1 - Materiais Metalicos

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IFPA - INSTITUTO FEDERAL DO PARÁ 
Professora Substituta: Marcia Suellem Silva Caldas 
Contatos: 98118 6761 (Por favor entre em contato comigo, não mensagem por coordenador pelomorde kkkk). 
e-mail: suellem.caldas@ifpa.edu.br 
Disciplina: Tecnologia dos Materiais e Processos de Fabricação 
Ementa: Materiais metálicos, cerâmicos, polímeros, vidros. As ligações químicas e sua influência sobre as 
propriedades dos Materiais. Universo da Mecânica. Os processos de fabricação Mecânicos. 
 
 
ESSE LINK É O ACESSO DA TURMA NO GOOGLE CLASSROOM (entre lá pela miserircordia, manda 
um oi) 
https://classroom.google.com/c/NTUwNTgwNDI4Njla 
CODIGO DE ACESSO: ws2orw2 
 
 
 
NOTA: 
Caros alunos da Turma – Automação C, primeiramente espero que todos estejam bem! Que Deus os proteja 
e as família de vocês também, lembrando a todos que se estiverem precisando de algo entrem em contato 
comigo, estou disponível para ajuda-los no que for preciso. A nossa disciplina tivemos apenas dois encontros, 
correto? Devido à Pandemia – COVID_19, não temos datas definidas para retornar as aulas presenciais. 
Continuando preste atenção que estou me esforçando . No modo presencial estudamos por carga horária 
esse módulo especifico tem 60 horas, correto? No entanto devido a situação atual nós vamos cumprir o nosso 
cronograma de aula por conteúdo. Até que saia o benefício/recurso da internet vou enviar o conteúdo dessa 
forma, quando todos estiverem de posse desse recurso faremos encontros virtuais. No PLAY STORE baixem 
app GOOGLE CLASSROOM tem material, aulas em power point! 
 
Já ia esquecendo, não tenho acesso ao SIGAA por isso não tinha feito mais material a vocês!!! 
 
 Estou enviando esse material para darmos andamento em nosso conteúdo de Tecnologia dos Materiais e 
Processos de Fabricação. 
 
 
“Tem que tiver que ir aos seus trabalhos, oro a Deus que os proteja e guarde de todo o mal ! Quem foi liberado 
está tiver trabalhando em casa, só vá a rua em caso de comida/remédio. 
 
 
Se cuidem e Proteja e Protejam as outras pessoas também. Todos digam AMÉM 
Fiquem Com Deus.! 
Ainda que eu andasse pelo vale da sombra da morte, 
 não temeria mal algum, porque tu estás comigo; 
Sl 23. 4 
https://classroom.google.com/c/NTUwNTgwNDI4Njla
 
CONTEÚDO: MATERIAIS METÁLICOS 
 
INTRODUÇÃO AO MATERIAL METALICO 
 
Metal (do ponto de vista tecnológico) pode ser definido como elemento químico que existe como cristal ou 
agregado de cristais, no estado sólido, caracterizado pelas seguintes propriedades: alta dureza, grande 
resistência mecânica, elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura) e alta condutibilidade térmica 
e elétrica. 
Os metais são um dos grupos mais importantes entre os materiais de construção, devido às propriedades que 
possuem (diversos empregos na construção). A utilização de ligas metálicas, melhorando ou comunicando 
certas propriedades, fez ampliar o campo de aplicações desses materiais. 
Os metais aparecem na natureza em estado livre ou compostos. Concentrados em jazidas. Os principais 
minérios são: 
 
· Alumínio: bauxita; 
· Chumbo: galeria; 
· Cobre: calcosina, cuprita, calcopirita, malaquita e azurita; 
· Estanho: cassiterita; 
· Zinco: blenda, calamina e smithsonita. 
 
Os materiais metálicos são substâncias inorgânicas que contêm um ou mais elementos metálicos e que também 
podem conter alguns elementos não-metálicos. 
 
