IEMM-AULA 3

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SMM 0342 - INTRODUÇÃO AO 
ENSAIO MECÂNICO DOS 
MATERIAIS 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
PROPRIEDADES 
MECÂNICAS 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
PROPRIEDADES MECÂNICAS: 
•DUREZA; 
•RESISTÊNCIA MECÂNICA; 
•RIGIDEZ OU MÓDULO DE ELASTICIDADE; 
•DUTILIDADE; 
•TENACIDADE; 
•TENACIDADE À FRATURA; 
•TENACIDADE AO IMPACTO; 
•RESISTÊNCIA À FADIGA; 
•RESISTÊNCIA MECÂNICA EM ALTA TEMPERATURA 
(FLUÊNCIA). 
 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
PROPRIEDADES FÍSICAS: 
•DENSIDADE; 
•PROPRIEDADES ÓPTICAS; 
•PROPRIEDADES ELÉTRICAS; 
•PROPRIEDADES TÉRMICAS; 
•ESTABILIDADE DIMENSIONAL; 
•PONTO DE FUSÃO; 
•VISCOSIDADE; 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
PROPRIEDADES MECÂNICAS SÃO INFLUENCIADAS 
PELO PROCESSAMENTO: CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
(DEFORMAÇÃO PLÁSTICA) 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇO 
(ri.gerdau.c
om) 
Minério de Ferro 
ALTO-FORNO 
SOLEIRA DO ALTO-FORNO 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO FERRO GUSA: 
 
CARBONO: 3,5 - 4,5% 
SILÍCIO: 0,3 - 2,0% 
ENXÔFRE: 0,01 - 0,1% 
FÓSFORO: 0,05 -2 % 
MANGANÊS: 0,5 - 2% 
SAÍDA DO FERRO 
GUSA DO ALTO 
FORNO PARA O 
CARRO TORPEDO. 
(COLPAERT) 
FABRICAÇÃO DO AÇO 
Conversão do gusa 
DESCARREGAMENTO DO GUSA PARA OS CONVERSORES 
FABRICAÇÃO DO AÇO 
Conversão do gusa 
ACIARIA 
ELÉTRICA 
FABRICAÇÃO DO AÇO 
FORNO - PANELA 
FORNO - PANELA 
DESGASEIFICAÇÃO 
Principal objetivo é eliminar os 
gases dissolvidos no aço 
líquido, especialmente o 
hidrogênio 
(www.manutencaoesuprimentos.com.br) 
(www.edef.net) 
(www.kaptandemir.com.tr) 
REFINO SECUNDÁRIO - FEIXE DE ELÉTRONS 
REFINO UTILIZADO TANTO 
PARA AÇOS COMO PARA 
METAIS REFRATÁIOS COMO 
O TÂNTALO E O NIÓBIO 
NIÓBIO 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
• O Brasil possui a maior reserva de nióbio do mundo, com 98% da 
produção mundial, seguido pelo Canadá e Austrália; 
 
• O minério mais importante deste metal é o pirocloro; 
 
• As reservas brasileiras apresentam teor médio de 0,73% de Nb2O5; 
PROF.DR. DALTRO GARCIA PINATTI 
• Primeiro bolsista FAPESP- orientador: Prof. Dr. Sergio Mascarenhas de 
Oliveira ; 
• Estudou “Efeito Costa Ribeiro”: PINATTI, D. G.; MASCARENHAS, S., 
CORRENTES ELÉTRICAS PRODUZIDAS DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO 
DA ÁGUA. Journal of Applied Physics , v. 38, p. 2648, 1967; 
• Primeiro doutor em Engenharia de Materiais do Brasil, formado na 
Universidade do Rice, Texas, EUA, dentro do Programa de Materiais da 
NASA. Contribuiu com a ideia para a blindagem térmica da Apollo 11 na 
reentrada; 
“The base of the CM consisted of a heat shield made of brazed 
stainless steel honeycomb filled with a phenolic epoxy resin...” 
PROF.DR.PINATTI E PROFA.DRA. ROSA CONTE- FEIXE DE ELÉTRONS-
COMISSIONAMENTO-ALEMANHA-1980 
Rota tradicional 
 
purificação química do óxido do metal de interesse (99,9xxx % de pureza) 
• redução do óxido com sódio metal sob a forma de pó (puro porque óxido já 
era puro) 
• fusão do pó do metal por feixe de elétrons metal consolidado na forma de 
lingotes 
• conformação mecânica barras, fios e outros 
 
Rota desenvolvida por Pinatti 
 
• Abandonar a purificação química do óxido do metal de interesse; 
• Fazer uma redução com alumínio de um óxido de grau técnico (química 
sumária); 
• Obter um metal bruto, cujas impurezas principais eram o alumínio e os 
intersticiais (O, N, H,C, Si), transferindo para o forno de feixe de elétrons a 
função de fundir e purificar o metal; 
•Aprisionar as impurezas evaporadas do metal em painéis de Cu 
refrigerados a água, dentro da câmara de fusão. 
REFINO SECUNDÁRIO – Dr. Pinatti 
FORNO DE FEIXE DE ELÉTRONS 
ANTES E DEPOIS DA 
TECNOLOGIA DESENVOLVIDA 
PELO DR. PINATTI 
Forjamento 
Laminação 
Trefilação 
Embutimento 
Profundo Estiramento 
Matriz 
Cisalhamento 
 
