Materiais Metálicos - Profº Gaspar

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Curso: Engen
Disciplina : Materia
MATERIA
CONSTRUÇÇ
MATER
METÁL
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is de Construção Civil; 
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AIS DE 
ÇÃO CIVILÇ
RIAIS
LICOS
Metais:Definição
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Metais:Definição
¾ Os materiais Metálicos contêm um
alumínio zinco e chumbo) e que tamalumínio, zinco e chumbo) e que tam
(carbono, nitrogênio, oxigênio);
¾ A maioria dos materiais metálicos são
combinação química:
- Dois ou mais elementos m
- Ou por um ou mais elem
não-metálicos: ex: o aço liga metálica fnão metálicos: ex: o aço, liga metálica f
¾ Os materiais metálicos apresentam as
• grande resistência mecânica;
• elevada plasticidade (grandes de
• alta condutibilidade térmica e elé
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ou mais elementos metálicos (ferro, cobre,
mbém podem conter elementos não metálicosmbém podem conter elementos não-metálicos
ligas metálicas, ou seja, são constituídos pela
etálicos: ex:o latão, liga metálica cobre-zinco;, g ;
mentos metálicos combinados com elementos
ferro-carbono;ferro carbono;
seguintes propriedades:
eformações sem ruptura);
étrica
Metais:Classificação
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Metais:Classificação
¾ Os materiais metálicos são classificado
Materiais Metálicos FERROSOS: c
sua composição química, sendo este o
• Ferro fundido
• Açosç
Materiais Metálicos NÃO-FERROS
apenas em pequenas quantidades ouapenas em pequenas quantidades, ou
demais materiais metálicos são não-fer
• Alumínio• Alumínio
• Cobre
• Estanho
• Zinco
• Chumbo
• Níquelq
• Ligas (combinação entre
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os em dois grandes grupos:
contêm uma percentagem elevada de ferro em
principal constituinte;
Produtos siderúgicos
SOS: Não contêm ferro ou contêm o ferro
seja exceto o ferro fundido e o aço todos osseja, exceto o ferro fundido e o aço todos os
rrosos ;
e estes elementos)
Metais:
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Metais:
PARTE 1: METAISPARTE 1: METAIS
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FERROSOSFERROSOS
Metais:Ferrosos
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Metais:Ferrosos
¾ Ferro Fundido
• São ligas metálicas ferro-carbono c
• Aplicações: tubos e conexões;p ç
-- adutoras, redes de água, red
-- na indústria petroquímica (
suspensão etc);suspensão, etc);
Tubo Integral: Destinado ao 
transporte de esgoto sanitário 
possuem uma pintura betuminosapossuem uma pintura betuminosa 
vermelha, e revestimento interno de 
cimento aluminoso.
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com teor de carbono varia 2,1 a 4,3%;
de de esgoto, emissários, etc
transporte de gases, de matérias sólidas em
Válvulas de ferro fundido para 
instalações hidráulica prediaisinstalações hidráulica prediais, 
industriais, infra-estrutura e incêndio .
Metais:Ferrosos
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Metais:Ferrosos
¾ Ferro Fundido
• Aplicações: Tampões e grelhas
-- Tampões (caixa de inspeção) : e
-- grelhas em sarjetas para águas-- grelhas em sarjetas para águas
rede de esgoto 
rede de água prede de água p
Indicado para o uso externo
de casas e edifícios, também 
O d l Bencontrados em ruas.
Sua finalidade é especificar
as caixas de águas pluviais
O modelo Boca
uma grelha em 
que visa a melh
t de esgoto sanitário. escoamento de
e avenidas . 
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em redes de esgoto, água, telefonia e elétrica;
pluviaispluviais,
pluvialpluvial
rede de telefonia
d L b é
P d ã ífi
a de Lobo é 
ferro fundido 
hora de 
á Padrão específico para 
caixas de telefonia. 
