Materiais de construção I (1)

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O autor do caderno de estudos é o prof. M. S. Gabriel Pereira Gonçalves, 
brasileiro, natural do Rio de Janeiro (RJ), Mestre em Engenharia Civil pela UENF 
(2011), Especialista em Engenharia de Segurança do Trabalho (Redentor, 2009), 
Bacharel em Engenharia Civil (Redentor 2008). Professor do Centro Universitário 
Redentor desde 2010 na modalidade presencial, na modalidade à distância, desde 
2015. É coordenador e professor do curso técnico de nível médio em Edificações do 
Centro de Ensino Técnico Redentor (CETER). Já ministrou as disciplinas de 
Cálculo1, Cálculo 2, Mecânica Geral, Mecânica Aplicada, Sistemas Isostáticos, 
Materiais de Construção, Engenharia de Segurança do trabalho, Equipamentos, 
Sistemas Estruturais e Estruturas de aço e madeira. É Inspetor Regional do CREA-
RJ (Representante em Porciúncula-RJ). Trabalha na área da construção civil, 
prestando serviços a empresas privadas e prefeituras como engenheiro civil, 
elaborando orçamentos, vistorias, laudos, parecer técnico, entre outros. 
 
 
 
 
 
Gabriel Pereira Gonçalves 
 
Sobre o autor 
 
 
 
Apresentação 
 
 
Olá querido aluno (a), seja muito bem-vindo (a) ao espaço de estudo da 
Disciplina de Materiais de Construção I! 
 
Nas disciplinas de materiais de construção (I e II) você irá conhecer os 
principais materiais de construção utilizados para os diversos tipos de obras, bem 
como suas principais características, como é feita sua fabricação, quais são as suas 
principais propriedades e os fatores que interferem na escolha do material mais 
adequado. 
Neste período, em Materiais de Construção I, você irá estudar os seguintes 
conteúdos: Introdução ao Estudo dos Materiais usados nas construções, Metais e 
ligas metálicas, Madeira, Materiais cerâmicos, Vidros, Polímeros, Tintas e Vernizes e 
Materiais recicláveis. Embora seja uma disciplina muito “teórica”, espero que você se 
aprofunde nos assuntos que serão abordados, pois estes fornecerão subsídios para 
sua atuação profissional. 
 
Bons estudos! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Objetivos 
 
 
Ao final desta disciplina, o aluno deverá conhecer as principais propriedades 
físicas e mecânicas dos seguintes materiais de construção: Metais e ligas metálicas, 
madeiras, materiais cerâmicos e betuminosos, tintas e vernizes, vidros, polímeros e 
uso de materiais recicláveis na construção. Deverá também diferenciar: Tipos de 
usos, fabricação, classificação, principais ensaios físicos e mecânicos, 
comportamento, dentre outros. 
 
Este caderno de estudos tem como objetivos: 
 
 Apresentar os metais e as ligas metálicas, suas estruturas 
cristalinas e diagramas de fase, propriedades e os tipos de 
corrosão. A compreensão dos tipos de ensaios mecânicos e 
físicos em diversos corpos de prova metálicos. Diferenciação de 
ferro, gusa e aço; 
 Apresentar os tipos de aços utilizados em concretos, sua 
fabricação, tratamentos; 
 Apresentar as vantagens e desvantagens do uso da madeira na 
construção civil. Classificar os tipos de madeira, o seu 
beneficiamento, secagem e preservação; 
 Apresentar os materiais cerâmicos, vidros, polímeros, materiais 
betuminosos, tintas e vernizes; 
 Apresentar: Instrumentos e equipamentos, normas e 
especificações. Ensaios físicos e mecânicos: madeira, aços, 
materiais cerâmicos. Reciclagem de materiais. 
 
 
Sumário 
 
 
 AULA 1 - INTRODUÇÃO A MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
1 INTRODUÇÃO A MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ....................................................... 17 
1.1 Introdução ....................................................................................................... 17 
1.2 Escolha do material de construção .............................................................. 18 
1.2.1 Condições de ordem técnica ................................................................. 19 
1.2.2 Condições de ordem econômica .......................................................... 19 
1.2.3 Condições de ordem estética ................................................................ 19 
1.2.4 Condições de ordem ambiental ............................................................ 19 
1.3 Classificação ................................................................................................... 20 
1.4 Propriedades ................................................................................................... 23 
1.4.1 Propriedades físicas ................................................................................... 23 
1.4.2 Propriedades mecânicas ......................................................................... 24 
1.4.3 Demais propriedades mecânicas........................................................... 25 
1.5 Esforços solicitantes ........................................................................................ 26 
1.6 Normas técnicas vigentes .............................................................................. 27 
 
AULA 2 - METAIS E LIGAS METÁLICAS I 
2 METAIS E LIGAS METÁLICAS I .................................................................................... 37 
2.1 Introdução ....................................................................................................... 37 
2.2 Definição .......................................................................................................... 38 
2.3 Obtenção dos metais ..................................................................................... 38 
2.4 Composição dos metais................................................................................. 39 
2.5 Diagrama de fases .......................................................................................... 41 
2.6 Principais propriedades .................................................................................. 43
 
 
2.6.1 Aparência ................................................................................................... 43 
2.6.2 Densidade .................................................................................................. 43 
2.6.3 Dilatação e condutividade térmica ...................................................... 43 
2.6.4 Condutibilidade elétrica .......................................................................... 44 
2.6.5 Dureza ......................................................................................................... 44 
2.6.6 Maleabilidade e ductilidade ................................................................... 45 
2.6.7 Resistência à tração ................................................................................. 46 
2.6.8 Resistência ao choque ............................................................................. 55 
2.6.9 Durabilidade ............................................................................................... 56 
 
AULA 3 - METAIS E LIGAS METÁLICAS II 
3 METAIS E LIGAS METÁLICAS II ................................................................................... 65 
3.1 Introdução ....................................................................................................... 65 
3.2 Proteção contra o fogo .................................................................................. 65 
3.3 Corrosão .......................................................................................................... 67 
3.3.1 Classificação .............................................................................................. 70 
3.3.2 Principais meios corrosivos ....................................................................... 80 
3.3.3 Os fatores que influenciam a corrosão .................................................. 81 
3.3.4 Formas físicas da corrosão ....................................................................... 82 
3.3.5 Proteção contra a corrosão .................................................................... 85 
 
AULA 4 - METAIS E LIGAS METÁLICAS III 
4 METAIS E LIGASMETÁLICAS III .................................................................................. 95 
4.1 Introdução ....................................................................................................... 95 
4.2 Alumínio ........................................................................................................... 95 
4.3 Cobre ............................................................................................................... 96 
4.4 Chumbo ........................................................................................................... 97 
4.5 Estanho ............................................................................................................. 98 
4.6 Zinco ................................................................................................................ 98 
4.7 FERRO................................................................................................................ 99 
4.7.1 Elementos adicionados ao aço ............................................................ 100 
4.7.2 Produtos à base de ferro ........................................................................ 101 
 
AULA 5 - METAIS E LIGAS METÁLICAS IV 
 
 
5 METAIS E LIGAS METÁLICAS IV ............................................................................... 110 
5.1 Introdução ..................................................................................................... 110 
5.2 Fabricação do aço ....................................................................................... 110 
5.2.1 Processos de fabricação ........................................................................ 112 
5.2.2 Tratamentos térmicos .............................................................................. 113 
5.2.3 Tratamentos termoquímicos .................................................................. 114 
5.3 Aços para concreto armado e protendido ................................................ 115 
5.3.1 Aços encruados por tração................................................................... 115 
5.3.2 Aços encruados por torção ................................................................... 116 
5.3.3 Nomenclaturas......................................................................................... 116 
5.3.4 Aderência ................................................................................................. 121 
5.3.5 Aços para concreto protendido ........................................................... 122 
5.3.6 Telas soldadas .......................................................................................... 122 
5.3.7 Exercícios ................................................................................................... 123 
 
AULA 6 - MADEIRA PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL 
6 MADEIRA PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL I ............................................................... 132 
6.1 Introdução ..................................................................................................... 132 
6.2 Utilização da madeira .................................................................................. 133 
6.3 Origem, classificação e produção das madeiras ..................................... 136 
6.3.1 Estrutura e crescimento das árvores ..................................................... 137 
6.3.2 Identificação e classificação das madeiras pelo uso ....................... 139 
6.3.3 Produção das madeiras ......................................................................... 141 
6.3.4 Tipos de madeira de construção .......................................................... 142 
6.4 Propriedades físicas da madeira ................................................................. 143 
6.4.1 Características físicas .............................................................................. 143 
 
AULA 7 - MADEIRA PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL II 
7 MADEIRA PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL II .............................................................. 147 
7.1 Introdução ..................................................................................................... 147 
7.2 Propriedades mecânicas ............................................................................. 147 
7.2.1 Resistência à compressão em peças de madeira ............................ 148 
7.2.2 Resistência à tração ............................................................................... 149 
7.2.3 Resistência à flexão ................................................................................. 150 
 
