Tecnologia dos materiais

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Uninter
ESP
Bacharelado em Engenharia de Produção
Seleção de materiais
Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença como parte da avaliação da Disciplina de Tecnologia dos Materiais.
Ashley de Souza Martins
São Luis, MA – 25/05/2020
Sumário 
1 Introdução
2 Material metálico 
	2.1 Austeníticos
	2.2 Ferríticos
	2.3 Martensíticos
	2.4 Duplex
3 Material polimérico
	3.1 Polietileno
	3.2 Polipropileno
	3.3 Poliuretano
4 Material cerâmico
	4.1 Vidro
5 Proposta de troca de materiais
6 Referências
Introdução
Vamos analisar os materiais que compõem um fogão doméstico, pois pode ser observado em sua formação os materiais metálicos, polímeros e cerâmicas. Ao analisar nosso objeto de estudo poderemos classificar os componentes desse fogão com suas características e resistências.
Analisaremos o fogão 5 bocas de piso Electrolux, Ultra Chama, silver – 76LSU que é revestido em aço Inox, com um forno a gás, botões revestidos de polímeros plásticos com vidro na porta do forno e um tampão de vidro para proteção das chamas.
Fazendo as devidas análises dessas características, poderemos então observar as possíveis substituições para esses materiais. Levando em consideração as necessidades de funcionalidade do fogão.
1 – Materiais Metálicos
O material metálico aqui utilizado foi o Aço Inox ou também conhecido Aço inoxidável, material esse que pode ser encontrado na parte externa do fogão ou em seus painéis no forno. A utilização na parte externa do fogão visa a estética do produto, com uma aparência que comumente agrada ao consumidor por ser um Aço mais bem trabalhado. Já na parte interna é utilizado por características mecânicas do material.
O aço inox é uma liga que em sua composição temos ferro com cerca de 12% de cromo (Cr), o cromo ao entrar em contato com o oxigênio cria uma camada passiva que é responsável pela proteção, tornando então o inoxidável, que evita a oxidação desse aço.
Por ter uma superfície que não apresenta muita porosidade ela dificulta a presença e o acumulo de bactérias, sendo então excelente para itens domésticos como talheres, panelas, geladeiras e fogões, mas não se restringe a isso, pois é comumente utilizado em construções, hospitais, cozinhas industriais, automóveis e muito mais.
O aço inox pode, com o acréscimo de outros elementos, ter outras propriedades que podem ser bem classificadas, como:
Austeníticos
Em sua composição temos ferro, cromo e níquel, tendo como características principais a resistência a corrosão e principalmente a baixas temperaturas. Possuindo em media de 17% a 25% de cromo, e de 7% a 20% de níquel em sua composição. Tendo alta soldabilidade e não são magnéticos, podendo ser utilizado em temperaturas bastante baixas (abaixo de 0°C) ou extremamente altas (até 925°C).
Os tipos de aço caracterizados como austeníticos são:
	Aço 304
Pela alta resistência a corrosão é mais utilizado em materiais hospitalares, farmacêuticos, indústrias químicas e petroquímicos. 
	Aço 304L
Como um aperfeiçoamento do anterior, agora apresenta uma alta resistência a oxidação intercristalina. Podendo ser utilizadas nos mesmos locais do aço 304.
	Aço 316
Apresenta as mesmas características já citadas, mas agora em sua composição temos molibdênio, que por sua vez o torna superior ao Aço 304 ou 304L.
	Aço 316L
Possui todas as características dos anteriores e podendo também ser utilizado nos mesmos locais, porém o teor de carbono é mais baixo que resulta em ele ser o mais resistente de todos os outros, principalmente a corrosões intercristalinas. 
Ferríticos
O principal elemento dessa liga, tendo de 11% a 17%, é o cromo, mas esse mantêm o teor de carbono abaixo e não ter níquel em sua composição isso afeta diretamente a resistência mecânica do material. Por ser o mais barato de todos é muito utilizado em eletrodomésticos, talheres e outros objetos. Alguns de seus aços são 3CR12, 430 e 39
Martensíticos
São similares aos aços carbono e de baixa liga, contendo as principais características delas, mas com a adição de carbono, podem ser endurecidos e o tratamento térmico aumenta sua resistência. O elemento principal dessa liga, contendo de 12% a 15%, é o cromo. Seus principais aços são:
	Aço 410
Encontrado em materiais que recebem altas temperaturas, como turbinas.
	Aço 420
Usado em talheres, bisturis e ferramentas.
Duplex
Com uma junção da estrutura austenita e ferrita encontramos uma composição de 22% de cromo, 5% de níquel e 3 de molibdênio e nitrogênio em pequena dose. Mais duros que os aços ferríticos e austeníticos, são magnéticos, mas tem ótima soldabilidade. Esse tipo de aço possui grande resistência corrosão sob tensão, galvânica e por pite.