 água em ruas 
Metais:Ferrosos
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Metais:Ferrosos
¾ Ferro Fundido
• Aplicações: portões, caixas de
decorativas, ferramentas, pregos
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e correio, postes de iluminação, grades
s, parafusos, roscas, etc;
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¾ Processo de produção: Ferro fundi
1 – Extração das matérias-primas:
-- Minério de FerroÆ encontrado na naturez
-- Coque/ carvão vegetalÆ o coque é um ca
-- FundentesÆ cal, argila calcária, calcárioÆ
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za em rochas que precisam ser triturada;
arvão mineral obtido em minas;
Æ também chamada pelo meio técnico de CÁSTINAS;
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¾ Processo de produção: Ferro fundi
2 – ReduçãoÆ Eliminação do oxigênio:
-- O minério de ferro é rico em oxigênio, o
contidas no minério. Este processo chama-se
-- REDUÇÃO é realizada em alto-forno a mai
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o qual deve ser retirado junto com outras impurezas
Ãe REDUÇÃO;
s de 12000C;
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¾ Processo de produção: Ferro fundi
A
2 – ReduçãoÆ Eliminação do oxigênio:
-- Pela parte superior do alto-forno são inserid
-- Pela parte inferior do fornoÆ insufla-se ar
-- O coque queima produzindoÆ calor + CO
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Ar quente
dosÆ minério de ferro, o coque e a cal;
q
quente;
O + ferro liquefeito com excesso de carbono
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¾ Processo de produção: Ferro fundi
Ó
2 – ReduçãoÆ Eliminação do oxigênio:
-- A cal converte o pó de coque e a ganga (im
ESCÓRIA
-- Após o processo de redução, o alto-forno li
ESCÓRIAESCÓRIA
FERRO GUSAÆ liga de ferro c
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FERRO GUSA
mpurezas do minério)Æ Escória fundida ou
Escória de alto-forno ou
ESCÓRIA
bera:
com alto teor de carbono e diversas impurezas;
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¾ Processo de produção: Ferro fundi
FERRO F
2 – ReduçãoÆ Eliminação do oxigênio:
-- Pequena parte do FERRO GUSAÆ é refun
-- Maior parte do FERRO GUSAÆ é transpor
-- NESTA 2 ETAPA ENCERRA-SE O PROCE-- NESTA 2 ETAPA ENCERRA-SE O PROCE
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FERRO GUSA
FUNDIDO
ndida para obter o Ferro Fundido Comercial;
rtado até ACIARIA, sendo refinado para obter o Aço;
ESSO DE PRODUÇÃO DO FERRO FUNDIDOESSO DE PRODUÇÃO DO FERRO FUNDIDO
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¾ Processo de produção: Apenas dos
FERRO GUSA
3 – Mistura e TransporteÆ ferro gusa
-- MISTURADOR ou CARRO TORPEDO Æ
carregar o Ferro gusa até a ACIARIA sem per
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s Aços
Na ACIARIA o ferro gusa 
é refinado e transformado
Nos diversos tipos 
de aço comercial
Æ estrutura intermediária cuja função é a de estocar e
rmitirque esfrie;
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¾ Processo de produção: Apenas dos
CO e CO2CO e CO2
4 – AciariaÆ transformação do ferro gusa em aço
-- CONVERSOR DE OXIGÊNIO Æ Converte
Injeta oxigênio sob pressão:
O monóxido de carbono sai para a
-- O oxigênio injetado queima o carbono na f-- O oxigênio injetado queima o carbono na f
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s Aços
O2
CO e CO2
O processo dura 
de 15 a 20 minutosde 15 a 20 minutos
e ferro gusa no estado líquido em aço;
O2 + CalorÆ CO + CO2
atmosfera.
formasÆ monóxido e dióxido de carbonoformasÆ monóxido e dióxido de carbono
Metais:Ferrosos
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¾ Processo de produção: Apenas dos
O2
CO e CO2 CO e C
CO e CO2
4 – AciariaÆ transformação do ferro gusa em aço
-- FORNO PANELA Æ o AÇO LÍQUIDO é
resfriamento gases escapem da massa e ass
-- No Forno Panela também são adicionados
objeto de ajustar a composição química do açobjeto de ajustar a composição química do aç
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s Aços
CO2
conduzido para este forno para evitar que durante o
sim formem vazios no aço.
elementos como o alumínio e silício com o
ço desejadoço desejado.
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¾ Processo de produção: Apenas dos
5 – LingotamentoÆ produção dos elementos brutos
O aço líquido é vazado em um distribuidor q-- O aço líquido é vazado em um distribuidor q
-- Em cada veio, o aço líquido passa por mo
cortados em pedaços chamados de Tarugosp ç g
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s Aços
-- Os Tarugos ou Lingotes são estocados e
posteriormente de acordo com a demanda,
laminados nas mais diferentes formas
comerciais de aço:
chapas perfis laminadoschapas, perfis laminados,
barras, fios, etc
s primários de aço;
que o leva a diversos feios;que o leva a diversos feios;
oldes refrigerados para solidificar-se sendo em seguida
s ou Lingotes;g
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¾ Processo de produção: Apenas dos
5 – LingotamentoÆ produção dos elementos brutos
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s Aços
s primários de aço: TARUGOS ou LINGOTES;
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¾ Processo de produção: Apenas dos
6.1 – Laminação a quenteÆ produção de chapas, p
-- Para permitir o processo de laminação o ta
Forno de Reaquecimento que eleva a temperForno de Reaquecimento que eleva a temper
-- A disposição dos cilindros permite produzir:
- perfis do tipo: C, L, H, I
- chapasÆ que depois podem s
- barras e fios
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erfis, barras e fios de aço;
rugo passa pelo
ratura de até 12500Cratura de até 1250 C.
:
ser dobradas
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Metais:Ferrosos
¾ Processo de produção: Apenas dos
6.1 – Laminação a quenteÆ produção de chapas, p
-- Após passar laminação os produtos res
conduzidos até o Leito de Resfriamento;
-- O produto é cortado em comprimento com
cliente.
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erfis, barras e fios de aço;
sultantes da laminação (perfis, barras, chapas) são
mercial e embalado, estando pronto para a entrega ao
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Metais:Ferrosos
¾ Processo de produção: Apenas dos
6.1 – Laminação a quenteÆ produção de barras de
-- Permite produzir as barras ou varas ou verg
A CA 50 Æ D t l Nã-- Aços CA - 50 Æ Dureza natural - Não en
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açoÆ CA- 50 A;
galhões de aço utilizados em concreto armado;
dncruados.
