoso existente em seu interior ser bastante alcalino. Isso promove 
a formação de uma camada passivante que envolve superficialmente as barras 
de aço e as protege contra a corrosão. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 7 
3.2 Conceituação 
Aço – Liga metálica de ferro e carbono (de 0,03 até 2,0%) que pode conter 
adicionalmente outros elementos químicos, visando à melhoria de suas propriedades. 
Alto-forno – Forno de grandes dimensões, revestido com tijolos refratários, usado em 
usinas siderúrgicas integradas para produzir ferro-gusa a partir do minério de ferro. 
Barra – Produto longo, retilíneo, cuja seção transversal é constante e constitui figura 
geométrica simples. 
Fio-máquina – Produto de aço redondo obtido no processo de laminação. O fio-
máquina é normalmente trefilado e utilizado na produção de arames, parafusos e 
pregos. 
Laminação – Processo de conformação mecânica realizado a frio ou a quente, com 
modificações na forma e dimensões da seção transversal do material inicial, 
usualmente proveniente da aciaria. 
Laminado – Produto do processo de conformação chamado de laminação, no qual a 
matéria-prima sofre compressões sucessivas até adquirir a forma e as dimensões 
desejadas. 
Partida – Conjunto de lotes apresentados para inspeção de uma só vez. Corresponde 
à quantidade de aço de uma mesma categoria e bitola adquirida para uma obra, 
normalmente expressa em toneladas. 
Sucata – Material ferroso que é reprocessado para a produção do aço. 
Tela (soldada nervurada) – Armação em formato de grade feita de vergalhão 
nervurado e utilizada como estrutura para a construção de lajes. 
Trefilação – Processo de conformação a frio de material, no qual o fio-máquina é 
transformado em arame. 
Trefilados – Produtos obtidos por trefilação de barras laminadas ou de fio-máquina. 
Vergalhão – Barra de aço nervurada comprida, de seção circular, usada como reforço 
estrutural na construção de estradas, pontes, prédios, etc. 
Vergalhão – Barra de aço nervurada comprida, de seção circular, usada como reforço 
estrutural na construção de estradas, pontes, prédios, etc. 
3.3 Classificação 
3.3.1 Quanto a Categoria 
Os fios e barras de aço utilizados nas estruturas de concreto são classificados em 
categorias, conforme o valor característico da resistência de escoamento (fyk). 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 8 
Nesta classificação, a unidade de medida está em kgf/mm², sendo os aços 
classificados como: CA 25; CA 50 ou CA 60. Assim sendo, um aço CA 25 apresenta 
como valor característico de escoamento no mínimo 25 Kgf/mm2 (250 Mpa), o CA 50 
no mínimo 50 Kgf/mm2 (500 Mpa) e o CA 60 no mínimo 60 Kgf/mm2 (600 Mpa). 
3.3.2 Quanto ao Processo de Fabricação 
Conforme o processo de fabricação os aços podem ser classificados em: 
a) Aços Tipo A 
Fabricados pelo processo de laminação a quente sem posterior deformação a frio. 
Apresentam um patamar de escoamento em seu gráfico de tensão x deformação. 
Os aços do tipo A são fornecidos em barras redondas com a superfície nervurada (CA 
50) ou superfície lisa (CA 25). 
São comercializados em feixes amarrados de 1000 Kg ou 2000 Kg de barras com 
comprimento de 12 metros. Podem também ser fornecidos em rolos nas bitolas até 
12,5 mm. 
b) Aços Tipo B 
Fabricados pelo processo de laminação a quente com posterior deformação a frio 
(trefilação, estiramento ou processo equivalente). Não apresenta em seu 
gráfico tensão x deformação um patamar de escoamento. 
Os aços do tipo B são fornecidos em barras redondas com a superfície entalhada 
(mossas). 
São comercializados em rolos com peso aproximado de 170 Kg e em feixes 
amarrados de 1000 Kg de barras com comprimento de 12 metros. 
3.3.3 Quanto a Bitola 
Os fios e barras de aço para armaduras de concreto têm seção circular de uma 
barra/fio imaginárioque possui o mesmo peso por metro linear, a partir de aço com 
peso específico de 7850Kgf/m3. 
a) Barras 
São fabricadas com bitolas (diâmetros) de 6,3 a 40 mm. As barras são do tipo A 
quanto ao processo de fabricação. 
As barras são encontradas no mercado nas seguintes bitolas: 
Diâmetro Nominal (mm) Massa Nominal (Kg/m) 
5,0 
6,3 0,245 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 9 
8,0 0,395 
10,0 0,617 
12,5 0,963 
16,0 1,578 
20,0 2,466 
22,0 
25,0 3,853 
32,0 6,313 
40,0 9,865 
b) Fios 
São fabricados com bitolas (diâmetros) de 3,40 a 9,50 mm. Os fios são do tipo B 
quanto ao processo de fabricação. 
Os fios são encontrados no mercado nas seguintes bitolas: 
Diâmetro Nominal (mm) Massa Nominal (Kg/m) 
2,40 
3,40 0,071 
3,80 
4,20 0,109 
4,60 
5,00 0,154 
5,50 
6,00 0,222 
6,40 
7,00 0,302 
8,00 0,395 
9,50 0,558 
10,0 
3.4 Empregos no Concreto Armado 
Barras – Confecção de vigas, pilares, lajes, pavimentos, fundações corridas, estacas, 
blocos de concreto, estruturas pré-moldadas pesadas, paredes de concreto, etc. 
Fios – Confecção de lajes, estribos, tubos de concreto, lajes treliçadas, esruturas pré-
moldadas de pequena espessura, etc. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 10 
3.5 Processo de Fabricação do Aço 
A matéria prima básica para a produção do aço utilizado para as armaduras de 
concreto é constituída de: 
 Minério de ferro (Fe e Si); 
 Carvão mineral (C e Si); 
 Calcário (CaO e Si); 
 Sucatas metálicas. 
As usinas utilizadas para a produção do aço podem ser integradas quando são 
constituídas das etapas de redução, refino e laminação e semi-integradas quando são 
constituídas somente das etapas de refino e laminação. 
A seguir são descritas de forma sintética cada etapa do processo siderúrgico: 
3.5.1 Trituração do Minério de Ferro 
O ferro entra na composição do aço como a matéria prima mais importante. É 
encontrado na natureza na forma de minério de ferro presente em algumas rochas 
requerendo que seja extraído e moído para a aplicação no processo produtivo do aço. 
3.5.2 Redução 
O minério de ferro após extraído da natureza apresenta muito oxigênio e impurezas 
que precisam ser retiradas para não prejudicar a produção do aço. 
Para tanto, o minério de ferro moído é colocado em um alto-forno que o aquece a 
temperaturas superiores a 1200º C de forma que fique fundido denominado ferro-gusa 
que é o produto da redução. 
Como combustível para a fusão do minério de ferro é utilizado o coque1 que é um 
derivado do carvão betuminoso. 
Outro processo de redução é o denominado “redução direta” que é executado dentro 
de um reator. Esse processo de dá a uma temperatura média de 950º onde as pelotas 
de ferro reagem com o hidrogênio e o monóxido de carbono. As pelotas de minério de 
ferro se transformam em pelotas sólidas e maleáveis de ferro-esponja (pelotas 
reduzidas de ferro). Nessa operação é utilizado como combustível o gás natural que 
libera CO2 e água. 
 