ExtrusãoExtrusão
PRINCÍPAIS TIPOS DE CONFORMAÇÃO 
 Grãos 
originais 
Grãos 
deformados 
e alongados 
LAMINAÇÃO A FRIO 
LAMINAÇÃO A FRIO 
Laminação a Frio 
LAMINAÇÃO - PRODUTOS 
LAMINADOR SEQÜENCIAL DE PERFIS 
ARRANJOS TÍPICOS DE ROLOS PARA LAMINADORES 
LAMINADOR UNIVERSAL 
MECÂNICA DA LAMINAÇÃO A QUENTE 
RECRISTALIZAÇÃO 
DINÂMICA 
LAMINAÇÃO 
Laminação a Quente 
EXTRUSÃO 
 
 
EXTRUSÃO 
Como o tubo de creme 
dental, o metal não é líquido, 
mas se torna um sólido 
maleável no momento da 
extrusão, e assim ele pode 
assumir a forma desejada 
como se mudássemos o 
formato do bico do tubo de 
creme dental. 
EXTRUSORA 
EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS 
EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS 
FORJAMENTO (Quente ou Frio) 
MATRIZ ABERTA MATRIZ FECHADA S/ 
REBARBAS 
FORJAMENTO 
MATRIZ FECHADA C/ REBARBA 
FORJAMENTO - PRODUTOS 
FORJAMENTO 
FORJAMENTO EM MATRIZ 
ABERTA E MATRIZ FECHADA. 
Open Die Forging 
Forjamento a Quente 
(Matriz Aberta) 
Forjamento a Quente 
(Matriz Fechada) 
MANGA DE EIXO 
TREFILAÇÃO 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
Bancada de Trefilação 
TREFILAÇÃO - PRODUTOS 
Perfis trefilados 
ESTIRAMENTO POR TRAÇÃO 
 (STRETCHING) 
Usado na 
fabricação de 
revestimentos 
 O ESTIRAMENTO É UTILIZADO NA FABRICAÇÃO DE 
ESTRUTURAS OU REVESTIMENTOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Calandrados – São revestimentos com curvatura 
cilindrica:virolas para reatores petroquímicos. 
ESTIRAMENTO 
Estiramento - Produtos 
Revestimentos do teto do EMB170 
Winglet 
Estiramento - Produtos 
Revestimentos Estirados – Dianteira do ERJ 145 
Revestimentos Calandrados – Central II 
Repuxamento (SPINNING ) 
REPUXAMENTO- EXEMPLOS 
Repuxamento (SPINNING ) 
DEFORMAÇÃO À FRIO 
 
 Aumenta a dureza e a resistência dos materiais, mas a 
ductilidade diminui (menor tenacidade); 
 
 Permite a obtenção de dimensões dentro de tolerâncias 
estreitas; 
 
 Produz melhor acabamento superficial. 
 
ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO 
PELA DEFORMAÇÃO À FRIO 
 É o fenômeno no qual um material endurece devido à deformação 
plástica (realizado pelo trabalho à frio); 
 
 Esse endurecimento dá-se devido ao aumento de discordâncias e 
imperfeições promovidas pela deformação, que impedem o 
escorregamento dos planos atômicos; 
 
 A medida que se aumenta o encruamento maior é a força 
necessária para produzir uma maior deformação; 
 
 O encruamento pode ser removido por tratamento térmico 
(recristalização) onde diminui a densidade discordâncias. 
Estrutura do grão 
deformado por 
trabalho a frio de 
um aço baixo 
carbono. 
 trabalho a frio: 
(a)10% 
(b) 30% 
(c) 60% and 
(d) 90% (250). 
ENCRUAMENTO 
VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES 
MECÂNICAS EM FUNÇÃO DO 
ENCRUAMENTO 
 O encruamento 
aumenta a resistência 
mecânica a tração; 
 O encruamento 
aumenta o limite 
de escoamento; 
 O encruamento 
diminui a ductilidade 
Original 
 43 kpsi 
6% red. 
49 kpsi 
11% red. 
 54 kpsi 
21% red. 
 62 kpsi 
29% red. 
 69 kpsi 
37% red. 
 76 kpsi 
50% red. 
 86 kpsi 
60% red. 
 94 kpsi 
69% red. 
 99 kpsi 
Efeito do encruamento (%redução a frio) sobre a Resistência à Tração 
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a 
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ANISOTROPIA 
O alinhamento 
dos grãos e o 
alongamento das 
inclusões causam 
um 
direcionamento 
destas. 
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se
. 
Comportamento anisotrópico 
de uma chapa de Al-Li usado 
em aplicações aeroespaciais. 
 
 
Observe as variações em 
resistência em função das 
orientações dos grãos. 
ANISOTROPIA 
Prof. Dr. José Benedito Marcomini 
FIM