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Metais:Ferrosos
¾ Processo de produção: Apenas dos
6.1 – Laminação a quenteÆ produção barras de aço
-- Permite produzir as barras ou varas ou vergPermite produzir as barras ou varas ou verg
-- Aços CA – 50 A Æ Dureza natural - Não
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oÆ CA- 50 A;
galhões de aço utilizados em concreto armado;galhões de aço utilizados em concreto armado;
o encruados.
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¾ Processo de produção: Apenas dos
6.1 – Laminação a quenteÆ produção de fios de aç
-- Após passar pela laminação as barras são
Bl Æ b b t f-- BlocoÆrecebe as barras e as transforma
-- Fio-máquinaÆ é utilizado na produção do
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oÆ CA- 50 A;
conduzidos até o Bloco;
l d Fi á iem rolos de Fio-máquina;
os diversos tipos de arames.
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Metais:Ferrosos
¾ Processo de produção: Apenas dos
6 2 L i ã f i d fi Æ T fil ã6.2 – Laminação a frio dos fiosÆ Trefilação;
-- As bobinas de Fio-Máquina enviados para T
DecapagemÆ retirada a camada superficial
-- TREFILAÇÃO Æ é a transformação mecâ
reduzir o diâmetro do produto de acordo com
-- O produto é acumulado na forma de bobin
arames lisos, arames farpados.
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TREFILAÇÃO são previamente decapadas;
de óxido da superfície (oxidação);
ânica a frio (fio e puxado, esticado) feita no sentido de
a especificação do cliente;
a e será então a matéria-prima na produção de prego,
Metais:Ferrosos
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Metais:Ferrosos
¾ Processo de produção: Apenas dos
6.2 – Laminação a frio dos fiosÆ Trefilação;
-- produção dos fios de açoÆ CA- 60 B p
CPCP para
-- AÇOS ENCRUADOS: CA 60 B e CP p/ con
A deformação a frio deforma os crisA deformação a frio deforma os cris
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para concreto armado
t t dida concreto protendido
ncreto protendido
stais e causa o ENCRUAMENTO;stais e causa o ENCRUAMENTO;
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Processo de produção: Apenas dos
7 – Recozimento e galvanização do aço encruadoÆ
--RECOZIMENTOÆ Visa reduzir a dureza do
• O aço é aquecido a temperaturas r
lentamente;
-- GALVANIZAÇÃOÆé o processo que cons
a quente, ou seja, um banho em zinco líquido
• ARAME GALVANIZADO é armaz
produtos comerciais galvanizados,
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Æ
o aço encruado eobter uma maior ductilidade.
relativamente baixas (500°C a 900°C) e deixado esfriar
siste na deposição de uma camada superficial de Zinco
o;
zenado na forma bobinas que se destinam a outrosq
como arames farpados e arames ovalados (lisos)
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Algumas propriedades dos aços:
1) Módulo de elasticidade: E = 200 GP
2) Coeficiente de Poisson: υ = 0,3;
3) C fi i d dil ã é i3) Coeficiente de dilatação térmica: α
4) Massa específica: μ = 7850 kg/m3;4) Massa específica: μ = 7850 kg/m3;
5) Alta ductilidade: capaz de desenvolv5) Alta ductilidade: capaz de desenvolv
6) Muito suscetível à corrosão: A prot
pintura ou galvanização;pintura ou galvanização;
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Pa;
1 2 10 5 /0Cα = 1,2 . 10-5 /0C;
ver grandes deformações antes da ruptura;ver grandes deformações antes da ruptura;
teção contra a corrosão é usualmente feita por
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Tipos de aços estruturais:
Em função da composição químicas os aEm função da composição químicas os a
1) Aços-carbonos - São os mais usado
2) Aços de baixa liga - São aços-carbo
cobre, manganês, vanádio, zircôni
propriedades mecânicas;propriedades mecânicas;
Os principais tipos de aço-carbono e aço d
padrões da: ABNT (Associação Brasileira de Nor
Society for Testinng and Materials) e da EUROCOD
Aço-carbono: Especificação limite de esAço carbono: Especificação limite de es
fy (
ABNT MR250
ASTM A36
ASTM A325 ( f )ASTM A325 (parafuso)
Aço de baixa liga: Especificação limite de e
f (fy (
ASTM 572
ASTM A588
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aços são divididos em dois grupos:aços são divididos em dois grupos:
os em estruturas;
onos acrescidos de ligas do tipo:
o, entre outros, os quais, melhoram algumas
de baixa liga usados em estruturas, segundo
rmas Técnicas), da ASTM (American
E(normas européias), são apresentadas a seguir:
scoamento resistência à rupturascoamento resistência à ruptura
MPa) fu(MPa)
250 400
250 400-500
635( í ) 825( í )
Mais utilizado
635(mín) 825(mín)
escoamento resistência à ruptura
MPa) f (MPa)MPa) fu(MPa)
345 450
345 485
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais:
As usinas produzem aços para utilização e
chapas, barras, perfis estruturais lami
cabos;
• Chapas, barras, perfis estruturaisp , , p
laminação a quente;
--- Perfis estruturais podem aind
1 - dobramento de ch
2 - soldagem de chap
• Fios trefilados (arames) - São fabric
• Cabos e cordoalhas - São formados• Cabos e cordoalhas - São formados
OBS: Barras = varas = vergalhãoÆ diâ
Fi Æ diâFios = arames Æ diâ
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estrutural sob diversas formas:
inados (H, I, L, C), fios trefilados, cordoalhas e
s laminados - São fabricados por meio dap
da ser fabricados por meio:
hapas (perfis de chapas dobradas);
pas (perfis soldados);
cados por meio da laminação a frio = trefilação;
s por associação de fios;s por associação de fios;
âmetro ≥ 5,0 mm
â t ≤ 12 5âmetro ≤ 12,5 mm
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
• barras - São produtos laminados
em seção circular, quadrada ou retangular
Esta última é denominada também por ba
• Chapas - São produtos laminados, n
menor que outras duas (largura e com
-- As chapas se dividem nas duas cat
chapas grossasÆ de espessu
chapas finasÆ fabricadas a frchapas finasÆ fabricadas a fr
Chapa Fabricação EspessuraChapa Fabricação Espessura
Grossa A quente > 5,0 mm
Fina A quente 1,2 – 5,0 mm
A frio 0 3 2 65 mmA frio 0,3 – 2,65 mm
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dutos laminados
r alongada.