Entre seus aços temos 2205 e 1.4501.
2 – Material polimérico.
Os poliméricos são materiais de origem sintética, como derivados de petróleo e reciclagem, ou de origem natural, como seiva de árvores. Os plásticos são da família dos poliméricos, que são macromoléculas. Em nosso objeto de estudo, o fogão, ele pode ser encontrado principalmente nos “botões” e pés do fogão. No mercado brasileiro os plásticos se dividem de acordo com seu tipo de resina. Os plásticos se dividem:
Termoplásticos tem baixo ponto de fusão e podem ser fundidos e solidificados várias vezes, o que possibilita a reciclagem.
Termofixos ou termorrígidos possuem a característica de que depois de sua solidificação ele não permite uma nova fundição, isso dificulta grandemente a reciclagem desse plástico.
Os plásticos que mais se destacam são:
	Polietileno
Muito comumente utilizado em baldes, saco de lixo e de embalagens. É um dos plásticos mais importantes, classificado como termoplásticos ele se deforma no contato com o calor, tendo como valor de fundição algo entre 110°C e 115°C. O polietileno pode ser subdividido em diferentes variações, que são ela: 
O PEAD (polietileno de alta densidade), resiste a química e a corrosão, a abrasão, fadiga e a fratura, além da dureza do material. Muito usado para fabricação de baldes, tubos, tampas, bombonas, podes entre outros objetos.
O PEMD (polietileno de média densidade), com resistência química e a corrosão, muito utilizado em tubulações de água e gás.
O PEBD (polietileno de baixa densidade), com boa flexibilidade e tenacidade, tração e ao rasgo. Utilizados em embalagens de produtos farmacêuticos e hospitalares, embalagens industriais e agrícolas além de revestimento de tubos.
	Polipropileno
É um polímero que pode ser moldado a altas temperaturas, sendo assim classificado como termoplástico. Ele é uma resina de baixa densidade com propriedades muito parecidas com o polietileno, mas seu ponto de amolecimento é mais alto. Tem grande resistência mecânica e elétrica.
	Poliuretano
É um material que possui grande flexibilidade, leveza, resistência a riscos e pode tomar formas diferentes. Encontrado em espuma de colchão e estofamentos, esponja de lavar louça e nos solados de calçados.
4 – Material Cerâmico
As cerâmicas são duros e estáveis quimicamente, mas facilmente quebradiços. Compostos por materiais metálicos e não metálicos, pelas suas características estes materiais são isolantes térmicos e elétricos, com resistência a altas temperaturas.
Em nosso objeto de estudo a cerâmica utilizada é o vidro, focaremos nossa atenção em suas características, mas além do vidro, dentro dos materiais cerâmicos se tem cimento e porcelana.
	Vidro
O vidro é uma substância que é obtida ao resfriamento de uma massa líquida composta por areia, calcário, barrilha, alumina e corantes ou descorantes. Os Vidros são divididos em boro silicato, por ser resistente ao fogo, sódio cálcico, com resistência mecânica e o tipo cristal, menos resistente e com mais brilho.
5 – Proposta de troca de materiais
Ao se analisar os componentes do fogão proponho a substituição as peças de plástico: poliuretano, polipropileno e polietileno, por um polímero plástico que pode ser utilizados em todos os componentes, botões e pés, que seria o policarbonato.
O policarbonatotem em suas características a alta transparência, com alta resistência a impacto. Tem sido muito utilizado como forma de substituir vidro. Por ter em sua composição benzênicos isso o torna um polímero rígido, amorfo e com baixa contração na moldagem.
Além disso tem alta resistência térmica, algo extremamente importante para nosso objeto de estudo, pois o fogão está sempre em contato com altas temperaturas e chamas, com isso se limita a possibilidade de acidentes, tornando o produto mais seguro.
Referências
https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o_inoxid%C3%A1vel 
https://www.homify.com.br/livros_de_ideias/6187823/aco-escovado-inox-cromado-ou-aluminio-qual-e-a-diferenca-23-fotos 
https://www.novomundo.com.br/fogao-5-bocas-de-piso-electrolux-ultra-chama-silver-76lsu/p?&gclid=CjwKCAjwtqj2BRBYEiwAqfzur7ybL7of8r7XzduCrLtmNsbICPTZmo1Z15seTM1pFis_jf-xALBoqBoCuRoQAvD_BwE 
http://www.arinox.com.br/blog/familia-do-aco-inox/ 
http://www.aprodinox.org.br/site/familias-do-aco-inox/ 
http://www.engmateriais.deg.ufla.br/index.php/polimeros/ 
http://resoambiental.com/2015/07/polietileno-o-que-e-onde-e-utilizado/ 
http://www.maispolimeros.com.br/2019/02/11/polipropileno-o-que-e/ 
http://www.engmateriais.deg.ufla.br/index.php/materiais_ceramicos/