Atividade Pratica - Tecnologia de Materiais

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA produção
DISCIPLINA DE TECNOLOGIA DE MATERIAIS
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença
 como parte da avaliação da Disciplina de Tecnologia dos Materiais
ALEXANDRE CUSTODIO DA SILVA– RU: 2879870
rio de janeiro – rio de janeiro 2020 
SUMÁRIO
1 Introdução ........................................................................................................ 3
2 Especificações técnicas do produto ..............................................................4
3 Material Metálico ..............................................................................................5
3.1 - Austeníticos ..................................................................................................5
3.2 - Duplex ..........................................................................................................7
3.3 -Endurecíveis por precipitação .......................................................................7
3.4 -Ferríticos .......................................................................................................9
3.5 - Martensíticos................................................................................................11
4 Material polimérico .........................................................................................11
4.1 - Polietileno.....................................................................................................11
4.2 - Polipropileno.................................................................................................12
4.3 – Poliuretano ..................................................................................................16
5 Material Cerâmico ...........................................................................................13
5.1 -Vidro ..............................................................................................................13
6 Proposta de troca de materiais ......................................................................12
7 Referências .......................................................................................................18
1 - Introdução:
Como base para análise e apresentação do trabalho, será usado um fogão doméstico para com componentes metálicos, polímeros plásticos e peças cerâmicas.
Esse equipamento é utilizado por diversas famílias de forma diária. 
O fogão utilizado como base para a composição do trabalho será o fogão Brastemp fogão mesa e forno a gás, 6 bocais, mesa de inox.
2. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA
3 - MATERIAL METÁLICO.
Foi material selecionado para análise nesse trabalho aço inox, que compõe o maior percentual de composição do fogão doméstico.
A utilização do metal INOX tem sua escolha mais afetada pela parte estética do produto, visando, entretanto, propriedades mecânicas melhores do que outros tipos de aços utilizados em fogões mais baratos.
O aço é um material formado por ferro e carbono, outro elemento da tabela periódica. Portanto, as diferenças do ferro para o aço, se baseiam na mistura do ferro com carbono, que dá origem ao aço. 
A utilização do aço inox, encarece o produto pois aumenta de forma visível sua estética e embelezamento, sendo um produto mais visado do que com um aço menos trabalho.
Aço Inox ou Aço Inoxidável é uma liga metálica constituída basicamente de uma mistura de ferro com no mínimo 12% de cromo (Cr), o que o torna superior ao aço comum em quesitos como resistência ao impacto, ao calor e à corrosão.
Sua principal característica, a resistência à corrosão, se deve a presença do cromo que ao reagir com o oxigênio da atmosfera forma uma camada superficial que protege o aço de agente s oxidantes. Essa película protetora, muito fina e resistente, é formada por óxido de cromo e, se arranhada ou desfeita por algum motivo, rapidamente se recompõe, bastando para isso que haja oxigênio.
Com adição de alguns elementos a liga de aço inox ganha mais propriedades e aplicações. Esta diversificação possibilita criar vários os tipos de aço inox, que podem ser classificados em famílias, tais como:
3.1 - Austeníticos
Composto basicamente por ferro, cromo e níquel, o aço inoxidável austenítico dispõe de propriedades que o tornam ainda mais resistente à corrosão, se comparados com o ferrítico e martensítico. Ligas Fe-Cr-Ni.
Composta basicamente por ferro, cromo e níquel, têm como características a resistência à corrosão, 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.
Os austeníticos mais empregados certamente são dos tipos de aço 304 e 304L, já que evitam qualquer tipo de ferrugem em sua composição. O aço inoxidável austenítico 304L conta com propriedade ainda mais aprimoradas, que evitam corrosões intercristalinas. Esse tipo é recomendado, sobretudo, para fabricação de conjunto de sodas.
Já os aços 316 e 316L contam com aplicações em sua composição que os tornam mais duráveis que os do tipo 304 e 304L. Também são amplamente utilizados na indústria, principalmente na fabricação de conjuntos soldados.
Além dos austeníticos mencionados, existem outros tipos de aços inoxidáveis como o 302, 303, 308, 310, 314, 321, o 347, entre outros. Mesmo com ligeiras alterações em suas propriedades, cada austenítico conta com atribuições que se diferem entre si.
3.2 – Dúplex
Conta com cromo, níquel, molibdênio, austenita e ferrita em sua composiçã o. 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. U m exemplo é o aço 2205. A família Dúplex tem resistência mecânica superior à família dos Austeníticos. Tem aplicações e m dutos, evaporadores, destiladores e tanques diversos, pois suportam melhor a corrosão sob tensão.
	