 
7.2.4 Resistência ao cisalhamento ................................................................. 151 
7.3 Defeitos e durabilidade das madeiras ........................................................ 152 
7.4 Recomendações para armazenamento .................................................... 155 
7.5 Espécies de madeiras nacionais utilizadas ................................................ 156 
7.6 Sustentabilidade da madeira na construção civil ..................................... 156 
7.6.1 Cuidados necessários na escolha da madeira .................................. 160 
7.7 Referências normativas da ABNT ................................................................. 160 
 
AULA 8 - ENSAIOS/ATIVIDADES E EXERCÍCIOS PARA V1 
8 ENSAIOS/ATIVIDADES E EXERCÍCIOS PARA V1 ..................................................... 169 
8.1 Práticas V1 ..................................................................................................... 169 
8.1.1 Introdução ................................................................................................ 169 
8.1.2 Objetivo ..................................................................................................... 169 
8.1.3 Proposta .................................................................................................... 169 
8.1.4 Procedimentos dos ensaios.................................................................... 170 
8.2 Proposta de atividade prática ..................................................................... 171 
8.3 Exercícios padrão enade (V1) ..................................................................... 173 
 
AULA 9 - MATERIAIS CERÂMICOS I 
9 INTRODUÇÃO – MATERIAIS CERÂMICOS I ............................................................. 185 
9.1 Argila como material de construção .......................................................... 187 
9.1.1 Constituição e classificação das argilas .............................................. 188 
9.1.2 Principais propriedades das argilas ...................................................... 189 
9.1.3 Caracterização da argila ...................................................................... 194 
9.2 Fabricação de produtos cerâmicos ............................................................ 195 
9.3 Produtos cerâmicos para a construção civil .............................................. 196 
 
AULA 10 - MATERIAIS CERÂMICOS II 
10 INTRODUÇÃO – MATERIAIS CERÂMICOS II ............................................................ 203 
10.1 Tijolos .............................................................................................................. 203 
10.1.1 Tijolo de barro cru .................................................................................. 204 
10.1.2 Tijolo cerâmico cozido maciço ........................................................... 205 
10.1.3 Tijolo cerâmico furado .......................................................................... 207 
10.1.4 Tijolo laminado ....................................................................................... 211 
 
 
10.1.5 Tijolo refratário ........................................................................................ 211 
10.1.6 Tijolo de vidro .......................................................................................... 212 
10.1.7 Tijolosde solo-cimento .......................................................................... 212 
10.1.8 Blocos de concreto ............................................................................... 212 
10.1.9 Paredes de blocos cerâmicos ............................................................. 213 
10.2 Armazenamento de blocos cerâmicos ...................................................... 215 
10.3 Telhas.............................................................................................................. 216 
10.3.1 Classificação das telhas cerâmicas ................................................... 217 
10.3.2 Tipos de telhas cerâmicas .................................................................... 217 
10.3.3 Telha francesa ........................................................................................ 217 
10.3.4 Telha colonial .......................................................................................... 218 
10.3.5 Telhas derivadas da colonial ............................................................... 219 
10.3.6 Telhas não cerâmica ............................................................................. 221 
10.4 Impermeabilização das telhas cerâmicas ................................................. 222 
10.5 Pastilhas cerâmicas ...................................................................................... 223 
10.5.1 Manilhas .................................................................................................. 223 
 
AULA 11 - MATERIAIS CERÂMICOS III 
11 INTRODUÇÃO – MATERIAIS CERÂMICOS III ........................................................... 234 
11.1 Ladrilhos e pisos cerâmicos ......................................................................... 234 
11.2 Azulejos .......................................................................................................... 241 
11.3 Outros revestimentos cerâmicos ................................................................. 241 
11.4 Patologias em revestimentos cerâmicos .................................................... 242 
11.5 Louças ............................................................................................................ 243 
11.6 Refratários ...................................................................................................... 244 
 
AULA 12 - TINTAS E VERNIZES 
12 INTRODUÇÃO – TINTAS E VERNIZES ........................................................................ 252 
12.1 Características do produto .......................................................................... 253 
12.1.1 Definição ................................................................................................. 253 
12.1.2 Função ..................................................................................................... 255 
12.1.3 Qualidade das tintas, vernizes e complementos .............................. 255 
12.2 Tintas usadas na construção civil ................................................................ 256 
12.2.1 Linha acrílica ........................................................................................... 256 
 
 
12.2.2 Linha pva ................................................................................................. 257 
12.2.3 Linha esmalte .......................................................................................... 258 
12.2.4 Linha epóxi .............................................................................................. 259 
12.2.5 Tintas betuminosas e vernizes ............................................................... 260 
12.2.6 Pinturas usuais ......................................................................................... 261 
12.3 Preparo de superfícies e aplicação da tinta .............................................. 262 
12.4 Principais defeitos em pintura ...................................................................... 264 
12.4.1 Descascamento ..................................................................................... 264 
12.4.2 Desagregamento .................................................................................. 265 
12.4.3 Eflorescência .......................................................................................... 265 
12.4.4 Saponificação ........................................................................................ 265 
12.4.5 Fissuras ..................................................................................................... 265 
12.4.6 Manchas de pingos de chuva ............................................................ 265 
12.4.7 Bolhas ....................................................................................................... 266 
12.4.8 Defeitos em pintura sobre madeira .................................................... 266 
 
AULA 13 - VIDROS 
13 INTRODUÇÃO – VIDROS.......................................................................................... 275 
13.1 Características gerais e produção ....................................................... 276 
13.2 Propriedades ................................................................................................. 278 
13.2.1 Densidade ............................................................................................... 278 
13.2.2 Dureza e resistência à abrasão ........................................................... 279 
13.2.3 Resistência mecânica ........................................................................... 279 
13.2.4 Outras propriedades ............................................................................. 280 
13.3 Classificação dos vidros ............................................................................... 281 
13.3.1 Tipos de vidros ........................................................................................ 282 
13.3.2 O vidro float ............................................................................................ 283 
13.3.3 Vidro impresso ........................................................................................ 284 
13.3.4 Espelho .................................................................................................... 284 
13.3.5 Vidro temperado ................................................................................... 285 
13.3.6 Vidro aramado ....................................................................................... 285 
13.3.7 Vidro laminado ....................................................................................... 286 
13.3.8 Vidro refletivo .......................................................................................... 287 
13.3.9 Vidro multilaminado .............................................................................. 287 
 
 
13.3.10 Outros tipos de vidros ........................................................................ 287 
13.4 Defeitos dos vidros ........................................................................................ 289 
13.5 Manutenção e estocagem .......................................................................... 290 
 
AULA 14 - MATERIAIS A BASE DE PETRÓLEO 
14 INTRODUÇÃO – MATERIAIS A BASE DE PETRÓLEO ................................................. 297 
14.1 O Petróleo na construção civil ..................................................................... 297 
14.1.1 A Indústria petroquímica ...................................................................... 297 
14.1. 2 Origem dos petróleos ........................................................................... 298 
14.2 Betume ........................................................................................................... 298 
14.2.1 Asfalto ...................................................................................................... 299 
14.3 Alcatrões ........................................................................................................300 
14.3.1 Asfaltos oxidados ................................................................................... 300 
14.3.2 Asfaltos diluídos ...................................................................................... 300 
14.3.3 Piches ....................................................................................................... 301 
14.3.4 Mastique .................................................................................................. 301 
14.3.5 Filtro asfáltico .......................................................................................... 301 
14.3.6 Pavimentações ...................................................................................... 302 
14.4 Propriedades ................................................................................................. 302 
14.5 Aplicações na construção civil ................................................................... 303 
 
AULA 15 - PLÁSTICO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
15 INTRODUÇÃO – PLÁSTICO NA CONSTRUÇÃO CIVIL ............................................. 311 
15.1 Fabricação e características gerais............................................................ 312 
15.2 Vantagens e desvantagens ......................................................................... 312 
15.3 Classificação ................................................................................................. 313 
15.3.1 Vantagens e desvantagens sobre outros materiais ......................... 314 
15.3.2 Usos na construção civil ........................................................................ 314 
 
AULA 16 - ENSAIOS/ATIVIDADES E EXERCÍCIOS PARA V2 
16 INTRODUÇÃO – ENSAIOS/ATIVIDADES E EXERCÍCIOS PARA V2 .......................... 323 
16.1 Objetivo.......................................................................................................... 323 
16.2 Proposta ......................................................................................................... 324 
16.3 Materiais/equipamentos .............................................................................. 324 
 
 
16.4 Procedimento (NBR 15.270-1/2: 2005) ......................................................... 324 
 
 
 
 
Iconografia 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução a materiais de construção 
Aula 1 
 
 
 
APRESENTAÇÃO DA AULA 
 
Nesta primeira aula, veremos as definições e classificações dos materiais 
de construção. A disciplina de Materiais de Construção estuda a obtenção, a 
aplicação, a conservação, e a durabilidade desses materiais, visando conhece-los 
para melhor aplica-los. 
 