Ligas 
 
Visando à melhoria das suas propriedades (por exemplo, resistência mecânica e resistência à corrosão), a 
maioria dos materiais metálicos são ligas metálicas. Desta forma, os metais em geral não são empregados 
puros, mas fazendo parte de ligas. 
A liga é uma mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros 
elementos. Neste caso busca-se obter propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais 
puros. 
As ligas metálicas são constituídas pela combinação química de dois ou mais elementos metálicos (como o 
latão, liga cobre-zinco) ou por um ou mais elementos metálicos combinados com um ou mais elementos não- 
metálicos (como o aço, liga ferro-carbono). 
O processo mais simples de obtenção das ligas é a fusão, ou seja, mistura dos componentes fundidos na 
proporção desejada. Entretanto existem outros processos como: pressão, aglutinação (uso de um cimento), 
eletrólise, etc. 
 
Propriedades dos metais 
 
As propriedades que interessam para a construção, são: aparência, densidade, resistência à esforços mecânicos, 
dureza, dilatação térmica, condutibilidade elétrica, resistência ao choque e à fadiga e oxidação. 
 
a) Aparência: todos os metais comuns são sólidos à temperatura ordinária, a porosidade não é aparente e 
possuem brilho característico. 
 
b) Densidade: nos metais comuns variam entre 2,56 e 11,45 (platina=21,30). 
 
c) Dilatação e Condutibilidade Térmica: o coeficiente de dilatação dos metais se situa entre 0,10- 0,030 
mm/m/ºC; a ordem decrescente começa com o zinco, depois chumbo, estanho, cobre, ferro e termina com aço. 
Com relação a condutibilidade térmica a prata é o maior condutor seguido do cobre, alumínio, zinco, bronze, 
ferro, estanho, níquel, aço e chumbo. 
 
d) Condutibilidade Elétrica: os metais são bons condutores elétricos, o cobre e o alumínio são utilizados 
tradicionalmente na transmissão de energia elétrica. 
 
e) Resistência à Tração, Resistência ao Choque, Dureza, Fadiga: ver apostila Resistência dos materiais e 
dimensionamento de estruturas para construções rurais. 
 
f) Corrosão (ou Oxidação): transformação não intencional de um metal, a partir de suas superfícies expostas, 
em compostos não aderentes, solúveis ou dispersáveis no ambiente em que o metal se encontra. Há dois tipos 
de corrosão: a corrosão química e a corrosão eletroquímica. Em qualquer caso o metal doa elétrons a alguma 
substância oxidante existente no meio ambiente, formando óxidos, hidróxidos, sais, etc. 
 
A tendência natural dos metais é voltar à condição de óxido. Pode-se, no entanto, procurar retardadores da 
oxidação, a partir das seguintes técnicas: 
 
· Escolha do metal ou liga adequada ao meio em que vai atuar; 
· Fazer com que o meio em que o metal vai atuar não seja corrosivo; 
· Recobrir o metal por um óxido ou sal insolúvel e resistente, que impeça a troca eletrolítica; 
· Fazer capeamento metálico; 
· Proteção catódica; 
· Adoção de cuidados especiais na construção; 
· Pintura superficial. 
 
Classificação dos materiais metálicos 
 
Os metais e suas ligas podem ser divididos em duas grandes classes: materiais metálicos ferrosos e não- 
ferrosos. 
· Os ferrosos contêm uma percentagem elevada de ferro em sua composição química, sendo este elemento o 
seu principal constituinte (aços e ferros fundidos). 
 
· Os não-ferrosos não contêm ferro ou contêm o ferro apenas em pequena quantidade (tais como o alumínio, 
o cobre, o níquel, o chumbo, assim como as suas respectivas ligas). 
· As ligas ferrosas (principalmente os aços) contribuem com a grande parte da produção mundial de materiais 
metálicos, em função de uma combinação de boa resistência mecânica, tenacidade e ductilidade, associadas a 
um custo de produção relativamente baixo. 
 
As ligas ferrosas possuem algumas limitações quando comparadas com as ligas não ferrosas, incluindo 
principalmente: massa específica relativamente alta, baixa condutividade elétrica e susceptibilidade à corrosão 
em alguns ambientes comuns. 
 
