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QUÍMICA DOS MATERIAIS
Aula 3 - Metalurgia
INTRODUÇÃO
Nesta aula, você irá reconhecer a Metalurgia. As ligas metálicas, em virtude da sua composição, são agrupadas com 
frequência em duas classes: ferrosas e não ferrosas. 
As ligas ferrosas, aquelas em que o ferro é o principal constituinte, incluem os aços e os ferros fundidos e, 
consequentemente, as não ferrosas representam todas as ligas que não são à base de ferro.
As ligas metálicas estão entre os materiais mais produzidos no mundo. Elas são de especial importância como material em 
todos os ramos da Engenharia. Os motivos são a abundância, os custos, as técnicas de extração, o refino, a produção de 
ligas e a fabricação do material. 
A versatilidade das ligas ferrosas também permite muitas facilidades na hora de escolher esse material como base para 
qualquer projeto ou empreendimento.
OBJETIVOS
Reconhecer os processos de fabricação das ligas metálicas;
Compreender as características das ligas metálicas;
Identificar como o processo de corrosão pode comprometer as ligas metálicas. 
LIGAS METÁLICAS
Conforme foi visto, na aula anterior, os materiais metálicos têm sua formação em rede cristalizada, podendo inclusive sofrer 
alterações em sua composição para que suas características sejam melhoradas.
Conforme foi visto, A grande maioria dos metais utilizados não é empregada pura, faz parte de ligas. Entende-se por liga 
mistura de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si, ou com outros elementos. 
A possibilidade de se combinar elementos, no qual pelo menos um seja metálico, é muito grade, podendo dar origem a 
inúmeras ligas metálicas. Contudo, a composição química de cada liga deve-se levar em conta que as modificações 
estruturais podem ocorrer em diferentes temperaturas, em virtude da temperatura de fusão dos diferentes elementos da liga.
As ligas podem ser classificadas de três formas: 
Misturas mecânicas
Considera-se mistura mecânica quando os cristais dos metais componentes estão simplesmente misturados, como por 
exemplo, em uma liga de estanho e chumbo, que se forma no processo de solda. 
Soluções sólidas
As soluções sólidas ocorrem com a interligação dos cristais durante a solidificação, como por exemplo, a liga de aço 
carbono. 
Compostos químicos
Pode se considerar composto químico os casos em que os metais formam uma composição diversa, como por exemplo, a 
liga de cobre e zinco. 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Historicamente, as ligas metálicas são os materiais mais usados pelo homem, sua utilização data de muitos anos antes de 
Cristo. O ferro e as ligas, cujo metal principal era o ferro, são utilizados pela humanidade de longas datas. A utilização desses 
materiais se vez necessária para suprir a necessidades do homem, para a proteção de seus bens e posses, na fabricação de 
armas, ou mesmo para facilitar seu dia a dia, na produção de ferramentas e utensílios. Porém, desde os primeiros artefatos 
metálicos, houve grande evolução nesta área; hoje são conhecidas ligas metálicas de alto desempenho.
Para tanto, todo elemento metálico só pode ser utilizado após passar por um processo de conformação, que é a alteração de 
um corpo metálico para outra forma definida. 
Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos: 
PROCESSOS METALÚRGICOS:
Nos quais as modificações de forma estão relacionadas com altas temperaturas;
PROCESSOS MECÂNICOS:
Nos quais as modificações são provocadas pela aplicação de tensões externas. 
Dentre os processos mais comuns de conformação dos metais temos: 
Laminação: É um processo de conformação plástica, muito utilizado atualmente, pois apresenta alta produtividade e 
excelente controle dimensional do elemento conformado. 
A laminação consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros que geram a mesma velocidade periférica, mas 
em sentidos contrários. 
Como a distância entre as superfícies laterais é inferior à espessura da peça, ela sofre uma deformação plástica durante a 
passagem entre os cilindros. O resultado desta passagem é a diminuição da seção transversal e aumento da largura 
(geralmente pequeno) e do comprimento (geralmente maior).
O processo de laminação pode ocorrer a frio ou a quente. Como a chapa laminada a frio é um produto que se origina na 
bobina laminada a quente, esse passa por mais processos produtivos para obter suas características finais. 
A chapa laminada a quente possui um processo a menos que a chapa laminada a frio. Esse único processo confere aos 
produtos propriedades distintas e, portanto, utilizados em aplicações diferentes. 
A laminação é utilizada para a fabricação de chapas, blocos e tarugos, além dos perfis estruturais na forma de I, T, L etc., ou 
mesmo perfis de seção circular, quadrada, hexagonal e etc.
Forjamento: É um processo de conformação plástica, em que se obtém a forma desejada, através do martelamento ou da 
aplicação gradativa de uma pressão. O forjamento pode ocorrer em processos a frio, ou a quente, mas a grande maioria das 
peças conformadas por forjamento ocorre por meio de processo a quente.
Após o forjamento de uma peça é possível que ela receba tratamento térmico para que suas propriedades mecânicas sejam 
melhoradas e seu desempenho seja melhor. O tratamento térmico objetiva, principalmente:
a remoção das tensões internas introduzidas durante o forjamento e o resfriamento do forjado;li>
a homogeneização da estrutura da peça forjada;
a melhoria de sua usinabilidade e de suas propriedades mecânicas.
Atualmente, o forjamento é empregado para a produção de peças como, eixo manivelas, bielas, discos de turbinas, 
engrenagens, rodas, cabeças de parafusos, esferas, ferramentas manuais e uma grande variedade de componentes 
estruturais para máquinas operatrizes e equipamentos de transporte.
Trefilação
É um processo de conformação plástica que se realiza pela operação de condução de um fio, barra ou tubo através de uma 
ferramenta chamada de fieira. Essa ferramenta apresenta um formato externo cilíndrico e que contém um furo em seu 
centro, por onde passa o fio. Esse furo, com diâmetro decrescente, apresenta um perfil na forma de funil curvo ou cônico.
A laminação consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros que geram a mesma velocidade periférica, mas 
em sentidos contrários. A passagem do fio pela fieira provoca redução de sua seção e, como a operação é normalmente 
realizada a frio, ocorre o encruamento com a alteração das propriedades mecânicas do material do fio. Essas alterações 
ocorrem, principalmente, na redução da ductilidade e no aumento da resistência mecânica. 
Assim sendo, a trefilação tem por objetivo a obtenção de fios, barras ou tubos de diâmetros menores e com propriedades 
mecânicas controladas.
O processo de trefilação é empregado para a fabricação de barras, tubos, arames e fios de metais ferrosos e não ferrosos. 
As barras produzidas por trefilação possuem as seguintes aplicações: 
pistões pequenos, 
eixos, 
material estrutural;
material para parafusos.
Atualmente, o forjamento é empregado para a produção de peças como, eixo manivelas, bielas, discos de turbinas, 
engrenagens, rodas, cabeças de parafusos, esferas, ferramentas manuais e uma grande variedade de componentes 
estruturais para máquinas operatrizes e equipamentos de transporte.
Extrusão
É um processo de conformação plástica, no qual é reduzida ou modificada a seção transversal de um corpo metálico, através 
da aplicação de altas tensões de compressão.
A extrusão consiste na passagem de um corpo metálico, geralmente de forma cilíndrica, que é forçado a escoar através da 
abertura, por meio de uma ação de compressão de um pistão acionado pneumaticamente ou hidraulicamente.
Entende-se por extrusão o processo de compressão indireta, pois são as paredes internas da ferramenta que provocam, 
devido à reação à pressão do pistão, a ação de compressão