OBJETIVOS DA AULA 
 
Esperamos que, após o estudo do conteúdo desta aula, você seja capaz de: 
 
 Entender as diversas formas de classificação dos materiais de 
construção; 
 Entender que a escolha de um determinado material de construção a 
ser utilizado em uma obra depende de fatores ligados aos seguintes 
aspectos: Ordem técnica, econômica, estética e ambiental. 
 Conhecer as principais propriedades físicas e mecânicas dos 
materiais de construção; 
 Conhecer um pouco mais as normas técnicas vigentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P á g i n a | 17 
 
 
1 INTRODUÇÃO A MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
1.1 Introdução 
Todos os corpos, objetos ou substâncias que são usados em qualquer obra 
de engenharia podem ser considerados materiais de construção. Ou seja, pode ser 
um material, desde a locação e infraestrutura da obra até a fase de acabamento, 
passando desde um simples prego até 
os mais conhecidos materiais, como o 
cimento. Seu histórico acompanha a 
própria história do homem, e, é tão 
importante que nos primórdios, foi 
dividida conforme a predominância do 
uso de um ou outro: Idade da Pedra, 
Idade do Bronze; ou por seus 
melhoramentos: Idade da Pedra 
Lascada e Idade da Pedra Polida. 
A princípio o homem 
empregava os materiais da forma 
como os encontrava na natureza, 
passando a modelá-los e adaptá-los às 
suas necessidades. A evolução dos 
materiais, inicialmente, se deu a 
passos lentos, mas, aos poucos, as 
exigências do homem foram 
aumentando e assim, os padrões 
requeridos para o uso dos materiais: 
maior resistência, maior durabilidade e 
melhor aparência. Como por exemplo, 
o caso do concreto, que surgiu da 
necessidade de um material resistente 
como a pedra, mas de moldagem fácil 
como o barro, ao que respondeu, 
inicialmente, a pozolana, uma mistura de barro com cal gorda, muito semelhante ao 
Concreto: Histórico 
 
(a) (b) 
 
Material plástico, que é moldado de 
maneira a adquirir a forma desejada antes 
que desenvolva um processo de 
endurecimento, adquirindo resistência 
suficiente para resistir sozinho aos esforços 
que o solicitam. 
Como exemplos mais marcantes de 
construções romanas que aplicaram o 
concreto existente na época podem ser 
citados o Panteão (a), construído em 27 
a.C, e o Coliseu (b), entre 69 e 79 d.C). 
 
Principais componentes: Aglomerante 
(cimento) + Agregados + Água 
 
Acesse: 
<http://www.deecc.ufc.br/Download/TB798_
Estruturas%20de%20Concreto%20I/HIST.p
df>. 
 
http://www.deecc.ufc.br/Download/TB798_Estruturas%20de%20Concreto%20I/HIST.pdf
http://www.deecc.ufc.br/Download/TB798_Estruturas%20de%20Concreto%20I/HIST.pdf
http://www.deecc.ufc.br/Download/TB798_Estruturas%20de%20Concreto%20I/HIST.pdf
P á g i n a | 18 
 
 
concreto atual. Depois surgiu a necessidade de estruturas capazes de vencer vãos 
maiores, ao que se desenvolveu o concreto-ferro, hoje concreto armado. A partir de 
então, começaram as pesquisas sobre os aços e hoje, tem-se o concreto protendido 
em diversas estruturas. Resumindo, os materiais continuam evoluindo para 
satisfazer as necessidades do homem e de forma cada vez mais rápida, com 
exigências cada vez maiores quanto a sua qualidade, durabilidade e custo. 
Além disso, há um cenário sustentável no qual a produção e o emprego dos 
materiais de construção devem considerar a questão ambiental. 
 
Para os profissionais e estudantes de engenharia civil, o 
conhecimento dos materiais e suas propriedades é 
imprescindível para a orientação da escolha entre eles. A 
economia em uma obra depende muito da correta 
especificação dos materiais, da relação custo-benefício, a médio e longo 
prazo. Nesta aula você vai entender a importância do conhecimento 
acerca dos materiais de construção. 
1.2 Escolha do material de construção 
Se tratando nos dias atuais, quando os materiais são pesquisados e testados, 
é necessário utilizar os conhecimentos adquiridos com as Ciências e aplicar na 
prática, com a Engenharia. Explicando melhor: 
- Ciência: utiliza-se de conhecimentos teóricos das disciplinas científicas 
tradicionais, como a física, química e matemática; 
- Engenharia: pesquisa a composição dos materiais, planeja equipamentos 
e desenvolve processos de utilização dos materiais e prestação de serviços. 
 
Com base nesses dois conceitos, é possível classificar três níveis de estudo: 
a) Ciência dos materiais (estrutura molecular de 10-7 a 10-3 mm): pesquisa 
de novos materiais, por exemplo: Silicato de cálcio hidratado. 
b) Ciência e engenharia dos materiais (fases e grãos de 10-3 a 1 mm): 
determinação de parâmetros, por exemplo, para pasta de cimento. 
P á g i n a | 19 
 
 
c) Engenharia dos materiais (todo material acima de 1 mm): ensaios, por 
exemplo, ensaios em materiais cerâmicos. 
 
A escolha de determinado material de construção a ser utilizado depende de 
fatores ligados aos seguintes aspectos: 
1.2.1 Condições de ordem técnica 
É importante conhecer as características dos materiais como formas, 
dimensões, propriedades físicas, químicas e mecânicas. O material deve possuir 
propriedades que o tornem adequado ao uso que se pretende fazer dele. Entre 
essas propriedades estão à resistência, a trabalhabilidade, a durabilidade, a higiene 
e a segurança. 
1.2.2 Condições de ordemeconômica 
O material deve satisfazer as necessidades de sua aplicação com um custo 
reduzido não só de aquisição, mas de aplicação e de manutenção, visto que muitas 
obras precisam de serviços de manutenção depois de concluídas e que da 
manutenção depende a durabilidade da construção.·. 
1.2.3 Condições de ordem estética 
O material utilizado deve proporcionar uma aparência agradável e conforto ao 
ambiente onde for aplicado. É de ordem pessoal, e influenciada pela qualidade do 
material, a textura, a forma, o tipo de mão de obra, o acabamento e a conservação 
estética. 
1.2.4 Condições de ordem ambiental 
Além dos fatores ligados ao conhecimento técnico-científico e da vivência 
acumulada da equipe (mão de obra), outro critério importante para os dias atuais diz 
respeito ao consumo de energia, poluição e demais fatores ligados ao meio 
ambiente. 
P á g i n a | 20 
 
 
Como profissionais, temos que defender o uso sustentável dos recursos 
naturais, porque estes são finitos. Vamos definir alguns conceitos muito utilizados: 
- Recurso Natural: qualquer insumo necessário para a manutenção de 
ecossistemas; 
- Recurso Renovável: Pode ser consumido moderadamente, respeitando-
se o ciclo natural de renovação do ecossistema. Exemplos: Ar, água, madeira etc.; 
- Recurso não renovável: recurso que, uma vez utilizado, não se renova 
por meio natural. Esse tipo de recurso pode ser classificado em minerais energéticos 
(petróleo, carvão mineral, minerais radioativos utilizados na geração de energia 
elétrica) e não energéticos (calcário, ferro, cobre etc.). 
1.3 Classificação 
Existem diversas formas de se classificar um material de construção, entre 
os critérios apresentados por SILVA (1985) podemos destacar como principais a 
classificação quanto à origem e à função. 
Quanto à origem ou modo de obtenção os materiais de construção podem ser 
classificados em: 
- Naturais: são aqueles encontrados na natureza, prontos para serem 
utilizados. Em alguns casos precisam de tratamentos simplificados como uma 
lavagem ou uma redução de tamanho para serem utilizados. Como exemplo desse 
tipo de material, temos a areia, a pedra e a madeira. 
- Artificiais: são os materiais obtidos por processos industriais. Como 
exemplo, podem-se citar os tijolos, as telhas e o aço. 
- Combinados: são os materiais obtidos pela combinação entre materiais 
naturais e artificiais. Concretos e argamassas são exemplos desse tipo de material. 
 
Quanto à função onde forem empregados, os materiais de construção podem 
ser classificados em: 
- Materiais de vedação: são aqueles que não têm função estrutural, 
servindo para isolar e fechar os ambientes nos quais são empregados, como os 
tijolos de vedação e os vidros. 
P á g i n a | 21 
 
 
- Materiais de proteção: são utilizados para proteger e aumentar a 
durabilidade e a vida útil da edificação. Nessa categoria podemos citar as tintas e os 
produtos de impermeabilização. 
- Materiais com função estrutural: são aqueles que suportam as cargas e 
demais esforços atuantes na estrutura. A madeira, o aço e o concreto são exemplos 
de materiais utilizados para esse fim. 
 