Apesar de seu maior custo de produção, é vantajoso ou mesmo necessário o uso de ligas não ferrosas para 
muitas aplicações em função de uma combinação mais adequada de propriedades. 
 
· As ligas não ferrosas são classificadas em função do seu elemento químico principal ou de alguma 
característica específica que compartilham. Dentre as ligas não ferrosas mais importantes na construção civil 
estão incluídas as de alumínio, cobre e zinco. 
 
TIPOS, CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES DOS MATERIAISMETÁLICOS 
Aço 
O consumo anual de aço, medido em toneladas, é maior do que o dobro do consumo de todos os outros metais 
e mais os plásticos. Depois do aço, o material manufaturado mais empregado é o papel. 
A extraordinária variedade de aços e seu preço reduzido explicam o vasto emprego de seus produtos. 
Há tipos de aços para quase todas as finalidades: aços doces e duros, dúteis e frágeis, magnéticos e não 
magnéticos, aços soldáveis e aços que podem ser tratados pelo calor, forjados e fundidos, perfis estruturais e 
chapas, aços resistentes à abrasão, à dureza, ao calor, ao frio, à corrosão e ao impacto. É notável também a 
capacidade do aço em se ligar em outros materiais, formando uma infinita variedade de ligas úteis. 
O aço é uma liga metálica composta principalmente de ferro, com pequenas quantidades de carbono, manganês 
e silício. Os aços cujas ligas incluem outros elementos além dos já citados são chamados aços liga. Os aços 
que só incluem como elementos de liga o carbono, o manganês e o silício são chamados de aços-caborno. 
 
Aços carbono comuns 
 
Principais aplicações e usos não estruturais: 
 
· Arames recozidos, telas de gabiões, telas soldadas (para cercamentos e alambrados), chapas lisas ou 
corrugadas (para revestimento de pisos e paredes), tubos para encanamentos e seus acessórios, painéis de 
andaimes, telhas e tapamentos laterais, painéis (arquitetônicos e termoacústicos), forros, esquadrias e seus 
acessórios, calhas, rufos, condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas; 
 
· Podem ser revestidos superficialmente (por exemplo, por zinco, estanho, fósforo e materiais poliméricos 
orgânicos, como as tintas e vernizes) para uma melhor proteção contra a corrosão. 
 
Aços inoxidáveis 
Principais aplicações e usos não estruturais: 
· Elemento decorativo de fachadas (revestimento de superfícies com chapas com acabamento espelhado, lixado, 
escovado ou colorido), elemento decorativo de interiores (corrimãos , divisórias, revestimento interno de elevadores, 
etc.), mobiliário urbano (sinalização, bancos, abrigos, lixeiras, etc.), caixas d'água, cubas, revestimento de pias, válvulas, 
metais sanitários, 
coifas, ralos, etc. 
 
Ferros fundidos 
 
Principais aplicações e usos não estruturais: 
· Tampões de pista de rolamento e de calçada (para visitas em redes de água, esgoto, telefonia e elétrica), grelhas para 
águas pluviais, grades decorativas, tubos para redes de água e seus acessórios (válvulas, conexões, etc.), ralos, caixas de 
correio, etc. 
 
Alumínio e suas ligas 
O alumínio é um metal de muita qualidade, sobressaindo a leveza, estabilidade, beleza e condutibilidade. É um metal 
de amplo emprego na construção, só perdendo em importância para o ferro. Os principais elementos de liga do alumínio 
incluem cobre, magnésio, silício, manganês e zinco. 
 
Principais aplicações e usos não estruturais: 
 
· Extrudados – destinados à fabricação de esquadrias (portas e janelas), forros, divisórias, acessórios para banheiros, 
estruturas pré-fabricadas e elementos decorativos de acabamento 
· Chapas e laminados – destinados à produção de telhas e elementos de fachada; 
· Transmissão de energia elétrica e ponteiras de pára-raios; 
· Elementos de ligação, revestimentos impermeabilizantes, ferragens de esquadrias, elemento de remates (cantoneiras e 
tiras) e componente de tintas. 
 
Cobre e suas ligas 
Os principais elementos de liga do cobre incluem zinco, níquel, estanho, alumínio, manganês, fósforo, berílio, cromo, 
ferro e chumbo. 
 
As propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do cobre podem ser melhoradas por elementos de liga. Muitas 
ligas de cobre não podem ser endurecidas por meio de tratamentos térmicos. Principais aplicações e usos não estruturais 
 
· Cobre e alta pureza: 
o Fios e cabos para condução de energia elétrica. O mais comum é o uso do cobre eletrolítico (EMR). 
· Ligas de cobre (principalmente latões e bronzes): 
o Fabricação de tubulações (para condução de água potável, gás, água quente e água fria) e de suas conexões rosqueáveis 
e soldáveis; 
o Componentes de sistemas de combate a incêndio (hidrantes, sprinklers) e de sistemas de aquecimentos (solares, a gás 
e elétricos); 
o Confecção total ou parcial de ferragens para esquadrias (fechos, puxadores, fechaduras, dobradiças, etc.) e de metais 
sanitários (válvulas, torneiras e acessórios). 
 
Zinco e suas ligas 
O zinco possui um baixo potencial de oxidação sendo muito utilizado para revestir metais de potencial mais alto, 
conferindo-lhes uma proteção contra a corrosão eletroquímica. Nesse caso, o zinco é corroído preferencialmente ao 
substrato revestido que se deseja proteger. 
 
O aço galvanizado é um substrato de aço carbono comum que foi revestido por uma fina camada de zinco. O processo 
de galvanização pode ser feito por simples imersão do substrato de aço em um banho de zinco fundido (galvanização a 
quente) ou por técnicas de eletro-deposição (galvanização eletrolítica). 
 
Principais elementos de liga – alumínio, cobre e magnésio 
Principais aplicações e usos não estruturais 
· Galvanização de produtos siderúrgicos (aço carbono comum): Telhas, chapas lisas ou onduladas, arames, telas comuns 
ou soldadas, tubos para encanamentos e seus acessórios, elementos de ligação (pregos, parafusos e seus complementos 
e rebites), calhas, rufos, condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas. 
 
· As ligas à base de zinco são utilizadas principalmente em: 
o Componentes fundidos de ferragens para esquadrias; 
o Pigmento em tintas (zinco na forma de óxido); 
o Componente de outras ligas metálicas, como das ligas de cobre- zinco (latões). 
 
PRINCIPAIS PRODUTOS E COMPONENTES NÃO ESTRUTURAIS 
 
Tubos e conexões de cobre (PROCOBRE, 2007) 
 
Os tubos rígidos de cobre para instalações (de água quente, água fria, gás, sistemas de combate a incêndio e de 
aquecimento) apresentam, no mínimo, 99,9% de cobre e são fabricados nos mesmos diâmetros das conexões (15mm a 
104mm) de acordo com a NBR 13206 (ABNT, 2004a). 
A NBR 14745 (ABNT, 2004b) estabelece os requisitos para os tubos flexíveis de cobre utilizados na condução de 
fluídos. 
Para as instalações de gás e sistemas de refrigeração e ar-condicionado, os tubos flexíveis devem atender aos requisitos 
da NBR 7541 (ABNT, 2004c). 
As conexões para união de tubos de cobre por soldagem ou brasagem são produzidas em cobre e em suas ligas de acordo 
com a NBR 11720 (ABNT, 2005a). 
 
Fios e cabos elétricos de cobre 
 
A NBR 5471 (ABNT, 1986) apresenta as seguintes definições aplicáveis aos condutores elétricos em geral: 
· Condutor – produto metálico, de seção transversal invariável e de comprimento muito maior do que a maior dimensão 
transversal, utilizado para transportar energia elétrica ou transmitir sinais elétricos; 
 
Fio – produto metálico maciço e flexível, de seção transversal invariável e de comprimento muito maior do que a maior 
dimensão transversal; 
· Cabo – conjunto de fios encordoados (com disposição helicoidal), isolados ou não entre si, podendo o conjunto ser 
isolado ou não. 
O cobre e o alumínio são os metais mais utilizados na fabricação de fios e cabos elétricos. Em geral, as linhas aéreas de 
transmissão de energia são produzidas em alumínio (devido à sua menor densidade), e as instalações elétricas internas 
domiciliares (de baixa tensão) são de cobre (devido à sua maior flexibilidade). 
De acordo com a NBR 5410 (ABNT, 2004d), que trata de instalações elétricas de baixa tensão, não é indicado o uso de 
alumínio em instalações residenciais 
 