rra chata;
nos quais uma dimensão (espessura) é muito
mprimento);
tegorias:
ura superior a 5,0 mm;
rio e a quente;rio e a quente;
Utilização em construçãoUtilização em construção
Estruturas metálicas em geral;
Perfis de chapas dobradas
m Acessórios de construção comom Acessórios de construção como
calhas, rufos, tubos, telhas etc.
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Disciplina : Materia
Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
• Perfis estruturais laminados - Os la
estrutural, em forma de H, I, C,L.
L LL L
(abas iguais) (abas desiguais)
Perfis LÆ são conhecidos também por caPerfis LÆ são conhecidos também por ca
Perfil IÆ também denominado por S (Sta
Perfil HÆ também denominado por W (wi
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aminados produzem perfis de grande eficiência
C I (S) H (W)C I (S) H (W)
antoneirasantoneiras
ndard beam)
ide flange)
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
Edifícios
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
Coberturas
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
Pontes
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
Torres de transmissão, de TV e RÁDIO
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dutos laminados
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Prod
• Fios, Cordoalhas, Cabos – Os fios o
-- Cordoalhas Æ são formadas pCordoalhas Æ são formadas p
arranjos helicoidais.
-- Cabos Æ são formados porp
helicoidais variáveis.
Cabos de aço são mu
Entre as a
de tabulei
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dutos de trefilação (laminados a frio)
ou arames são obtidos por trefilação.
por 3 ou 7 fios trefilados finos agrupados empor 3 ou 7 fios trefilados finos, agrupados em
fios trefilados finos, agrupados em arranjos, g p j
ito flexíveis, com ampla gama de aplicação.
aplicações destaca-se a sustentação 
iros em ponte estaiada.
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Perfi
-- As chapas Æ podem ser
transformando-se em perfis de chapa
Perfil U Perfil G Perfil L Pe
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is de chapas dobradas
dobradas a frio, com o uso de prensas,
as dobradas.
erfil S Perfil Z
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Perfi
-- As chapas Æ podem ser
transformando-se em telhas, rufos, tu
telha ondulada
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is de chapas dobradas
dobradas a frio, com o uso de prensas,
bos, calhas etc.
telhas trapezoidais
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Perfi
-- As chapas Æ podem ser
transformando-se em telhas, rufos, tu
calha moldura calha
Rufos condutor (TUBO)reta
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is de chapas dobradas
dobradas a frio, com o uso de prensas,
bos, calhas etc.