Na Tabela 1, são apresentados outros tipos de classificação dos materiais de 
construção: 
Tabela 1: Classificação dos materiais. 
Classificação Subclassificação Descrição 
Quanto à Aplicação 
Simples ou básicos 
(aplicados isoladamente) 
Exemplos: telhas, tijolo, etc. 
Empregados em conjunto. 
Produzidos ou compostos 
Exemplos: concreto, argamassa, 
etc. 
Quanto à Estrutura 
interna 
Lamelar Exemplo: argila 
Fibrosa Exemplos: amianto, madeira. 
Vítrea Exemplo: vidro. 
Cristalina Exemplo: metais 
Agregados complexos Exemplo: concreto 
Quanto à composição 
química do material 
Materiais orgânicos 
Betuminosos; lenhosos 
(madeiras; derivados – papéis). 
Mistos: constituição química mais 
complexa (tintas) 
Têxteis: fibroso (tecidos) ou 
plásticos (fórmicas) 
Materiais minerais: 
Metálicos: metais, produtos 
siderúrgicos, mistos (ligas não 
ferrosas). 
Pétreos: naturais (rochas) ou 
artificiais (argila expandida) 
Fonte: Adaptado pelo autor de BAUER (1994) 
P á g i n a | 22 
 
 
Na engenharia, e por razões de conveniência, é habitual admitir-se a 
classificação dos materiais em função da sua natureza, de acordo com o exposto a 
seguir: 
- METÁLICOS: Os materiais metálicos são substâncias de origem 
inorgânica que contêm elementos metálicos (tais como ferro, cobre, alumínio, níquel 
ou titânio). Microscopicamente, os metais têm uma estrutura cristalina, na qual os 
átomos se dispõem de forma ordenada. Estes materiais são, na generalidade, 
dúcteis e resistentes à temperatura ambiente e apresentam boa condutibilidade 
térmica e eléctrica. Em função da quantidade de ferro que contêm, dividem-se em 
materiais ferrosos (com elevada percentagem de ferro) – como o ferro fundido e o 
aço, e não ferrosos (quando o ferro não entra na sua composição ou surge em 
quantidades muito reduzidas) – como o alumínio, o cobre, o zinco, o titânio e o 
níquel são materiais não ferrosos. EXEMPLO: Estruturas metálicas, vergalhões para 
concretos, porcas e parafusos, chapas, telhas metálicas... 
- POLIMÉRICOS: São constituídos por longas cadeias de moléculas 
orgânicas. Trata-se de meterias cuja estrutura é não cristalina ou mista (com regiões 
cristalinas e regiões não cristalinas). A maioria destes materiais é mau condutor 
térmico e eléctrico, possuindo baixa densidade e decompõem-se a baixas 
temperaturas. EXEMPLO: Tubos e conexões, conduítes, caixilhos de janelas, dentre 
outros. 
- CERÂMICOS: São constituídos por elementos metálicos e elementos não 
metálicos (por exemplo, azoto, carbono e oxigénio), podendo ser, do ponto de vista 
estrutural, cristalinos ou mistos. São inorgânicos de elevadas dureza e resistência 
mecânica à compressão, mesmo quando submetidos a temperaturas elevadas. 
Estes materiais apresentam baixa condutibilidade térmica e eléctrica e elevada 
resistência ao calor e ao desgaste. No domínio da construção, os materiais 
cerâmicos são utilizados desde tempos imemoriais. EXEMPLO: Tijolos e blocos, 
telhas cerâmicas, azulejos. 
- COMPÓSITOS: Resultam da mistura de pelo menos dois materiais, de 
modo a obter um material com determinadas características e propriedades. Os 
materiais que constituem um compósito não se dissolvem entre si, podendo ser 
facilmente identificáveis. O concreto e a madeira são materiais compósitos. Existem 
outros tipos de materiais compósitos, como por exemplo, os que resultam da 
associação de fibras de vidro e poliéster ou de fibras de carbono e resina epoxídica. 
P á g i n a | 23 
 
 
- ELETRÔNICOS: Os materiais eletrônicos assumem importância extrema 
no domínio das tecnologias avançadas, já que são utilizados em sistemas de 
microeletrônica. É graças a esta tecnologia que são possíveis os computadores, os 
satélites de comunicação ou os relógios digitais. O silício é um dos materiais mais 
importantes neste domínio, pois um simples cristal de silício permite condensar num 
chip, um elevado número de circuitos eletrônicos. 
1.4 Propriedades 
São as qualidades exteriores que caracterizam e distinguem os materiais. Um 
determinado material é conhecido e identificado por suas propriedades e por seu 
comportamento perante agentes exteriores. 
Para o melhor entendimento, vamos separar as propriedades físicas das 
mecânicas. Começaremos pelos seguintes conceitos físicos: 
- Extensão: a propriedade que possuem os corpos de ocupar um lugar no 
espaço. 
- Massa: a quantidade de matéria e é constante para o mesmo corpo, esteja 
onde estiver. 
- Peso: definido como a força com que a massa é atraída para o centro da 
Terra varia de local para local (P = m x g). 
- Volume: o espaço que ocupa determinada quantidade de matéria. 
1.4.1 Propriedades físicas 
- Densidade: A relação entre massa e volume de um material. 
 Densidadereal (massa específica): Descontando-se o volume dos vazios. 
 Densidade aparente (massa unitária): Considerando-se o volume total 
(sólidos + poros). 
 Peso específico: Relação entre o seu peso e o seu volume. 
 
- Porosidade: A propriedade que tem a matéria de não ser contínua, 
havendo espaços entre as massas. Definida como a relação entre o volume de 
poros no material (vazios) e o volume total do material (incluindo o volume de poros). 
 
P á g i n a | 24 
 
 
Poros podem ter diversas formas: Podem ser fissuras, 
vazios irregulares, ou esféricos..., mas são sempre formados 
pela penetração de gases durante o estado fresco de 
formação do material. 
 
- Permeabilidade: Capacidade de um material absorver fluidos sem se 
desintegrar, propriedade diretamente relacionada à durabilidade do material. 
 
Nem sempre um material poroso é um material 
permeável. Para que esta relação seja verdadeira, é 
necessário que os poros estejam conectados entre si e 
ligados à superfície do material. 
 
 
- Absorção: O processo físico pelo qual um material retém água nos poros e 
condutos capilares, sempre regidos por diferenças de pressão ou de concentração 
de substâncias em diferentes meios. 
1.4.2 Propriedades Mecânicas 
Uma das principais propriedades a serem analisadas em estruturas (Vigas, 
pilares, lajes, etc.) é a resistência mecânica do material. 
- Resistência: Capacidade de um material ou componente suportar cargas 
sem se romper OU apresentar excessiva deformação plástica. É medida como força 
suportada por área de seção transversal do material. 
 
Existem diversos tipos de resistência, de acordo com o (s) 
tipo (s) de solicitações, explicado mais adiante nesta aula. 
Vejamos alguns exemplos. 
 
 
- Compressão: As forças de compressão em materiais agem da mesma 
maneira que a ligação atômica, forçando os átomos a se aproximarem, e esta ação, 
P á g i n a | 25 
 
 
em geral, não causa a ruptura. Entretanto, a compressão induz a esforços de 
cisalhamento, e a deformações que conduzem a esforços de tração por efeito do 
coeficiente de Poisson. Dependendo do tipo de material, da forma e tamanho do 
corpo-de-prova e da forma de carregamento, a compressão pode causar ruptura por 
cisalhamento ou por tração, ou mesmo pela combinação dos dois. 
 
- Tração: O ensaio de tração direta, geralmente, apresenta problemas 
práticos pela dificuldade de obtenção de um sistema de garras eficiente, que não 
permita o deslocamento do corpo de prova e nem o rompimento do mesmo por 
pressão das mesmas. Portanto, frequentemente, realizam-se ensaios de resistência 
à tração por compressão diametral ou por flexão. Na construção civil, os esforços de 
tração são geralmente observados durante a flexão de elementos estruturais. 
 
- Cisalhamento, torção, etc. 
1.4.3 Demais propriedades mecânicas 
- Deformação: Alteração de volume ou de extensão de um corpo de prova, 
quando submetido a esforços mecânicos. 
Medida por meio de extensômetros elétricos ou dinâmicos, posicionados 
sobre a superfície do material durante ensaios de resistência a esforços mecânicos. 
- Rigidez: Capacidade de um material ou componente resistir à deformação 
quando submetido à tensão. 
Medida pelo módulo de elasticidade, que é a relação entre a 
tensão aplicada no componente e a deformação resultante desta 
tensão. O módulo de elasticidade pode ser obtido graficamente 
através da inclinação do gráfico “tensão x deformação” em materiais 
elásticos. 
 