Esquadrias de alumínio e seus componentes 
 
As esquadrias em alumínio possuem grande durabilidade devido à resistência à corrosão (podendo ser melhorada por 
meio de anodização e pintura) associada a uma relativa leveza. A NBR 10820 (ABNT, 1989) caracteriza os principais 
tipos de portas e janelas de alumínio. 
 
Os acessórios (fechos, roldanas, puxadores, lingüetas,elementos de vedação, etc.) devem ter uma vida útil compatível 
com a esperada para a esquadria. Esses acessórios visam a um bom desempenho do conjunto, principalmente quanto à 
estanqueidade (ao ar e à água), ao isolamento termo-acústico, à ventilação e estabilidade estrutural. 
 
Os componentes das esquadrias de alumínio podem ser submetidos a tratamentos superficiais (como anodização e 
pintura). Esses tratamentos são realizados devido a questões estéticas e, principalmente, visando à melhoria da 
resistência à corrosão dos componentes. 
 
A anodização envolve etapas prévias como tratamentos mecânicos (escovamento, jateamento, polimento, etc.) e 
químicos (polimento químico e/ou eletropolimento). Na anodização é produzida uma camada anódica superficial (de 
óxido de alumínio) de forma controlada e uniforme, obtida pela eletrólise em uma solução de ácido sulfúrico. 
 
A porosidade da camada anódica permite sua coloração por imersão (em anilinas orgânicas ou inorgânicas) ou por 
eletrólise (de sais de metais). A anodização termina com a selagem, responsável pela maior resistência à corrosão 
atmosférica (impedindo sua penetração pelos poros), pela dureza e resistência à abrasão da camada anódica. 
 
A pintura eletrostática é o processo mais conhecido e utilizado na decoração e proteção do alumínio. Nesse processo, 
inicialmente, é promovido um pré- tratamento da superfície (envolvendo etapas de desengraxe, desoxidação, 
cromatização e secagem, intercalados com lavagens). 
 
A aplicação de tinta eletrostática (líquida ou em pó) é feita automaticamente por meio de pistolas especiais em cabines 
de pintura. No processo de pintura eletrostática, é gerada uma elevada diferença de potencial (cerca de 100.000 Volts) 
entre as partículas pulverizadas da tinta e o objeto a ser pintado. 
 
As partículas são atraídas pela superfície, produzindo uma cobertura uniforme, sem falhas e com economia de tinta. O 
processo termina com a polimerização (cura ou secagem) das tintas utilizadas. 
 
Metais sanitários 
 
São componentes de instalações hidrosanitárias, envolvendo: torneiras, registros, válvulas de descarga, misturadores de 
água quente e fria e produtos complementares (sifões, válvulas de 
escoamento, etc.) 
Podem ser constituídos por diferentes matérias-primas e componentes, especificados em função das suas propriedades 
exigidas, por exemplo, resistência à corrosão, estanqueidade, acabamento superficial, etc. 
A fabricação dos metais sanitários envolve os processos de geração de componentes, usinagem ou estampagem, 
acabamento superficial, montagem, testes e embalagem 
 
Produtos do aço galvanizado 
 
O processo de galvanização associado com os produtos utilizados na construção civil é normalmente realizado pelo 
processo contínuo de imersão a quente (galvanização a quente). Neste processo, um substrato de aço (chapa ou bobina) 
é revestido em ambos os lados através da sua imersão contínua em um banho de zinco fundido. 
 
As chapas ou bobinas galvanizadas são fornecidas, por exemplo, em espessuras entre 0,3mm a 2,7mm e larguras entre 
700mm a 1534mm 
 
PRINCIPAIS PRODUTOS E COMPONENTES ESTRUTURAIS 
 
Vergalhões soldáveis e armaduras soldadas 
 
O desenvolvimento CA-50 soldável foi feito para bitolas finas e médias, 6,3 mm, 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm, cujas 
bitolas representam cerca de 80% do consumo total de barras retas e rolos de CA-50 no Brasil. 
 