americana calha platibanda
angular condutor(TUBO) quadrado
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Metais:FerrososMetais:Ferrosos
¾ Produtos de aços estruturais: Perfi
Os perfis são formados pela associação d
a ligação, em geral, soldada;
A norma brasileira NBR 5884: 1980 padro
Perfis CS (Colunas soldadas)
Perfis VS (Vigas soldadas)
Perfis CVS (Colunas e Vigas soldadas)Perfis CVS (Colunas e Vigas soldadas)
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is Soldados e Perfis Compostos
e chapas ou perfis laminados simples, sendo
nizou três séries de perfis solados:
Metais:Ferrosos
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Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
As barras(vergalhão) e fios de aç
identificados da seguinte forma:
_______ - _________
Categoria - tensão de
(kgf/m( g
Exemplos: CA-250 B
Categoria:Categoria:
CA = CONCRETO ARMADO
CP = CONCRETO PROTEND
Tensão de escoamento:
25 kgf/mm2 / 32 kgf/mm2 /
250 Mpa 320 Mpa250 Mpa 320 Mpa
Classe:
Classe A Æ laminados a quente, seq
Classe B Æ laminados a frio, com p
nharia Civil
is de Construção Civil; 
40/77 
Prof: Gaspar Carnevale
oncreto armado:
ço destinados a armaduras do concreto são
___________ _____
e escoamento Classe
mm2))
B; CA-32 A; CA-60 B
IDO
/ 40 kgf/mm2 / 50 kgf/mm2 / 60 kgf/mm2
400 MPa 500 Mpa 600 MPa400 MPa 500 Mpa 600 MPa
m posterior deformação a frio;p ç
posterior deformação a frio (trefilação);
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
No Brasil a NBR 7480:1996Æ Estabelece
armaduras de aço em concreto armado
-- Barras(vergalhão)Æ devem ser s
-- fios (arames)Æ devem ser da clas
Os aços produzidos no Brasil: ClasseOs aços produzidos no Brasil: Classe
Classe
Sendo o CA 60Æ o único da cl- Sendo o CA-60Æ o único da cl
- Por este motivo fica subentendid
1 – Mencionou CA-25 e CA-50
2 – Mencionou CA-60
nharia Civil
is de Construção Civil; 
41/77 
Prof: Gaspar Carnevale
oncreto armado:
eu as seguintes práticas para o uso das
sempre da classe A;
sse B;
e AÆ CA-25 A e CA-50 E CA-50 S(soldável);e AÆ CA 25 A e CA 50 E CA 50 S(soldável);
e BÆ CA-60 B
asse B;asse B;
do aqui no Brasil o seguinte conceito:
0Æ fica subentendido aços da classe A;
Æ fica subentendido aço da classe B;
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
São aços laminados a quente e não-- São aços laminados a quente e não
-- Em geral, são caracterizados
deformação de um acentuado patamadeformação de um acentuado patama
ruptura. Fase
elástica
fp - limite de proporcionalidade Æ maio
plástica, ou seja, até a tensão fp vale
f limite de escoamentoÆ tensão corresfy - limite de escoamentoÆ tensão corres
fr - limite de resistência;
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is de Construção Civil; 
42/77 
Prof: Gaspar Carnevale
oncreto: classe AÆCA-25 e CA-50
o sofrem tratamento algum após a laminação;o sofrem tratamento algum após a laminação;
pela PRESENÇA no diagrama tensão x
ar de escoamento e grandes deformações dear de escoamento e grandes deformações de
Fase
plástica
or tensão para qual não ocorre deformação
a lei de Hooke;
pondente ao início da fase de escoamento;pondente ao início da fase de escoamento;
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
Determinação das propriedades mec-- Determinação das propriedades mec
NBR-6152/80 (MB-4/77).
nharia Civil
is de Construção Civil; 
43/77 
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oncreto: classe AÆCA-25 e CA-50
cânicas à tração de materiais Metálicoscânicas à tração de materiais Metálicos 
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
As barras podem ser lisas ou nervu-- As barras podem ser lisas ou nervu
As barras lisas possuem baix
categoria CA-25.
As barras da categoria CA-50g
CA- 25Æ vergalhões lisos
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44/77 
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oncreto: classe AÆCA-25 e CA-50
radasradas.
xa aderência ao concreto e são restringidas à
devem ser obrigatoriamente nervuradas.g
CA- 50Æ φ ≥ 10 mm nervuras (mossas)
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
Aços de dureza natural: CA 25 e CA 50:Aços de dureza natural: CA-25 e CA-50:
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oncreto: classe AÆCA-25 e CA-50
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
São aços laminados a frioÆ trefilaç-- São aços laminados a frioÆ trefilaç
-- Em geral, são caracterizados pela A
de um acentuado (bem definido) patade um acentuado (bem definido) pata
de ruptura.
fy
O fy é convencional, corresponde a y p
0,5% de deformação total (usa-se o m
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oncreto: classe BÆCA-60
ção;ção;
AUSÊNCIA no diagrama tensão x deformação
amar de escoamento e grandes deformaçõesamar de escoamento e grandes deformações
0,2% de deformação plástica residual ou ç p
menor fy dos dois).
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
Determinação das propriedades mec-- Determinação das propriedades mec
NBR- 6152/80 (MB-4/77).
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oncreto: classe BÆCA-60
cânicas à tração de materiais Metálicoscânicas à tração de materiais Metálicos
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
Aços encruados “a frio” CA 60Aços encruados a frio – CA-60
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oncreto: classe BÆCA-60
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
Em rolos e
CA- 60 (em barras de 12 metros e rolos de
CA – 60 Æ DN (bitolas) = 4,2 mm; 5,0 m
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oncreto: classe BÆCA-60
barras (vergalhões) de 12 m
e aproximadamente 200 Kgs)
mm; 6,0 mm; 7,0 mm; 8,5 mm; 9,0 mm;
Metais:Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Ferrosos
¾ Formas comerciais do aço para co
A figura a seguir apresenta os d-- A figura a seguir apresenta os d
obtidos do ensaio de tração realizadaσs
barra 1
barra2
Ao analisar os diagramasÆ Qual é a clAo analisar os diagramasÆ Qual é a cl
- Observando melhor Æ o diagrama da
patamar de es
Æ Já o diagram
patamar de esp
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oncreto: classe A e classe B
iagramas no diagrama tensão x deformaçãoiagramas no diagrama tensão x deformação
as em barras de diferentes tipos de aço;
asse do aço da barra 1 e da barra e ?