- Elasticidade: Tendência que os corpos apresentam de retornar à forma 
primitiva pós à aplicação de um esforço. 
- Tenacidade: Resistência que o material opõe ao choque ou percussão, ou 
seja, a capacidade de absorver energias na forma de impactos. (Carregamentos 
instantâneos). 
P á g i n a | 26 
 
 
- Dureza: Resistência que os corpos opõem ao serem riscados, entalhados. 
Alguns ensaios de avaliação da dureza são usados para estimar a resistência à 
compressão de materiais, como em concretos (abordado em materiais de 
construção 2). 
- Resistência à abrasão: Capacidade de uma superfície resistir ao desgaste 
devido ao atrito com objetos ou materiais em movimento. 
- Desgaste: Perda de qualidades ou de dimensões de um material. 
- Maleabilidade ou Plasticidade: Capacidade que têm os corpos de se 
afinarem até formarem lâminas sem, no entanto, se romperem. 
- Durabilidade: Capacidade de um corpo de permanecer inalterado com o 
tempo. 
- Ductibilidade: Propriedade de um material se deformar consideravelmente 
antes de se romper. Medida como a capacidade de um corpo se reduzir a fio. 
- Fluência: Deformação com o tempo, resultado de aplicações prolongadas 
de tensão. É considerada de produção muito lenta e ocorre principalmente em três 
tipos de material: metais submetidos a tensões sob temperaturas próximas ao ponto 
de fusão, materiais susceptíveis a umidade que, por exemplo, expandem com a 
presença de água, e materiais fibrosos. 
- Fadiga: Propriedade de um material se romper por aplicações repetidas de 
tensão. A ruptura em muitos materiais ocorre com tensões bem abaixo da tensão de 
ruptura, se o carregamento for aplicado repetidamente. 
- Resiliência: A propriedade do material que define a capacidade que ele 
tem em retornar às suas dimensões iniciais, uma vez cessada a causa que provocou 
a deformação, seja ela de origem térmica ou origem mecânica, e após vários ciclos 
de repetição do fenômeno em questão. 
1.5 Esforços solicitantes 
Os materiais de construção estão constantemente submetidos a solicitações 
como cargas, peso próprio, ação do vento, entre outros, que chamamos de esforços. 
Dependendo da forma como os esforços se aplicam a um corpo, recebe uma 
denominação. Os principais esforços aos quais os materiais podem ser submetidos 
são apresentados na Figura 1. 
 
P á g i n a | 27 
 
 
Figura 1: Tipos de esforços solicitantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: ALBUQUERQUE (20--) 
Os detalhes sobre como cada esforço age num 
material são apresentados em: 
<https://www.youtube.com/watch?v=JsrYAda0t4k>. 
1.6 Normas técnicas vigentes 
Para aferir as intervenções no domínio dos materiais de construção, existem 
as Normas Técnicas. Normas são documentos de domínio público com funções 
diversas, mas que relativamente aos materiais de construção visam à satisfação dos 
seguintes objetivos: 
- Estabelecer regras para cálculos ou métodos para a execução dos 
trabalhos; 
- Especificar características de materiais e meios de controlá-las; 
- Descrever pormenorizadamente procedimentos de ensaios; 
- Estabelecer dimensões padrão e tolerâncias de materiais e produtos; 
- Criar terminologia técnica específica e atribuir convenções simbólicas em 
desenhos; 
- Definir classes de produtos ou materiais. 
 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=JsrYAda0t4k
P á g i n a | 28 
 
 
São apresentadas na Tabela 2 as entidades responsáveis pela elaboração de 
normas vigentes de alcance internacional e nacional, como a ABNT, a Associação 
Brasileira de Normas Técnicas responsáveis pelas famosas NBR’s. 
Tabela 2: Entidades Responsáveis pela elaboração de normas vigentes de alcance 
internacional e nacional. 
Entidades de alcance nacional Entidades de alcance internacional 
ABNT – Associação Brasileira de Normas 
Técnicas 
ISO – Organização Internacional de 
Normalização 
IPQ – Instituto Português da Qualidade CEN – Comissão Europeia de Normalização 
ASTM – American Society for Testing 
Material 
AMN - Asociación Mercosur de 
Normalización 
ACI – American Concrete Institute 
BS – British Standards Institution 
AFNOR – Associação Francesa de 
Normalização 
 
Fonte: Adaptado pelo autor de BAUER (1994) 
Caso haja alguma dúvida, em relação à teoria ou aos 
exercícios, entre em contato com o tutor da disciplina. Não se 
esqueça de consultar o material complementar, pois lá você 
encontrará várias maneirasde reforçar a aprendizagem do 
nosso conteúdo, tanto por consulta a outros sites. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumo 
 
 
Nesta aula, abordamos: 
 
 As definições e um breve histórico dos materiais de construção; 
 De que forma um profissional deve escolher que tipo de material deve 
ser utilizado em obras; 
 As diversas formas de classificar um material; 
 Os tipos de propriedades a serem estudadas e os tipos de 
solicitações; 
 Os tipos de normas técnicas vigentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Complementar 
 
 
Acesse o (s) Link (s) abaixo para ter acesso ao 
conteúdo complementar: 
<http://www.bonde.com.br/casa-e-
decoracao/construcao/escolha-correta-de-materiais-ajuda-a-
diminuir-os-ruidos-189103.html>. 
 
<https://engcarlos.com.br/dicas-de-como-escolher-o-material-de-
construcao/>. 
<https://www.youtube.com/watch?v=rUWaQUxoqFI>. 
 
 
 
http://www.bonde.com.br/casa-e-decoracao/construcao/escolha-correta-de-materiais-ajuda-a-diminuir-os-ruidos-189103.html
http://www.bonde.com.br/casa-e-decoracao/construcao/escolha-correta-de-materiais-ajuda-a-diminuir-os-ruidos-189103.html
http://www.bonde.com.br/casa-e-decoracao/construcao/escolha-correta-de-materiais-ajuda-a-diminuir-os-ruidos-189103.html
https://engcarlos.com.br/dicas-de-como-escolher-o-material-de-construcao/
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Referências Bibliográficas 
 
Básica: 
AMBROZEWICZ, P. H. L. Materiais de Construção – Normas, 
Especificações, Aplicações, e Ensaios de Laboratório. 1. ed. São Paulo: Ed. 
PINI, 2012. 
 
BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção. Rio de Janeiro: LTC, 1994. 
 
HAGEMANN, S. E. Apostila de Materiais de Construção Básicos. Instituto 
Federal Sul-Rio-Grandense, Universidade Aberta do Brasil, 2011/2. 
 
PINHEIRO, A. C. F. B; CRIVELARO, M. Materiais de Construção – 
Infraestrutura. 1. ed. São Paulo: Ed. Érica, 2014. 
 
SILVA, Moema Ribas. Materiais de Construção. São Paulo: PINI, 1991. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA 1 
Exercícios 
 
 
1) Painéis de gesso acartonado são placas que podem ser 
utilizadas para criar paredes leves e fechar ambientes sem 
acarretar muitas cargas no pavimento onde são colocadas. 
Quanto à função, este material pode ser classificado como 
a. Material Natural. 
b. Material Artificial. 
c. Material Composto. 
d. Material de Vedação. 
e. Material de Proteção. 
 
2) A argila expandida é um agregado utilizado na confecção de concretos 
leves e isolantes térmicos e acústicos e é obtido através de tratamento térmico. A 
argila, formada por silicatos de alumínio e óxidos de ferro e alumínio pode ter 
propriedades expansivas quando exposta a altas temperaturas, que promovem a 
expansão de gases, fazendo com que a argila se transforme em grãos porosos de 
variados diâmetros. Quanto à origem do material, a argila expandida pode ser 
classificada como 
a. Material Natural. 
b. Material Artificial. 
c. Material com Função Estrutural. 
d. Material de Vedação. 
e. Material de Proteção. 
 
3) O verniz é um material utilizado na cobertura de madeiras para evitar a 
degradação das mesmas no decorrer do tempo. Quanto à função este material pode 
ser classificado como 
a. Material Natural. 
b. Material Artificial. 
c. Material de Vedação. 
d. Material de Proteção. 
e. Material com Função Estrutural. 
P á g i n a | 34 
 
 
4) O vidro é um material que dificilmente é riscado, porém pode se estilhaçar 
quando submetido a choques de pequena intensidade. Quanto às propriedades do 
vidro, relacionadas às características citadas, podemos dizer que possui 
a. alta elasticidade e baixa durabilidade. 
b. baixa tenacidade e alta ductibilidade. 
c. alta dureza e baixa tenacidade. 
d. alta durabilidade e baixa dureza. 
e. alta tenacidade e baixa ductibilidade. 
 
5) A argila é um material de fácil moldagem, podendo ser moldado em finas 
espessuras sem se romper, como no caso das telhas cerâmicas. A essa propriedade 
dos materiais chamamos de 
a. tenacidade. 
b. plasticidade. 
c. dureza. 
d. porosidade. 
e. desgaste. 
 
6) Ao esticarmos uma barra de aço, haverá uma tendência de num 
determinado ponto a espessura da barra começar a diminuir, em virtude do seu 
alongamento, até se reduzir a espessura de um fio, fenômeno que denominamos de 
estricção. Esse fenômeno ocorre devido a uma propriedade dos materiais conhecida 
por 
a. maleabilidade. 
b. tenacidade. 
c. desgaste. 
d. durabilidade. 
e. ductibilidade. 
 
P á g i n a | 35 
 
 
7) Se colocarmos um tijolo na água e o tirarmos, ele sairá molhado pois 
absorve parte da água. O mesmo acontece quando se levanta uma alvenaria, 
situação na qual o tijolo absorve parte da água da argamassa utilizada para o 
assentamento do bloco. Essa característica é consequência de uma propriedade do 
tijolo chamada 
a. porosidade. 
b. plasticidade. 
c. dureza. 
d. ductibilidade. 
e. desgaste. 
 
8) Você foi contratado para construir uma cobertura de 80m² de uma área de 
laser em uma região próxima ao mar. Baseado nessas informações, como você 
escolheria os materiais a serem utilizados (quais os critérios)? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metais e ligas metálicas I 
Aula 2 
 
 
 
APRESENTAÇÃO DA AULA 
 
Olá Pessoal! 
Esta é a primeira de uma série de 4 aulas, abordando os principais metais e 
as ligas metálicas utilizados na construção civil. 
É importante aprender bem os conceitos iniciais aqui abordados para garantir 
sucesso nos tópicos seguintes. 
 