1 O coque é um tipo de combustível derivado do carvão betuminoso. É obtido mediante o aquecimento da hulha (ou carvão 
betuminoso), sem combustão, num recipiente fechado. Pode ser utilizado na produção de ferro gusa (alto forno), sendo 
adicionado junto com a carga metálica. O coque também aparece como um subproduto indesejável no processamento do 
petróleo. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 11 
Em ambos é adicionada a cal nos processos de forma a retirar as impurezas do 
minério (Alumínio, Silício, Cálcio e outras). Essas impurezas são aglomeradas e 
retiradas na forma de escorias que são aproveitadas como matéria prima para outras 
industrias, como a indústria cimenteira, por exemplo. 
Concluído o processo de redução o ferro-gusa é retirado do alto-forno e depositado 
em uma panela dotada de misturador que tem por função armazenar e misturar o 
ferro-gusa permanentemente, mantendo seu estado de fusão até que o mesmo seja 
lançado no conversor. 
3.5.3 Refino 
No conversor é realizado o refino do ferro que será transformado em aço. São 
acrescentadas ligas metálicas específicas e processada uma injeção de oxigênio que 
atua como um catalisador2. 
No caso do processo de “redução direta” o ferro-esponja é transportado até o forno 
elétrico a arco de fusão e ocorre o refino do ferro conforme já descrito para o 
conversor, transformando-o em aço. 
Em função do aço obtido pode ser necessário um novo refino (refino secundário) para 
ajustar sua composição química e temperatura. Este procedimento é realizado no 
forno panela. 
3.5.4 Laminação 
Concluída a etapa de refino o aço é conduzido até o lingoteamento contínuo o qual o 
despeja em um distribuidor de onde sai ainda líquido através de veios passando por 
moldes de resfriamento deixando-o solidificar-se na forma de tarugos, cortados nos 
tamanhos adequados a laminação. 
Para permitir o início do processo de laminação os tarugos são conduzidos ao forno 
de reaquecimento, a temperatura de 1000 a 1200º C. Os tarugos passam pelas 
gaiolas de desbaste nas quais sofrem suas primeiras deformações antes de entrarem 
no nos cilindros intermediários que preparam o tarugo laminado para a etapa final. 
Continuando os tarugos laminados passam pela gaiola do acabador para que fiquem 
na forma final do produto observando as tolerâncias dimensionais na forma de rolos 
ou vergalhões3. 
Os rolos são produzidos passando-se os tarugos laminados saídos da gaiola do 
acabador diretamente pelo bloco produzindo o laminado em rolo (fio-máquina). 
 