εs
asse do aço da barra 1 e da barra e ?
a barra 1 não possui
scoamento BEM DEFINIDOÆ classe B
a da barra 2 apresenta
scoamento bem definidoÆ classe A
Metais:
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:
PARTE 2: METAISPARTE 2: METAIS
- Uma das principais vantagens dos mUma das principais vantagens dos m
aço, é ter uma maior resistência à corro
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NÃO FERROSOSNÃO FERROSOS
metais não ferrosos, quando comparado aometais não ferrosos, quando comparado ao
osão.
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Alumínio:
O alumínio é o terceiro elemento mais- O alumínio é o terceiro elemento mais
abundante na crosta terrestre;
-Tem como matéria-prima a bauxita, mine
com cerca de 60% de óxido de alumínio
além de sílica, óxidos de ferro e titânio;, ;
- Após a sua extração, a bauxita é trabalha
através de inúmeros processos até aatravés de inúmeros processos, até a
transformação do alumínio em
produtos para o mercado.
- Em média, são necessárias 4 toneladas
bauxita para se obter 1 tonelada de alumín
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52/77 
Prof: Gaspar Carnevale
eral
(Al2O3),
ada
de
nio;
Bauxita
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
1 – EXTRAÇÃO DAMATÉRIA-PRIMA (bauxita):
-- Equipamentos Æ a extração utiliza retro-
meio de carretas basculantes com capacidad
2 – BENEFICIAMENTO DAMATÉRIA-PRIMA (bauxita
-- Britagem lavagem e Peneiras vibratória-- Britagem, lavagem e Peneiras vibratória
areia e outros resíduos) do minério bruto (bau
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-escavadeira hidráulica e o transporte é realizado por
e entre 10 e 30 tonelada;
a):
s Æ permite separar boa parte das impurezas (argilass Æ permite separar boa parte das impurezas (argilas,
uxita);
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
Equalizar as propriedades entre 
os lotes de minério de diferentes
frentes de mineração;
3 – HOMOGENEIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA (bauxi
-- Pilhas de homogeneização Æ criada
empilhadeiras automáticas;
4 – TRANSPORTR DA MATÉRIA-PRIMA (bauxita):
-- FerroviárioÆ em geral o transporte é real-- FerroviárioÆ em geral o transporte é real
-- Fluvial e Marítimo Æ em alguns casos util
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s 
ita):
as com auxílio de correias transportadoras e de
izado meio de linhas férreas até a fábrica;izado meio de linhas férreas até a fábrica;
izam-se navios;
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
5 – PRODUÇÃO DO ALUMÍNIO PRIMÁRIO:
5.1 – Produção da PASTA DENSAÆ A bauxita segue
se a soda cáustica (cal +água), obtendo-se uma mistura
5.2 – Produção do ALUMINATO DE SÓDIO Æ A pas
onde ocorre a formação do composto instável chamadoonde ocorre a formação do composto instável chamado
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para moagem nos moinhos de bola, onde acrescenta-
a pastosa, a pasta densa;
sta densa segue para os autoclaves para o cozimento,
o de aluminato de sódio;o de aluminato de sódio;
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
5 – PRODUÇÃO DO ALUMÍNIO PRIMÁRIO:
5.3 – Produção da ALUMINAÆ
-- Filtros e hidrolisadores Æ o alumina
diminuição de temperatura, onde ocorre a s
de alumínio, ou hidrato, de alta pureza;
-- CalcinaçãoÆ o hidráoxido de alumínio seg
óxido de alumínio ou ALUMINA;
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do de sódio passa por filtragem, decantação com
separação da soda cáustica e a formação do hidróxido
gue para o forno calcinador, onde é transformado em
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
5 – PRODUÇÃO DO ALUMÍNIO PRIMÁRIO:
5.4 – REDUÇÃO ELETROLÍTICAÆ
- Consiste em extrair o metal (ALUMÍNIO Æ AL) do
passagem de corrente elétrica em fornos especiais, c
950 0C;
- A Cuba eletrolítica é composta por:
-- Um polo negativoÆ CATODO
-- Um banho (líquido)Æ ELETRÓLITOÆ a alumi( q )
que con
-- Um polo positivoÆ ANODOÆ basicamente blo
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nharia Civil
is de Construção Civil; 
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+ + + 
- - - - - - -
o óxido de alumínio (ALUMINA Æ AL2O3) através da
hamados Cubas eletrolíticas, a uma temperatura de
ina encontra-se dissolvida neste banho
ntém critolita e sais fundidos de fluoreto;
ocos de carbono;
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
5 – PRODUÇÃO DO ALUMÍNIO PRIMÁRIO:
5.4 – REDUÇÃO ELETROLÍTICAÆ
- Uma corrente é conduzida ao banho pelos anodos e c
- Neste processo ocorre a dissociação (SEPARAÇÃO)
sobre o catodo na forma líquidaÆ ALUMÍNIO LÍQUIDOsobre o catodo na forma líquidaÆ ALUMÍNIO LÍQUIDO
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+ + + 
- - - - - - -
chega ao catodo;
do alumínio do banho, sendo este alumínio depositado
O;O;
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Processo de produção: Alumínio
6 – FUNDIÇÃO DO ALUMÍNIO PRIMÁRIO:
-- Alumínio primário (líquido) Æ é tran
composição química e forma;
-- A FUNDIÇÃOÆ é o ponto de partida para
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nsportado para a fundição onde são ajustadas sua
a fabricação de todos os produtos;
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio: principais características
Este material é resistente possui baixa m- Este material é resistente, possui baixa m
cerc
Æ o que faz com que as estrut
mesmo consumindo um volum
- Boa resistência à corrosão da atmosfera
- fácil limpeza e manutenção, versátil, prát
- Coeficiente de dilatação térmica: α ALUM ≅
Æ Gera problemas de deforma
o alumínio e o concreto ou alveo alumínio e o concreto ou alve
- Possui baixo ponto baixo de fusão: t = 6
Æ Umas de suas principais l
Quando dá ocorrências de incê
próximo dos 1000°C, é comump
(perfis estruturais, esquadrias
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massa específica: = 2700 kg/m3massa específica: μ = 2700 kg/m3,
ca de 1/3 da do aço (μ = 7850 kg/m3);
turas de alumínio sejam mais leves,
me maior de material
e de vários produtos químicos;p q ;
tico e funcional;
≅ DOBRO α AÇO = 2 x 1,2 . 10-5 /0C
ação térmica diferencial entre
enariaenaria.