OBJETIVOS DA AULA 
 
Esperamos que, após o estudo do conteúdo desta aula, você seja capaz de: 
 
 Entender o metal do ponto de vista tecnológico; 
 Identificar os tipos de obtenção dos metais; 
 Recordar a composição dos metais e sua estrutura cristalina; 
 Entender as principais propriedades metálicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P á g i n a | 37 
 
 
2 METAIS E LIGAS METÁLICAS I 
2.1 Introdução 
O metal é um importante material de construção utilizado em 
todo o mundo com diversas aplicações, de forma direta em várias 
etapas de uma obra, ou indireta, servindo como matéria prima a ser 
utilizada na confecção de um novo produto. 
Dentre os metais encontrados no nosso dia a dia, muitos produtos são 
reconhecidos como sendo metais, embora, em quase sua totalidade, eles sejam, de 
fato, ligas metálicas. 
Mas então, o que é um metal, e qual a diferença entre metal e uma liga 
metálica? 
Antes de respondermos essa pergunta, vejamos um pouco sobre o histórico 
deste material. 
Não se tem certeza de quando o metal foi utilizado pela primeira vez, sendo 
imprecisa a data de início de seu emprego. 
Estudiosos acreditam que o primeiro metal a atrair a atenção do ser humano 
foi o cobre. Este, trabalhado a frio, torna-se mais duro e resistente e foi utilizado nas 
primeiras armas e ferramentas. 
Estima-se que o uso do metal associado a outros elementos, dando origem a 
ligas, ocorreu entre 4000 e 5000 a.C., onde os Egípcios e Romanos já utilizavam o 
aço (liga metálica de ferro e carbono retratado a partir da Aula 4). 
O conceito de metal está relacionado a certo número de 
propriedades facilmente reconhecíveis, como por exemplo, o brilho 
característico, opacidade, boa condutividade térmica e elétrica, 
ductilidade, etc. 
Uma liga consiste da união íntima de dois ou mais elementos químicos onde 
pelo menos um é metal e onde todas as fases existentestêm propriedades 
metálicas. 
 
 
 
 
P á g i n a | 38 
 
 
2.2 Definição 
Do ponto de vista tecnológico, o metal pode ser definido como 
elemento químico que existe como cristal ou agregado de cristais, 
no estado sólido, caracterizado pelas seguintes propriedades: 
- Resistência mecânica de moderada a alta; 
- Moderada plasticidade; 
- Alta tenacidade e dureza; 
- Opacos; 
- Bons condutores elétricos e térmicos. 
 
Também podemos definir os metais de duas outras maneiras: 
 Quimicamente: Metais são elementos que sempre ionizam positivamente. 
 Na prática: São elementos de características próprias quanto à 
forjabilidade, brilho, opacidade, condutibilidade, etc. 
2.3 Obtenção dos metais 
Os metais podem ser extraídos da natureza em estado livre ou, mais 
comumente, obtidos como compostos. Os minérios são as substâncias portadoras 
de metais e, as partes não aproveitáveis, as impurezas denominadas GANGAS. As 
minas são os locais onde se encontram as jazidas, na extensão concedida e 
delimitada pelo governo federal. 
Geralmente, para obtenção são obedecidas duas fases: a Mineração e a 
Metalurgia. Na mineração temos a colheita do minério que pode ser feita a céus 
abertos ou subterrâneos, a ferro ou a fogo (mecânica ou com explosivos), e a 
concentração (purificação), que pode ser feita com processos mecânicos ou 
químicos. 
Os principais processos mecânicos são: a trituração, a classificação, a 
levigação (água corrente, o metal mais pesado afunda e a ganga escoa), a flotação 
(se a ganga é mais pesada, faz-se a agitação do minério em mistura de água e óleo, 
o metal sobe com a espuma), a separação magnética, a lavagem e outros. 
Como principais processos químicos têm: a ustulação (aquecimento sob 
forte jato de ar) e a calcinação (aquecimento sob fogo direto). 
P á g i n a | 39 
 
 
Na metalurgia o metal puro é extraído do minério por um dos seguintes 
processos: redução, precipitação química ou eletrólise. O processo de redução 
mais comum é o feito com carbono e óxido de carbono a altas temperaturas, em 
fornos, e do qual resulta o metal puro ou quase puro, em estado de fusão. O 
processo de precipitação simples usa alguma reação química da qual resulte o 
metal puro. O processo eletrolítico só pode ser empregado em minérios que 
possam ser dissolvidos na água. A eletrólise é usada também para purificação 
(refino) de metais por algum dos processos anteriores. 
2.4 Composição dos metais 
Os materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade 
na qual os átomos se dispõem em relação aos seus vizinhos. 
Material cristalino é aquele no qual os átomos encontram-se ordenados 
sobre longas distâncias atômicas formando uma estrutura tridimensional que se 
chama de rede cristalina. 
Todos os metais, muitas cerâmicas e alguns polímeros formam estruturas 
cristalinas sob condições normais de solidificação. 
Nos materiais não cristalinos, também chamados de amorfos, não existe 
ordem de longo alcance na disposição dos átomos. A estrutura cristalina dos metais 
tem um número grande de vizinhos e altos empacotamentos atômico, sendo os mais 
comuns: 
- CCC (cúbica de corpo centrado) - Fig. 2.b 
- CFC (cúbica de face centrado) - Fig. 2.c 
- HC (hexagonal compacta) 
 
Pode ser observada na Figura 2 a representação da célula unitária de cada 
sistema cúbico. Podemos perceber que o CCC e o CFC (ver também tabela 3), por 
terem um maior número de átomos por célula e coordenação (átomos vizinhos), 
seus fatores de empacotamento são maiores se comparados ao CS. Devido ao 
baixo fator de empacotamento atômico, os metais não se cristalizam na estrutura 
cúbica simples. 
 
 
P á g i n a | 40 
 
 
Figura 2: Estrutura cristalina: (a) CS, (b) CCC, (c) CFC. 
 
(a) (b) (c) 
Fonte: Adaptado pelo autor de Bauer (1994) 
Tabela 3: Resumo do Sistema cúbico. 
 Átomos por célula 
Número de 
coordenação 
Fator de 
empacotamento 
CS 1 6 0,52 
CCC 2 8 0,68 
CFC 4 12 0,74 
Fonte: Adaptado pelo autor de: <http://www3.fsa.br/materiais/estrutcrist1.pdf> - Acesso em: 
20. Abr. 2017. 
O sistema Hezagonal Compacto é mais comum nos metais (Exemplo: 
Magnésio e Zinco). Neste modelo, cada átomo de uma dada camada está 
diretamente abaixo ou acima dos interstícios formados entre as camadas 
adjacentes. 
O número de coordenação para a estrutura HC é 12 e, portanto, o fator de 
empacotamento é o mesmo do CFC, ou seja, 0,74. 
 
Para recordar os conceitos das estruturas cristalinas (número 
de átomos por célula, número de coordenação, fator de 
empacotamento) faça uma revisão em seu caderno da 
disciplina de Princípios de Ciências dos Materiais (PCM) ou 
acesse: 
 
http://www3.fsa.br/materiais/estrutcrist1.pdf
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<http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/6739/materi
al/Aula%206-%20Estrutura%20cristalina%20dos%20metais.pdf>. 
<http://www3.fsa.br/materiais/estrutcrist1.pdf>. 
2.5 Diagrama de fases 
À medida que se vai aquecendo um metal, seu nível de agitação molecular 
também vai aumentando até chegar a um ponto em que começará a fusão. No 
processo contrário, há o resfriamento, é chamado de solidificação, onde 
normalmente, a temperatura permanece estável na mudança de fase. 
Em ligas metálicas, onde há combinações de elementos, aparecem diversos 
patamares no diagrama de resfriamento (Temperatura x tempo) ou de aquecimento. 
Nestes diagramas, cada patamar corresponde uma formação diferente de cristal. No 
caso do ferro puro, por exemplo, (Ver figura 2), há vários patamares, que 
correspondem a diversas formações de cristais. 
Figura 3: Resfriamento do ferro puro. 
 
Fonte: BAUER (1994) 
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/6739/material/Aula%206-%20Estrutura%20cristalina%20dos%20metais.pdf
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/6739/material/Aula%206-%20Estrutura%20cristalina%20dos%20metais.pdf
http://www3.fsa.br/materiais/estrutcrist1.pdf
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Os pontos de deflexão e patamares correspondem à formação de cristais e 
estados distintos. 
Elaborando um ábaco, representando no eixo vertical a temperatura e no 
horizontal a porcentagem de um dos metais formadores da liga, teremos o chamado 
Diagrama de equilíbrio da liga. 
Vejamos um exemplo na Figura 3, onde é apresentada uma liga chumbo-
antimônio. Dependendo da porcentagem de determinado elemento e a temperatura 
da mistura, poderá ter formação de 2 substâncias no estão líquidos, apenas uma no 
estado líquido ou até ambas sólidas. Exemplo: Em uma temperatura de 500°C com 
uma liga de chumbo-antimônio na seguinte proporção, 20% para Sb e 80% para Pb, 
não haverá a formação de cristal, ou seja, ambos estarão no estado líquido. 
Figura 4: Exemplo de diagrama de fase. 
 
