AULA 05 - METAIS - Parte I

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Metais – Parte I
Faculdade Uninassau – Unidade Caruaru
Curso de Graduação em Engenharia Civil
Disciplina: Materiais de Construção
Turma: CAR0470107NNA
Docente: MSc. Yago Pinheiro
2020.1
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Definição
Os materiais metálicos são SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS que contém um ou mais elementos metálicos e também por conter alguns elementos não metálicos.
Materiais Metálicos: combinação de elementos metálicos.
Ligação Metálica: Possui como principal característica a presença de elétrons livres em torno de cátions e átomos neutros no retículo (“mar de elétrons”).
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Introdução
N
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Características Gerais
Características de compostos metálicos:
Sólidos nas condições ambientes (exceto o Hg);
Brilho (efeito fotoelétrico);
Altos pontos de fusão e de ebulição;
Bons condutores de corrente elétrica no estado sólido ou fundidos;
Ductibilidade (fios) e maleáveis (lâminas).
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Minério - Obtenção
Os metais aparecem na natureza em estado livre ou como compostos, o que é mais comum. Normalmente encontram-se em jazidas.
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MINERAÇÃO
METALURGIA
É A EXTRAÇÃO DO MINÉRIO, COMPREENDENDO A COLHEITA E A SUA CONCENTRAÇÃO
TEM POR FINALIDADE OBTER O METAL PURO, A PARTIR DO COMPOSTO PORTADOR
JAZIDA
Introdução
N
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OBTENÇÃO DOS METAIS
Metais Ferrosos e Não Ferrosos
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Os metais ferrosos são todos aqueles que contém ferro na sua constituição, são geralmente magnéticos e têm alta resistência a tração. Encontram-se sob formas de ligas metálicas ferro-carbono
Exemplos
Ferro fundido - teor de carbono igual ou superior a 2%;
Aço - teor de carbono inferior a 2%;
Aço de construção - teor de carbono entre 0,2 e 0,5%;
Metais Ferrosos e Não Ferrosos
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os metais não ferrosos são todos os metais que não haja ferro ou em que o ferro está presente em pequenas quantidades, como é o caso de algumas ligas
Exemplos
Ligas de alumínio, Cobre, Estanho, Zinco, Níquel e Chumbo, latão (cobre e zinco)
Ligas metálicas
É a mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos. Deve ter constituição cristalina e comportamento como metal.
Classificam-se em:
Misturas mecânicas
Soluções sólidas
Compostos químicos
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Material cristalino (a) e amorfo (b)
Ligas Metálicas
OBTENÇÃO
As ligas metálicas podem ser obtidas pelo processo de fusão, que consiste em misturar os componentes fundidos na proporção desejada. Pode também ser a mistura de um metal infusível, pulverizado, com outro metal no estado de fusão.
Outro processo de obtenção é o utilizando pressão, onde dois metais são pulverizados misturados e martelados, até formarem um corpo único (pontos de solidificação distintos).
Outros processos: Aglutinação (aglomerantes) e eletrólise.
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Propriedades Gerais
Resistência mecânica (tração, compressão, torção)
Depende de uma serie de fatores: 
Estrutura cristalina do metal
Condição física do metal ou tratamento (se fundido, recozido, temperado)
O teor de impurezas (a resistência diminui com aumento de % impurezas)
temperatura 
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Características Gerais
Dureza
É a resistência oferecida por uma substância à penetração de um corpo mais duro. (EX.: Tungstênio)
Maleabilidade
É a capacidade de um metal em se deixar moldar facilmente no estado líquido a frio ou a quente e determina a sua maior aptidão aos trabalhos de laminação, forjamento, estiragem. (Ex.: Ouro)
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Características Gerais
Tenacidade
É a capacidade de um metal de absorver considerável energia antes de se romper pela aplicação de um esforço. O metal tenaz apresenta grande resistência ao choque. 
Uma confusão comum ao termo é achar que um material duro é também tenaz, como exemplo temos o diamante, que só pode ser riscado por outro diamante (logo, extremamente rígido), mas pode ser quebrado se sofrer uma requisição muito alta como uma martelada. 