50/660 0C
limitações.
êndios, onde a temperatura pode chegar
m haver completa fusão das elementosp
e etc)
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio: principais características
Boa condutividade elétrica:- Boa condutividade elétrica:
Æ inferior à do cobre, porém m
menor (MENOR PESO), é pref
destinados à condução de alta
- Boa condutividade térmica:
Æ excelente condutor de calo
calor industriais, bem como em
Por isso também é utilizado em
aquecimento rápido e uniforme
Estas características, conjunta ou isola
diversas como utensílios domésticos, n
Na construção civil é utilizado emÆ fio
Revestimentos, estrutura (perfil estrutural)(p )
guarnições, arremates, etc.
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mais indicado que este por ter densidade
ferido na produção de cabos elétricos
as tensões.
or, é utilizado em gigantescos trocadores de
m bandejas para gelar alimentos.
m utensílios de cozinha, pois assegura
e distribuição de calor.
adamente, dão ao alumínio aplicações
na aeronáutica, etc
s e cabos elétricos, coberturas (telhas),
), esquadrias(portas, janelas, vitrôs),) q (p j )
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio - aplicações:
9 Esquadrias: janelas, portas, portões.
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62/77 
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Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio - aplicações:
9 Revestimentos: revestimento externo d
shoppings e aeroportos.
Agora, e
sendo ex
em reves
sua prati
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de prédios industriais, residenciais, comerciais,
ste recurso inovador já está
xperimentado dentro de casa,p ,
stimentos de interiores, por
icidade, leveza e resistência
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio - aplicações:
9 Coberturas: As telhas e revestimentos
ao clima e ao tempo. Estes fatores co
aliado a custos reduzidos.
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de alumínio são mais leves, mais resistentes
nferem às obras um alto padrão de qualidade
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio - aplicações:
9 Coberturas: As telhas de alumínio dev
instalações e a condutividade térmic
favorecendo o conforto nos ambientes e
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vido sua refletividade reduz a temperatura das
ca, dissipa rapidamente o calor acumulado,
em que são aplicadas.
Metais:Não Ferrosos
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não Ferrosos
¾ Alumínio - aplicações:
9 Estruturas: Outro mercado em que há
estruturas para grandes vãos ou para m
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um significativo consumo de alumínio é o de
montagem temporária de obras e instalações
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Cobre:
- Principais matérias-primas são: sulfeto d
sulfeto d
- Cobre puro (cobre metalúrgico)Æ é ob
para obter o ALUMÍNIO;
Æ Cobre puroÆ REDUÇÃP ELETRO
-- Consiste em extrair o meta
(CuFeS2) bem como do sulfeto de co
elétrica em fornos especiais, chamadosp ,
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e cobre e ferro (CuFeS2) e o
de cobre (Cu2S).
tido por um processo semelhante ao utilizado
OLÍTICA:
l (COBRE Æ Cu) do sulfeto de cobre e ferro
bre (Cu2S) através da passagem de corrente
s Cubas eletrolíticas;;
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Cobre: principais características
Alta condutividade térmica;- Alta condutividade térmica;
ÆMuito usado também em tub
corrosão e facilidade de soldag
Æ Porém, vem perdendo terre
- Boa resistência contra corrosão atmosfér
- Alta condutividade elétrica inferior apenaAlta condutividade elétrica, inferior apena
Æ Esta última faz do cobre o m
Massa específica cerca de 8960 kg/m3- Massa específica, cerca de 8960 kg/m3
- Possui alto ponto baixo de fusão: t = 110
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bulações especiais dada a resistência à
gem: TUBULAÇÃO DE ÁGUA QUENTE;
no para o PVC (mais barato);
rica e de ácidos;
as à da prata:as à da prata:
material padrão dos condutores elétricos.
é superior à do aço;é superior à do aço;
00 0C
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Cobre (Puro) – aplicações:
- É largamente empregado em instalaçõe
- Na produção de tubos e conexões parap ç p
Recomenda-se sempre que as c
cobre, porque resistem melhor quimica
ferro galvanizadoferro galvanizado.
