ATIVIDADE PRÁTICA - Anderson Azevedo

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA PRODUÇÃO
DISCIPLINA DE TECNOLOGIA DOS MATERIAIS 
ATIVIDADE PRÁTICA SELEÇÃO DE MATERIAIS 
Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença como parte da avaliação da Disciplina de Tecnologia dos Materiais
aNDERSON FELIPE VIANA DE AZEVEDO – RU: 2672270
Lajeado – Rio grande do Sul
2020 
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Sumário
1	- Introdução	1
2	- MATERIAL METÁLICO	2
2.1	- Férricos	2
2.2	- Austeníticos	3
2.3	- Dúplex	3
2.4	- Martensíticos	3
2.5	- Endurecíveis por precipitação	4
3	- Material Polimérico	4
4	- MATERIAL CERÂMICO	5
5	- SUGESTÃO DE TROCA DE MATERIAL	5
6	- REFERENCIAS	5
- Introdução 
	
O presente texto tem como objetivo a apresentação de um equipamento de uso no nosso trabalho para referência, assim como, o levantamento das peças que o compõem e a escolha dentre estas, de peças compostas pelos materiais do trabalho.
	Atualmente atuo no ramo da automação industrial, robótica e elétrica. O equipamento escolhido para estudo foi um painel elétrico para área classificada da indústria alimentícia. Sendo que, o tamanho do painel é de 800mm de largura por 1300mm de altura e 350mm de profundidade, e o conjunto interior do painel vem com uma placa onde foi montado um layout e fixados os componentes elétricos destinados a função de automação conforme a necessidade do cliente que o solicitou.
O uso de paneis elétricos principalmente no ramo industrial tornou-se cada vez mais tecnológico nos itens que o compõem. A tecnologia aplicada a melhoria de processos e inerente a melhoria de tempo e aumento de produtividade, além de priorizar baixo custo com materiais adequados, que não geram manutenção.
Figura 1. Painel elétrico
	
Como podemos ver na imagem acima do painel elétrico, os componentes do interior do mesmo e sua chaparia são de diferentes materiais adequados ao uso e necessidade. No decorrer do trabalho vou escolher três equipamentos de três materiais e apresentar características, estrutura cristalina e propriedades mecânicas do metal, do polímero e do cerâmico dos equipamentos escolhidos identificados.
Deste modo, o objetivo do trabalho é demonstrar através dos componentes escolhidos os materiais metálicos, poliméricos e cerâmicos e como eles se tornam comuns no uso cotidiano. Sendo, no material metálico escolhido a chaparia do painel feita em aço inoxidável para não sofrer corrosão pelos produtos e processos de higienização usuais em indústrias do ramo alimentício. No material polimérico foram escolhidas as calhas e partes plásticas que formam os pés do painel elétrico, além de grande maioria dos componentes serem construídos por plástico e derivados pela sua isolação elétrica. E no material cerâmico foi escolhido o vidro que compõe os fusíveis de proteção dos circuitos de baixa tensão e o vidro que há na porta do painel elétrico para o eletricista de manutenção conseguir observar o mesmo em funcionamento sem precisar abrir sua porta.
- MATERIAL METÁLICO
O aço inox ou aço inoxidável compõe a chaparia do painel além da placa interna onde foi montado o layout e apresenta propriedades físico-químicas superiores aos aços comuns. Sendo a alta resistência a oxidação atmosférica sua principal característica. Os principais tipos de aços inoxidáveis são: ferríticos, austeníticos, martensíticos, endurecíveis por precipitação e duplex. Os ferríticos são amplamente utilizados na fabricação de placa e chapas para ambientes abrasivos por serem resistentes a corrosão e mais baratos por não conterem níquel. 
 - Férricos 
Família normativa 4 30, 409 e 410S: possuem de 11 a 17% de cromo (Núcleo Inox) e menos que 0,3% de carbono (COST A). Não possui níquel e são mais econômicos. Os aços ferríticos possuem grande resistência a corrosão sob tensão e sua resistência pode ser aumentada por trabalho a frio. Apresenta fácil conformação, são magnéticos e soldáveis com alguns cuidados especiais. Aços como o 430, por exemplo, que não contêm níquel em sua composição, o que reduz seu custo. É utilizado na produção de chapas, moedas e talheres. São ligas Fe-Cr predominantemente ferríticos em qualquer temperatura até a sua fusão. Estrutura cristalina cúbico de corpo centrado, que é o mesmo do ferro puro a temperatura ambiente. Os aços ferríticos são do tipo de baixo custo, mas tem limitada resistência à corrosão comparado com os austeníticos mais comuns. Da mesma forma são limitados na tenacidade, conformabilidade e soldabilidade em comparação aos austeníticos.
 - Austeníticos
 
Os aços inoxidáveis austeníticos são os maiores, em termos de número de ligas e de utilização. Ligas Fe-Cr-Ni. Compostas basicamente por ferro, cromo e níquel, têm como características a resistência à corrosão. Também possuem boa resposta aos trabalhos a frio, ótimas propriedades mecânicas e facilidade em operações de soldagem. Possuem de 17% a 25% de cromo, e de 7% a 20% de níquel (Núcleo Inox). Apresentam alta ductilidade e soldabilidade e são o tipo de aço inox mais utilizado por apresentar melhor resistência a corrosão, principalmente se adicionados elementos como o molibdênio ou reduzido seu teor de carbono.
Não são magnéticos e podem ser utilizados para trabalhos a temperaturas muito baixas (menor que 0°C) ou muito altas (até 925°C). 
- Dúplex 
Conta com cromo, níquel, molibdênio, austenita e ferrita em sua composição. É um aço formado por uma estrutura dupla de matriz ferrítica com ilhas de austenita e que apresenta características de elevada resistência mecânica e à corrosão. Um exemplo é o aço 2205. A família Dúplex tem resistência mecânica superior à família dos Austeníticos. Tem aplicações em dutos, evaporadores, destiladores e tanques diversos, pois suportam melhor a corrosão sob tensão. 
 - Martensíticos
Família normativa 420: possuem de 12% a 18% de cromo (Núcleo Inox), e de 1% a 1,5% de carbono (COSTA). Podem receber tratamento de têmpera adquirindo elevados níveis de dureza e resistência mecânica. São magnéticos, pouco soldáveis, apresentam baixa resistência a corrosão. Eles têm uma estrutura similar aos ferríticos - Tetragonal de corpo centrado. Devido a adição de carbono, podem ser endurecidos e a resistência aumentada pelo tratamento térmico, da mesma forma que os aços carbono.
 