2 Um catalisador é tudo aquilo que facilita reações químicas sem nelas participar. É uma substância que afeta a velocidade de 
uma reação, mas emerge do processo inalterada. Um catalisador normalmente muda a velocidade de reação, promovendo um 
caminho molecular diferente (mecanismo) para a reação. 
3 Vergalhão - Barra de aço nervurada comprida, de seção circular, usada como reforço estrutural na construção de estradas, 
pontes, prédios, etc. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 12 
Do bloco os fios máquinas passam pela área de resfriamento e depois por uma 
esteira de resfriamento. Os fios máquinas serão todos armazenados na forma de 
bobinas. 
As barras são conduzidas da gaiola do acabador até o leito do resfriador, após o qual 
serão cortadas nos tamanhos especificados, serão embalados e estarão prontas para 
serem comercializadas. 
No caso das bobinas para trefilação4 estas são previamente decapadas para que seja 
retirada a camada de óxido da superfície. Para a obtenção dos fios nos diâmetros 
especificados é executado o processo de trefilação (transformação) mecânica a frio. 
O arame obtido é conformado em bobinas. 
O aço obtido a frio é por natureza duro e pouco dúctil, para melhorar suas 
características de deformabilidade é procedido o recozimento, que consiste no 
aquecimento e resfriamento controlado. 
3.6 Padronização 
Os anexos A e B da norma ABNT NBR 7480/1996 estabelecem especificações para a 
configuração geométrica das barras, características relativas a diâmetro nominal5, 
massa e valores nominais. A seguir são apresentadas as tabelas especificadas pela 
referida norma:4 Trefilação – Processo de conformação a frio de material, no qual o fio-máquina é transformado em arame. 
5 Diâmetro nominal – Número correspondente ao valor, em milímetros, do diâmetro da seção transversal do fio ou da barra. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 13 
 
 
 
 
 
 
 
(F) Para efeitos práticos de aplicação desta tabela admite-se 1 Mpa = 0,1 Kgf/mm2 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 14 
3.7 Propriedades do Aço 
3.7.1 Resistência à Tração 
Ao se aplicar uma carga crescente à tração em uma barra ou fio de aço ocorre uma 
deformação progressiva. Se colocarmos esta barra em uma prensa de teste e um 
extensômetro na barra e medirmos as cargas aplicadas e as deformações 
correspondentes, podemos então traçar um gráfico carga x deformação. Conhecendo 
a seção da barra ou fio em teste, podemos calcular as tensões, dividindo cada carga 
pela seção obtendo o gráfico tensão x deformação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O comportamento das barras e fios de aço pode ser analisado no gráfico tensão x 
deformação. Os gráficos a seguir apresentados mostram o comportamento de um aço 
CA 50 e de um aço CA 60 quando submetidos ao esforço de tração. 
 