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es elétricas como condutor (fios e cabos);
a instalações de água, esgotos, gás, pluviais.ç g g g p
canalizações de gás liquefeito sejam feitas de
amente e são mais fáceis de soldar que as de
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Cobre (Ligas) – aplicações:
- BronzeÆ Liga de cobre (85 a 95 %) e
- Latão Æ Liga de cobre (60 a 95%) e
ƒ Fabricação de tubulações (para c
água fria) e de suas conexões rosc
ƒ Componentes de sistemas de co
sistemas de aquecimentos (solares
ƒ Confecção total ou parcial de fe
fechaduras, dobradiças, etc.) e, ç , )
acessórios);
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70/77 
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estanho (15 a 5%);
zinco (40 a 5%);
condução de água potável, gás, água quente e
cáveis e soldáveis;
mbate a incêndio (hidrantes, sprinklers) e de
s, a gás e elétricos);
rragens para esquadrias (fechos, puxadores,
de metais sanitários (válvulas, torneiras e( ,
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Cobre (Ligas) – aplicações:
- BronzeÆ Liga de cobre e estanho;
- LatãoÆ Liga de cobre e zinco;
-
Conexões de incêndio
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conexões
ferragem de portas e janelas
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Chumbo:
- Pouco abundante (menos de o,2 % da co
- Raramente encontrado em estado puto- Raramente encontrado em estado puto
- Tem como principais características:
-- Elevada massa específica, cerca de
-- Baixo ponto de fusão: t = 327 0C;
-- Alta resistência à corrosão de dive
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72/77 
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onstituição da crosta terrestre)
o ocorrendo em minérios: galena e cerusita;o, ocorrendo em minérios: galena e cerusita;
e 11340 kg/m3;
ersos meios;;
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Chumbo – aplicações:
- ISOLAMENTOS ACÚSTICOS.
Excelente material, pela sua densidad
sejam utilizados índices anormais de sosejam utilizados índices anormais de so
Ch l l d Ch b i l tChapa ou lençol de Chumbo para isolament
A chap
mm po
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73/77 
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de, para isolar acusticamente espaços onde
om;om;
t ú tito acústico
pa de chumbo com espessura de 0,5 a 1,0 
ode ser utilizado para isolamento acústico:
-- Estúdio de som e de TV;;
-- Discotecas, casas de show;
-- Casa de máquinas de elevadores, 
de compressores de ar;de compressores de ar;
-- Fábricas, oficinas etc.
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Chumbo – aplicações:
- ISOLAMENTOS RODIOLÓGICOS.
Isolamento eficaz, na proteção con
hospitalares industrial e de investigaçãhospitalares, industrial e de investigaçã
Ch l l l i d d Ch bChapa ou lençol ou laminado de Chumbo p
A chap
alvena
de 0,5
Pode 
nharia Civil
is de Construção Civil; 
74/77 
Prof: Gaspar Carnevale
ntra os raios X e Gama, em instalações
ãoão.
bli d d dpara blindagem de parede
pa de chumbo para blindagem de paredes de 
aria apresenta uma espessura ideal 
5 até 6,0 mm.
ser utilizado também na blindadem:
-- Armários radiológicos;
-- Caixas de rejeitos radiológicos;-- Caixas de rejeitos radiológicos;
-- Unidades móveis de raio-x;
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Chumbo – aplicações:
- ISOLAMENTOS RODIOLÓGICOS.
Isolamento eficaz, na proteção con
hospitalares industrial e de investigaçãhospitalares, industrial e de investigaçã
Bi b di ló i “L”Biombos radiológicos em “L” 
ou outros formatos
O biombo radiológico no formato L é confeccionado 
t t t b l dem estrutura tubular de 
aço carbono (1010/1020)
internamente e painéis 
de chumbo externamente.de chumbo externamente.
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75/77Prof: Gaspar Carnevale
ntra os raios X e Gama, em instalações
ãoão.
Folha de porta standard blindada 
com chumbo - figueira branca
( )Folha de porta (sólida) radiológica 
blindada internamente com 
laminado de chumbo.
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Metais:Não FerrososMetais:Não Ferrosos
¾ Chumbo – aplicações:
- CONTRA PESOS.
Contra peso de chumbo (bloco de
formatos muito utilizado:formatos , muito utilizado:
C t d Ch bContra peso de Chumbo
- SOLDAGEM.
As varetas de chumbo para 
soldagem são utilizadas parasoldagem são utilizadas para 
soldar tubos, conexões, 
chapas ,etc.
Va
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76/77 
Prof: Gaspar Carnevale
chumbo) no formato cúbico ou em outros
-- Empilhadeira;-- Empilhadeira;
-- Portão basculante;
-- Guindastes, etc
aretas de chumbo cilíndricas para solda
Bibliografia de referência:
Curso: Engen
Disciplina : Materia
Bibliografia de referência:
- Material de apoio do Prof José de AMaterial de apoio do Prof. José de A
- Materiais de Construção. Rio de Jaç
Autor: BAUER, L
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77/77 
Prof: Gaspar Carnevale
Almendra Freitas Jr ÆUFPRAlmendra Freitas Jr.ÆUFPR
aneiro, LTC ed, v1 e V2, 1992.
L. F..