 - Endurecíveis por precipitação 
Pertencem a esta família os aços 17 e 520B, que podem ser tratados termicamente para oferecer boa tenacidade e ductilidade. Os aços endurecíveis por precipitação (PH) tem boa ductilidade e tenacidade, dependendo do tratamento térmico. Sua resistência à corrosão é comparável ao aço austenítico 304 (1.4301). Podem ser soldados mais facilmente que os aços martensíticos comuns.
 - Material Polimérico 
 Os materiais poliméricos são encontrados nos pés do painel elétrico, nas calhas e demais componentes. O polipropileno ou polipropeno derivado do propeno ou propileno, a sua forma molecular é (C3H6) n. Principais propriedades: 
· Elevada resistência química e a solventes; 
· Alta resistência à fratura por flexão ou fadiga; 
· Boa resistência ao impacto acima de 15 °C; 
· Boa estabilidade térmica. 
Polipropileno (PP) ou polipropeno é um polímero termoplástico pertencente ao grupo das poliolefinas, produzido a partir da polimerização por adição do monômero propileno. O polipropileno possui propriedades muito semelhantes às do polietileno, mas a adição do radical orgânico metil no geral melhora propriedades mecânicas e térmicas e diminui a resistência térmica do polipropileno. As propriedades do polipropileno dependem do seu peso molecular e distribuição do peso molecular, cristalinidade, tipo e proporção do monômero e de sua taticidade. O arranjo isotático, por exemplo, no qual os grupos metil estão orientados para um lado da cadeia de carbonos, cria maior cristalinidade do polipropileno, resultando em um material mais duro e mais resistente à fluência do que um polipropileno sindiotático ou atático. A densidade do polipropileno é em torno de 0.895 g/cm³ (estado amorfo) e 0.92 g/cm³ (estadocristalino) considerado assim, um polímero de baixa densidade, com temperatura de transição vítrea de aproximadamente -20 °C e de fusão variando de 130 a 171°C. Sendo predominantemente de configuração isotática, pode atingir um grau de cristalinidade de até 70%, o que confere ao polímero elevada resistência à tração, rigidez e dureza e resistência à fadiga mecânica. 
 - MATERIAL CERÂMICO
O vidro foi o material escolhido para o estudo, sendo que o vidro de fusíveis costuma ser frágil e ter baixa resistência a tração, e o vidro da porta tem uma propriedade diferente, por ser temperado tem maior resistência porem como todo material cerâmico sua resistência a tração é inferior materiais poliméricos e metálicos.
O vidro geralmente é frágil, quebra- se com facilidade. O vidro comum se obtém por fusão em torno de 1250 °C de dióxido de silício, (SiO2), carbonato de sódio (Na2CO3) e carbonato de cálcio (CaCO3). 
O vidro temperado é o vidro que passou por tratamento térmico (têmpera) ou químico para modificar suas características como a dureza e resistência mecânica. O vidro temperado é mais rígido, tem maior resistência térmica e se estilhaça em pequenos fragmentos quando é danificado. No painel elétrico o vidro temperado compõe uma parte da porta do painel elétrico. O processo térmico de temperatura melhora consideravelmente as propriedades do produto, conferindo ao vidro temperado uma resistência muito maior que a do vidro comum. A finalidade da têmpera é estabelecer tensões elevadas de compressão nas zonas superficiais do vidro, e correspondentes altas tensões de tração no centro dele. Experiências levadas a efeito com uma chapa de temperado liso de 6 mm de espessura, demonstram que suporta o impacto de uma esfera de aço d e 1 kg deixada cair livremente da altura de 2,00 m.
- SUGESTÃO DE TROCA DE MATERIAL
 
Desta forma, minha sugestão de troca é do material cerâmico (Proteção de vidro da porta) por acrílico que é um material polimérico. O acrílico possui as características necessárias como a transparência por exemplo, porém é menos frágil resistindo mais a possíveis impactos, possivelmente ocasionados no transporte ou na própria manutenção.
- REFERENCIAS 
Modenesi, P.J. Soldabilidade dos aços inoxidáveis, São Paulo, SENAI – SP , 110p., 2001. 
 
Costa e Silva, A. L.V. e MEI, P. R. Aços e Ligas especiais, Ed Edgard Blucher, São Paulo, 2ª edição, 646p., 2006. 
Quites, A. M. Metalurgia na Soldagem dos aços, Editora Soldasoft, Florianópolis, SC, 256p., 2008. 
ASM – Handbook - Properties and Selection: Irons, Steels, and HighPerformance Alloy. Volume 1 of the 10th, Edition Metals Handbook. 1990. 
KOU, S. Welding Metallurgy, John Wiley & Sons, Inc. Canadá, 410p. 1987. 
Lippold, J. C. e Kotecki, D.J. Welding metallurgy and weldability of stainless steels. John Wiley &Sons, Inc., Hoboken, new Jersey, 
2005
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