Em ambos os casos, laminação de barras ou laminação de rolos, o processo de fabricação do CA-50 soldável consiste, 
basicamente, no resfriamento controlado utilizando água, durante a laminação da superfície do material, ao passo que, 
no processo de fabricação do CA- 50 não soldável, é aplicado o processo de resfriamento ao ar. 
 
 
 
 
 
 
 
Tipos Aplicações 
Aço Carbono Comum 
Arames recozidos, telas de gabiões, telas soldadas (para cercamentos e 
alambrados), chapas lisas ou corrugadas (para revestimento de pisos e 
paredes), tubos para encanamentos e seus acessórios, painéis de 
andaimes, telhas e tapamentos laterais, painéis (arquitetônicos e 
termoacústicos), forros, esquadrias e seus acessórios, calhas, rufos, 
condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas; 
Aços Inoxidáveis 
Elemento decorativo de fachadas (revestimento de superfícies com 
chapas com acabamento espelhado, lixado, escovado ou colorido), 
elemento decorativo de interiores (corrimãos , divisórias, revestimento 
interno de elevadores, etc.), mobiliário urbano (sinalização, bancos, 
abrigos, lixeiras, etc.), caixas d'água, cubas, revestimento de pias, 
válvulas, metais sanitários, coifas, ralos, etc. 
Ferro fundido 
Tampões de pista de rolamento e de calçada (para visitas em redes de 
água, esgoto, telefonia e elétrica), grelhas para águas pluviais, grades 
decorativas, tubos para redes de água e seus acessórios (válvulas, 
conexões, etc.), ralos, caixas de correio, etc 
Alumínio e suas ligas 
Extrudados – destinados à fabricação de esquadrias (portas e janelas), 
forros, divisórias, acessórios para banheiros, estruturas pré-fabricadas e 
elementos decorativos de acabamento 
Cobre e suas ligas 
Cobre e alta pureza: Fios e cabos para condução de energia elétrica. O 
mais comum é o uso do cobre cobre eletrolítico (EMR) 
Ligas de cobre (principalmente latões e bronzes): Fabricação de 
tubulações (para condução de água potável, gás, água quente e água fria) 
e de suas conexões rosqueáveis e soldáveis; Componentes de sistemas 
de combate a incêndio (hidrantes, sprinklers) e de sistemas de 
aquecimentos (solares, a gás e elétricos); Confecção total ou parcial de 
ferragens para esquadrias (fechos, puxadores, fechaduras, dobradiças, 
etc.) e de metais sanitários (válvulas, torneiras e acessórios) 
Zinco e suas ligas 
Galvanização de produtos siderúrgicos (aço carbono comum): Telhas, 
chapas lisas ou onduladas, arames, telas comuns ou soldadas, tubos para 
encanamentos e seus acessórios, elementos de ligação (pregos, 
parafusos e seus complementos e rebites), calhas, rufos, condutores 
verticais de águas pluviais e eletrocalhas. As ligas à base de zinco são 
utilizadas principalmente em: Componentes fundidos de ferragens para 
esquadrias; Pigmento em tintas (zinco na forma de óxido); Componentes 
de outras ligas metálicas, como das ligas de cobre- zinco (latões). 
 
Atividade para Validar o nosso Conteúdo! 
 
UFA!!! Chegamos Ao Final desse primeiro passo sobre os materiais metálicos, não se preocupe nesse primeiro momento 
vamos começar bem simples para não espantar meus queridos alunos!!!!! 
 
Atividade para ser realizada em caderno de atividades em seu caderno! Organize Nossa Atividade 1. 
INCIANDO . 
 
1) Faça um mapa mental como esse na figura abaixo, de acordo com o assunto relato acima que você amou ler. 
😉 . . . Não precisa negar que você gostou 😉 . Use desenho, cores, use a sua criatividade. 
Entrega no dia 18/05/2017 via email. Tirei uma foto legível e anexe no email e envie.