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Características Gerais
Ductilidade
É a capacidade de um metal de sofrer apreciável deformação a frio sem se romper. 
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Características Gerais
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Características Gerais
Corrosibilidade
É maior ou menor resistência à corrosão, ou seja a resistência ao ataque químico, é pois a tendência à reversão do metal tendendo a constituir novamente parte do minério que foi extraído.
Metais que apresentam maior resistência à corrosão: níquel, cromo, zinco, estanho. 
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Características Gerais
Condutibilidade elétrica
Os metais são bons condutores de eletricidade, o cobre, por exemplo, é utilizado na transmissão de energia elétrica e sendo substituído pelo alumínio.
Condutibilidade térmica
A prata é mau condutora de calor, seguindo-lhe o cobre, alumínio, zinco, bronze, ferro, estanho, níquel, aço e chumbo.
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Características Gerais
Resistência ao choque
É a resistência que o metal opõe à ruptura sob a ação de uma carga considerada instantânea (Pêndulo de Charpy).
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Características Gerais
Fadiga
A ruptura por fadiga é a que ocorre quando o metal é solicitado repetidas vezes por cargas menores ou em sentidos variados. A causa da ruptura é a desagregação progressiva da coesão entre os cristais, que vai diminuindo a seção resistente, até chegar ao limite.
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Materiais Metálicos
Ferro
Não é encontrado puro na natureza. 
Encontra-se geralmente combinado com outros elementos formando rochas as quais dá-se o nome de MINÉRIO.
Minério de ferro
Geralmente formado no subsolo, mas muitas vezes encontrado exposto formando verdadeiras montanhas. 
Principais minérios: Hematita (Fe2O3) e Magnetita (Fe3O4).
Para retirar as impurezas, o minério é lavado, partido em pedaços menores e em seguida passa pelo processo de fabricação do ferro gusa em usina siderúrgica.
Materiais Metálicos
Minério de ferro
Materiais Metálicos
Ferro Gusa
 é um material metálico que resulta quando o minério de ferro, o carvão vegetal e o calcário são derretidos juntos sob pressão de ar intensa. Quando o material combinado esfria, ele forma um produto de alto carbono conhecido como Ferro-Gusa. 
Produto primário da produção do aço.
Resultado da redução do teor de oxigênio do minério de ferro em alto forno.
Presença de elevados teores de carbono remanescentes do coque (produto fágil).
Fabricação de Ferro fundido e aços
Materiais Metálicos
Coque
Obtido pelo processo de “coqueificação” (Aquecimento do carvão mineral a altas temperaturas, em câmaras hermeticamente fechadas).
No aquecimento às temperaturas e na ausência de ar, as moléculas orgânicas complexas que constituem o carvão mineral se dividem, produzindo gases, compostos orgânicos sólidos e líquidos de baixo peso molecular e um resíduo carbonáceo relativamente não volátil. Este resíduo resultante é o "coque", que se apresenta como uma substância porosa, celular, heterogênea sob os pontos de vista químico e físico.
Atividade
Os metais mais utilizados na construção civil são o aço e o alumínio. Em relação aos metais, é CORRETO afirmar que:
são obtidos por mineração e metalurgia, sendo a colheita do metal feita de forma subterrânea;
o aço é uma combinação de ferro e carbono, este último com porcentagens superiores a 25%;
entre os processos mecânicos utilizados na obtenção do metal cita-se: trituração, levigação e calcinação;
ligas metálicas são obtidas pela mistura homogênea, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos, como exemplo de liga tem-se o latãoque é a mistura entre cobre e zinco;
A liga de alumínio é considerada um metal ferroso.
Materiais Didáticos
Notas de aula
Exercícios Resolvidos
Questões Classroom
Bibliografia Sugerida
Bauer, L. A. Falcão. Materiais de Construção Vol. 1: Novos Materiais Para Construção Civil: Volume 1. Ed. LTC, 1994.
Bauer, L. A. Falcão. Materiais de Construção Vol. 2: Novos Materiais Para Construção Civil: Volume 2. Ed. LTC, 1994.
Nagalli, André. Gerenciamento de Resíduos Sólidos na Construção Civil. Ed. Oficina de Textos, 2016.
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