Fonte: BAUER (1994) 
O ponto O da Figura 4, em que as linhas de sólidos e líquidos coincidem, é 
chamado ponto eutético. É um ponto de particular importância. 
As composições que lhe ficam à esquerda (menos de 13% de antimônio) são 
chamadas hipoeutéticas; as que ficam à direita são hipereutéticas. 
Há 4 tipos fundamentais de diagramas de fase, para saber mais acesse. 
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2.6 Principais propriedades 
Geralmente os metais não são empregados puros, mas fazendo parte de 
ligas. Liga é a mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais 
entre si ou com outros elementos. Deve ter composição cristalina e comportamento 
com metal. Geralmente as ligas têm propriedades mecânicas e tecnológicas 
melhores que as dos metais puros. 
Para a construção civil são importantes as seguintes propriedades 
2.6.1 Aparência 
- Sólidos a temperaturas ordinárias; 
- Porosidade não aparente; 
- Brilho característico, que pode ser aumentado por polimento ou tratamento 
químico. 
2.6.2 Densidade 
A densidade varia bastante de uma ligapara outra, conforme a Tabela 4, 
tendo metais ou ligas muito densas, como a platina, o ouro, o chumbo e materiais 
muito “leves”, como o magnésio, alumínio e o titânio. 
Tabela 4: Densidade de alguns metais e ligas metálicas a 25°C. 
Metal ou liga Densidade Metal ou liga Densidade 
Magnésio 1,74 Latão 8,4 a 8,7 
Alumínio 2,70 Cobre 8,93 
Titânio 4,54 Chumbo 11,35 
Zinco 7,13 Mercúrio 13,53 
Aço 7,7 a 7,9 Ouro 19,31 
Ferro 7,80 Platina 21,30 
Fonte: Handbook of Chemistry and Physics (1975-1976) 
2.6.3 Dilatação e Condutividade Térmica 
Assim como a densidade, a dilatação varia de acordo com o metal e liga 
metálica. 
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A título de comparação, segue abaixo alguns coeficientes de dilatação: 
- concreto: 0,01 mm/m/ºC 
- vidro: 0,08 mm/m/ºC 
- metais: 0,10 a 0,03 mm/m/ºC 
 
A ordem decrescente começa com o zinco, segue com o chumbo, estanho, 
cobre, ferro e aço (MB 270). 
O Concreto e o aço possuem coeficientes de dilatação térmicas praticamente 
iguais, por isto trabalham em conjunto no caso de pequenas variações de 
temperatura. O concreto possui o coeficiente entre 0,9 e 1,4 x 10-5 / °C e o aço 
possui um coeficiente α = 1,2 x 10-5 /°C. A diferença existente é desprezível para a 
variação de temperatura em que as estruturas normalmente trabalham (∆t < 50°). 
A condutibilidade térmica situa-se entre 1,006 e 0,080 calorias 
grama/s/cm/ºC. A ordem decrescente é: prata, cobre, alumínio, zinco, bronze, ferro, 
estanho, níquel, aço e chumbo. 
2.6.4 Condutibilidade Elétrica 
De uma maneira geral, os metais são bons condutores. O cobre é o mais 
utilizado e vem sendo substituído pelo alumínio por razões econômicas, e, 
principalmente pelos furtos, pelo seu bom valor comercial. 
2.6.5 Dureza 
Podemos atribuir a esta propriedade, a resistência do metal a uma 
deformação plástica, mas também pode estar relacionada com a resistência ao risco 
e à abrasão. 
Quanto maior a dureza de um material, maior a sua resistência à deformação, 
estando diretamente associada ao tratamento térmico com que um metal, ou uma 
liga metálica, é submetido. 
A avaliação da dureza de um material é obtida por meio de escalas, são elas: 
Rockwell, Brinell, a de Mohs, etc. 
A ABNT adota a escala de dureza Brinell, e pode ser calculada pela 
expressão abaixo através do aparelho Brinell. 
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O aparelho Brinell é uma prensa com uma esfera de aço 
temperado de diâmetro D que faz penetrar no metal em ensaio com 
uma carga P. A esfera imprimirá uma marca com diâmetro d. 
Você entenderá melhor esses conceitos na nossa aula prática 
que será realizada em data a ser marcada pela secretaria do EAD. 
Segue abaixo a relação de links que apresentam como este ensaio é 
realizado de acordo com a escala na avaliação: 
- DUREZA BRINELL 
<https://www.youtube.com/watch?v=r8eZ-EnZeFI>. 
 
- DUREZA ROCKWELL 
<https://www.youtube.com/watch?v=FzHHzN6YqJ0>. 
2.6.6 Maleabilidade e ductilidade 
Nos metais, a maleabilidade está relacionada à capacidade de reduzir os 
metais a chapas e lâminas finas. Isso é feito por meio de pressão, martelando-se o 
metal aquecido ou passando-o entre cilindros laminadores. 
Em virtude de sua estrutura, os átomos dos metais podem como que 
“escorregar” uns sobre os outros, explicando essa característica que é muito 
importante, afinal de contas é dessa forma que se fabricam peças que são usadas 
em diversas etapas de uma construção. 
Já na ductilidade em metais, podemos defini-la como capacidade de 
transformar os metais em fios. Dois exemplos de sua aplicação são os fios de cobre 
usados em fios elétricos e a utilização de arames. 
A sua fabricação é conseguida “puxando” o metal aquecido através de furos 
cada vez menores. A explicação para isso é semelhante à da maleabilidade, onde se 
https://www.youtube.com/watch?v=r8eZ-EnZeFI
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aplica uma pressão adequada em determinada região da superfície do metal, 
provocando um deslizamento das camadas dos átomos: 
Vejamos na Figura 5 a comparação destas propriedades entre o metal e a 
madeira. Podemos verificar que nestes aspectos a madeira fica em desvantagem. 
Figura 5: Comparação entre Maleabilidade (a) e ductilidade (b). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte:< http://www.alunosonline.com.br/quimica/ligacao-metalica.html>. Acesso em: 20. Abr. 
2017. 
2.6.7 Resistência à Tração 
Existem diversos tipos de resistência mecânica, dependendo da natureza das 
cargas, onde teremos resistência à compressão, tração, flexão, torção e resistência 
ao cisalhamento. No geral, os metais possuem uma boa resistência mecânica, 
sendo o de maior destaque a resistência à tração. Ela é uma das propriedades mais 
importantes na construção envolvendo estruturas metálicas. Submetendo-se uma 
barra metálica à tração axial, aparecem forças internas. A tensão de tração é obtida 
dividindo-se a força aplicada pela área inicial de seção transversal. 
http://www.alunosonline.com.br/quimica/ligacao-metalica.html
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Essa tensão determina aumento do comprimento da barra, deformação. 
- Calculando o alongamento ( ): 
 (em porcentagem) 
 
Onde: 
Comprimento inicial do corpo de prova 
 Comprimento após o ensaio (ruptura) 
 
- Calculando a densidade de estricção (diminuição da seção transversal) 
 (em porcentagem) 
 
Onde: 
Seção transversal inicial (antes do ensaio) 
 Seção estricta (reduzida) 
 
A relação entre a tensão aplicada (σ=F/área) e a deformação linear 
específica, tem-se o diagrama tensão-deformação. 
Verificou-se que os metais apresentam dois tipos de diagramas para a tração. 
Em alguns metais, particularmente os aços doces, o diagrama tem a forma 
apresentada na Figura 6, onde podemos observar: 
- De 0 a p – as deformações são diretamente proporcionais às tensões, 
(período elástico seguindo a lei de Hooke). 
- De p a e – há grandes deformações, mesmo que a carga estacione ou 
diminua, T é limite de escoamento. 
- De e a A – forma-se um patamar, sendo a deformação permanente. 
Segue-se um revigoramento. Tr, a tensão mais alta do ensaio, limite de resistência. 
A tensão não abaixou, houve estricção e a seção diminuiu. TR é a tensão da ruptura. 
 
 
 
 
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Figura 6: Diagrama Tensão x Deformação em aços doces. 
 
Fonte: AMBROZEWICZ (2012) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Na maioria dos metais, entretanto, o diagrama tem a forma apresentada na 
Figura 7. 
Figura 7: Diagrama Tensão x Deformação em aços doces. 
 