 
Pode-se verificar no gráfico tensão x deformação do aço CA 50 que o fy (limite de 
escoamento) é definido por patamar de escoamento (zona elástico-plástica). Já o aço 
 
 
Patamar de 
escoamento 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 15 
CA 60 por não ter escoamento definido requer que o seu fy (limite de escoamento) 
seja determinado a 0,2% de deformação não residual. 
Pode-se verificar também o comportamento do aço com relação à deformação. Na 
fase elástica do gráfico as deformações são proporcionais às tensões (Lei de Hooke), 
significa que se houver o alívio da tensão o aço tende a retornar ao seu comprimento 
inicial, não havendo deformação residual. A fase plástica do gráfico se caracteriza por 
grandes deformações residuais, ou seja, quando há o alívio de tensão o aço não 
retorna mais ao seu comprimento inicial. 
Com relação à resistência à tração deve-se verificar 3 aspectos importantes para a 
qualificação do aço: 
fy (limite de escoamento) – tensão que deve nortear o cálculo estrutural, servindo 
como limite (em Mpa). 
fst (limite de resistência) – tensão máxima de resistência à tração do aço antes de sua 
ruptura (em Mpa). 
Alongamento – Deformação máxima do aço no momento de sua ruptura (em %). 
3.7.2 Resistência ao Dobramento 
Em função da aplicação das barras e fios do aço na estrutura faz-se necessário o 
dobramento das mesmas para a conformação dos ganchos, cavaletes, etc. previstos 
no projeto estrutural. Trata-se de uma deformação plástica por dobramento a qual a 
barra ou fio é submetida. 
A ABNT NBR 7480/1996 estabelece que as barras ou fios devem ser submetidas a 
teste de dobramento utilizando-se pinos com diâmetros conforme especificado na 
tabela apresentada no item 1.7, “Propriedades Mecânicas para Fios e Barras”. O 
material deve resistir ao dobramento sem fissuração até que um dos lados da barra 
ou fio de aço, forme, sob carga, com o prolongamento do outro um ângulo de 180º. 
3.7.3 Aderência 
Para que a estrutura de concreto exerça plenamente suas funções é necessário que 
haja solidariedade entre o aço e concreto. Assim a aderência do aço com o concreto 
passa a ser característica indispensável. 
A ABNT NBR 7480/1996 estabelece que as barras de aço devem possuir saliências 
superficiais que garantam a sua aderência com o concreto. 
 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 16 
 
 
 
 
Além da resistência à tração, as barras de aço devem garantir a aderência ao 
concreto. Esta característica é promovida através do emprego de saliências na 
superfície das barras, durante a laminação. Estas saliências determinam o coeficiente 
de conformação superficial que para as barras lisas é igual a 1,0 (η=1,0) e para barras 
de alta aderência é igual a 1,5 (η=1,5). 
4 TRATAMENTO TÉRMICO 
Consiste em trocar ou regular a estrutura de um aço por vários métodos de 
aquecimento e esfriamento. 
Principais tratamentos: 
a) Recozimento; 
b) Normalização; 
c) Têmpera; 
d) Revenido. 
4.1 Recozimento 
Restitui ao material as propriedades que o mesmo possuía antes de sofrer qualquer 
tratamento. Constitui-se de: 
a) Aquecimento acima da zona crítica; 
b) Esfriamento progressivo em forno. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 17 
Conseqüências: 
o Aumento do alongamento; 
o Aumento da resistência ao choque; 
o Diminuição do limite de escoamento; 
o Diminuição da dureza. 
4.2 Normalização 
Consiste em proceder à operação de resfriamento do recozimento ao ar. Utiliza 
ventiladores. 
Obtém-se uma granulação mais fina do que no recozimento 
Conseqüências: 
o Aumento do LR em relação ao recozimento; 
o Aumento do LE em relação ao recozimento; 
o Aumento da dureza; 
o Diminuição do alongamento; 
o Diminuição da estricção. 
4.3 Têmpera 
Consiste no aquecimento da peça até acima da zona crítica, seguido de um 
esfriamento rápido em água, óleo, etc. 
a) Têmpera suave (em óleo); 
b) Têmpera forte (em água). 
Conseqüências: 
o Aumento do LE e LR a tração e compressão; 
o Aumento da dureza (depende do carbono); 
o Diminuição do alongamento; 
o Diminuição da estricção; 
o Diminuição da ductilidade. 
UFRJ - ESCOLA POLITÉCNICA Disciplina: Materiais de Construção I 
Assunto: Materiais Metálicos 
Prof. JORGE SANTOS 18 
 
4.4 Revenido 
Consiste em reaquecer a peça temperada até uma temperatura abaixo da zona crítica 
e esfriá-la novamente. 
É utilizado para corrigir os efeitos da têmpera (dureza, fragilidade e tensões internas). 
Seu efeito depende da temperatura e do tempo que a peça ficar exposta.