Fonte: AMBROZEWICZ (2012) 
Na Figura 7, tem-se o trecho elástico AO, mas não aparece o escoamento. 
Adota-se para o mesmo um valor n, obtido como segue: estabelece-se uma 
deformação percentual n% e traça-se uma paralela à inclinação AO. 
A reta é traçada a n% de deformação. O valor n adotado para aços 
normalmente é 0,2%, e 0,1% e 0,5% para outros metais. Têm-se o limite de 
elasticidade, até o qual as deformações não são permanentes. 
Em qualquer um dos diagramas apresentados acima, o valor máximo da 
tensão antes da ruptura é denominado resistência à ruptura do material. 
A resistência à ruptura do material é calculada dividindo-se a carga máxima 
que ele suporta, antes da ruptura, pela área da seção transversal inicial do corpo de 
prova. Observa-se que este valor é calculado em relação à área inicial, apesar de o 
material sofrer uma redução de área quando solicitada à tração. Embora a tensão 
verdadeira deva ser calculada considerando-se a área real, a tensão tal como foi 
definida anteriormente é mais importante para o engenheiro, pois os projetos são 
feitos com base nas dimensões iniciais. 
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Em um ensaio de compressão, sem a ocorrência de instabilidades, obtém-se 
um diagrama tensão-deformação similar ao do ensaio de tração. 
Nos ensaios de tração, os corpos de prova têm características especificadas 
deacordo com as normas técnicas. Normalmente utilizam-se corpos de prova de 
seção circular ou retangular. Durante os ensaios, a deformação ficar confinada à 
região central, mais estreita, do corpo de prova, que possui uma seção reta uniforme 
ao longo do seu comprimento. O diâmetro padrão é de aproximadamente 12,8 mm, 
enquanto o comprimento da seção reduzida deve ser pelo menos quatro vezes esse 
diâmetro, é comum ser de 60 mm. 
Figura 8: Corpos de prova. 
 
Fonte: DALCIN (2007) 
A parte útil (Lo) do corpo de prova identificada no desenho da Figura 8 é a 
região onde são feitas as medidas das propriedades mecânicas do material. 
As cabeças são as regiões extremas que servem para fixar o corpo de prova 
na máquina, de modo que a força atuante na máquina seja axial. 
A máquina de ensaio de tração é projetada para alongar o corpo de prova a 
uma taxa constante, além de medir contínua e simultaneamente a carga instantânea 
aplicada (com uma célula de carga) e os alongamentos resultantes (usando um 
extensômetro). Tipicamente um ensaio de tração- deformação leva vários minutos 
para ser executado e é destrutivo, isto é a amostra testada é deformada de maneira 
permanente, sendo geralmente fraturada. 
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2.6.7.1 Elasticidade x Plasticidade 
Uma liga metálica, como por exemplo, uma peça de aço sob efeito de 
tensões de tração ou de compressão sofre deformações, que podem ser elásticas ou 
plásticas. Tal comportamento se deve à natureza cristalina dos metais, pela 
presença de planos de escorregamento de menor resistência mecânica no interior 
do reticulado. 
Como você já viu na aula 1, elasticidade de um material é a sua capacidade 
de voltar à forma original em ciclo de carregamento e descarregamento (figura 8). 
A deformação elástica é reversível, ou seja, desaparece quando a tensão é 
removida. A deformação elástica é consequência da movimentação dos átomos 
constituintes da rede cristalina do material, desde que a posição relativa desses 
átomos seja mantida. A relação entre os valores da tensão e da deformação linear 
específica, na fase elástica, é o módulo de elasticidade, cujo valor é proporcional às 
forças de atração entre os átomos. Nos aços, o módulo de elasticidade vale, 
aproximadamente, 20 000 kN/cm². 
Deformação plástica é a deformação permanente provocada por tensão 
igual ou superior à fp - resistência associada ao limite de proporcionalidade. 
É o resultado de um deslocamento permanente dos átomos que constituem o 
material, diferindo, portanto, da deformação elástica, em que os átomos mantêm as 
suas posições relativas. A deformação plástica altera a estrutura interna do metal, 
tornando mais difícil o escorregamento ulterior e aumentando a dureza do metal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 9: Ciclo de carregamento e descarregamento. 
 
Fonte: SILVA (2012) 
Resumindo, podemos verificar na Figura 10 a curva tensão versus 
deformação até a fratura. Os detalhes circulados representam a deformação 
elástica, a deformação plástica uniforme, a estricção e a fratura que é o momento de 
rompimento do material. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 10: Curva Esquemática Força Versus Alongamento. 
 
Fonte: BERTOLDI (2014) 
2.6.7.2 Tipos de falhas 
Os materiais metálicos, quando submetidos aos esforços excessivos, podem 
apresentar falhas dos seguintes tipos: 
a) Fratura; 
A fratura consiste na separação ou fragmentação de um corpo sólido em 
duas ou mais partes, sob ação de uma tensão, e pode ser considerada como sendo 
constituída da nucleação e propagação da trinca. 
Pode ser classificada em duas categorias gerais: fratura dúctil, modalidade 
que é acompanhada de uma extensa deformação elástica (Fig. 10a); e frágil, que 
ocorre pela rápida propagação de uma trinca e sem deformação macroscópica 
apreciável (Fig. 10b). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 11: Tipos de Fraturas. 
 
Fonte: 
<http://faculdadeinap.edu.br/materiais_didaticos_disciplinas/materiais%20e%20tecnologia/m
etais_e_ligas_metlicas.pdf>. Acesso em: 20. Abr. 2017. 
Uma boa maneira de se observar a diferença no comportamento entre os 
materiais é submetendo-os a um ensaio de tração. Dependendo do diagrama 
formado, podemos descobrir se o material a ser utilizado possui características 
frágeis ou dúcteis. Vejamos a figura abaixo: 
Figura 12: Diferença no resultado ensaio de tração entre um CP frágil e um dúctil. 
 
Fonte: 
<http://faculdadeinap.edu.br/materiais_didaticos_disciplinas/materiais%20e%20tecnologia/m
etais_e_ligas_metlicas.pdf>. Acesso em: 20. Abr. 2017. 
 
 
 
http://faculdadeinap.edu.br/materiais_didaticos_disciplinas/materiais%20e%20tecnologia/metais_e_ligas_metlicas.pdf
http://faculdadeinap.edu.br/materiais_didaticos_disciplinas/materiais%20e%20tecnologia/metais_e_ligas_metlicas.pdf
http://faculdadeinap.edu.br/materiais_didaticos_disciplinas/materiais%20e%20tecnologia/metais_e_ligas_metlicas.pdf
http://faculdadeinap.edu.br/materiais_didaticos_disciplinas/materiais%20e%20tecnologia/metais_e_ligas_metlicas.pdf
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ATENÇÃO: O tipo de fratura não é uma propriedade do 
material, mas sim, um comportamento devido às condições 
impostas como: carregamentos, temperatura e taxa de 
deformação. 
 
b) Fadiga; 
A fadiga é um tipo de falha em níveis relativamente baixos de tensão, de 
estruturas sujeitas a tensão flutuantes e cíclicas. 
Conforme o metal, a resistência à fadiga é bastante baixa. 
A causa da ruptura é a desagregação progressiva da coesão entre os cristais, 
que vai diminuindo a seção resistente. 
O tipo de ensaio que se deve realizar para verificação da resistência à fadiga 
é o de dobramento, segue abaixo algumas características: 
- Função: verificar a capacidade do metal ao ser dobrado até determinado 
ângulo sem se romper. Ensaiando a amostra, se a zona tracionada o material não 
apresentar trincas ou fissuras, ele está aprovado; 
- Ensaio por dobramento simples – 180°: duas pontas devem ficar 
paralelas. 
- Dobramento alternado: Amostra levada ao dobramento em 90° para cada 
lado, sendo um ensaio não padronizado. 
 
c) Fluência. 
Deformação permanente dependendo do tampo, que ocorre sob condições 
de tensão. 
Para a maioria dos materiais só é considerável em elevadas temperaturas. 
2.6.8 Resistência ao choque 
É a resistência que o metal opõe a ruptura sob ação de uma carga 
instantânea. O ensaio é feito pelo aparelho chamado Pêndulo de Charpy. 
A capacidade de um determinado material de absorver energia do impacto 
está ligada à sua tenacidade, que por sua vez está relacionada com sua resistência 
e ductilidade. 
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O ensaio de resistência ao choque dá informações da capacidade de o 
material absorver e dissipar essa energia. Como resultado do ensaio 
de choque obtém-se a energia absorvida pelo material até sua 
fratura, caracterizando assim o comportamento dúctil-frágil. 
Para saber mais desta propriedade acesse: 
<http://docente.ifsc.edu.br/claudio.schaeffer/material/2_Mecatr%C3%B4nica/Mater
iais_2_Meca_3/Ensaio%20de%20Materiais_(Apostila_Principal)/ensa16.pdf>. 
2.6.9 Durabilidade 
A durabilidade de um metal, ou de uma liga metálica, pode ser alta 
dependendo, prioritariamente, da sua resistência e proteção contra a corrosão, além 
é claro, de outros fatores como a resistência a fadiga, esforços que recebe da ação 
do fogo, variações de temperatura, etc. 
 
Este assunto será abordado na nossa próxima aula! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://docente.ifsc.edu.br/claudio.schaeffer/material/2_Mecatr%C3%B4nica/Materiais_2_Meca_3/Ensaio%20de%20Materiais_(Apostila_Principal)/ensa16.pdf
http://docente.ifsc.edu.br/claudio.schaeffer/material/2_Mecatr%C3%B4nica/Materiais_2_Meca_3/Ensaio%20de%20Materiais_(Apostila_Principal)/ensa16.pdf
 
 
Resumo 
 
 
Nesta aula, abordamos: 
 
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