3.3 - Endurecíveis por precipitação
Pertencem a esta família os aços 17 e 520B, que podem ser tratados térmica mente 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 fácil mente que os aços martensíticos com uns.
3.4 – Ferríticos
(Família normativa 430, 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 eletrodomésticos, moedas e talheres. 
São ligas Fe-Cr predominantemente ferríticas em qualquer temperatura até a sua fusão. 
Estrutura cristalina cubico 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.
3.5 - 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 umaestrutura 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. 
Aço 410: serve à fabricação de válvulas, turbinas e pás, entre outros materiais que exigem alta temperabilidade; Aço 420: ideal para a produção de facas, bisturis, pinças e outras ferramentas.
4 - Material polimérico. 
Após análise feita para os plásticos empregados. Os itens plásticos que fazem parte do fogão são os materiais poliméricos que serão abordados nessa análise. Eles são encontrados nos pés do fogão, nos “Botões” e suportes para portas dos fornos. É um material de origem natural ou sintética, obtido a partir dos derivados de petróleo, de reciclagem e de fontes naturais, como a seiva de árvores. Os plásticos fazem parte da família dos polímeros, que são macromoléculas caracterizadas pela repetição múltipla de uma ou mais unidades químicas simples: os monômeros, sendo unidas entre si por reações de polimerização. Hoje o mercado brasileiro está dividido em função da aplicação do plástico pelo tipo de resina. Ele é um dos responsáveis pela empregabilidade, principalmente das pequenas e microempresas. ” Os plásticos se dividem em:
• Termoplásticos: possuem cadeia linear ou ramificad a e se caracteriza m por terem baixo ponto de fusão e por poderem ser fundidos e solidificados diversas vezes, o que permite sua reciclagem; 
 • Termofixos ou termorrígidos: possuem cadeia em rede e são geralmente líquidos, após solidificarem não permitem uma nova fundição, dificultando sua reciclagem.
Destacam-se os seguintes tipos de plásticos: 
4.1 -Polietileno. É termoplástico, polímero parcialmente cristalino, é bem flexível, inerte face a maioria dos produtos químicos, possuí excelentes propriedades elétricas , grande resistência a impacto, alta flexibilidade, boa conformabilidade . estabilidade térmica e química, são algumas características de destaque do Polietileno. 
O polietileno se divide em: 
PEBDL (Polietileno de baixa densidade e cadeia linear): Tem boa flexibilidade e tenacidade, boa resistência à tração e ao rasgo, sendo translúcido e transparente. 
Usado em filmes, sacolas, peças rotomoldadas em geral, caixas d`água e outros. PEMD (Polietileno de média Densidade): Excelente resistência química e é mais rígido que o anterior. Usado para a fabricação de tubulações de circulação de água e gás. PEAD (Polietileno de alta densidade): Alta resistência química e a corrosão, alta resistência a abrasão, resistência a fadiga e à fratura, além de boa dureza. Usado para fabricação de baldes, tubos, tampas, bombonas, potes, frascos e outros. PEUAPM (Polietileno de ultra peso molecular): Alta resistência à abrasão, à fadiga e a fratura, é duro, com excelente resistência química e a corrosão, sendo também auto lubrificante. Usado para perfis, engrenagens, revestimentos, bombas, gaxetas, mancais e outros.
4.2 - Polipropileno. 
É um polietileno melhorado em relação à resistência mecânica, possuí boa resistência elétrica, não absorve umidade, e leve e rígido, boa resistência química, possuí limitada resistência térmica à abrasão, sofre degradação por ação UV e de agentes oxidantes. 
4.3 - Poliuretano - é um polímero produzido pela reação depoliadição de um socianato (di ou polifuncional) com um poliol e outros reagentes como: agentes de cura ou extensores de cadeia. Neste polímero o uretano é a molécula que se repete, sendo que sua estrutura é composta por quatro tipos de átomos (dois oxigênios, um nitrogênio, um carbono e um hidrogênio) distribuídos de certa for ma. Sua estrutura pode ser cristalina ou amorfa.
	
Propriedades do material: 
Menor peso, menos ruído, menor custo de fabricação, resistência à corrosão, resistência a abrasão, resistência ao corte e ao rasgo, resistência a óleo, resistência a grandes carregamentos, grande variedade de durezas, pode ser fundido, resistente a ozônio e resistente à micro-organismos.
5 - Material Cerâmico – Cerâmica pode ser definida co mo sendo um sólido formado com aplicação de calor ou calor + pressão contendo: 
 • pelo menos 1 metal e 1 não meta l 
 • pelo menos 2 elementos sólidos não metálicos 
 • pelo menos 2 elementos sólidos não metálicos. 
 As Cerâmicas compreendem todos os materiais inorgânicos, não metálicos, 
obtidos geral mente após tratamento térmico em temperaturas elevadas.
5.1 - Vidro. O vidro é uma substância sólida e amorfa, que apresenta temperatura de transição vítrea. No dia a dia o termo se refere a um material cerâmico transparente geralmente obtido com o resfriamento de uma massa líquida à base de sílica. Em sua forma pura, o v idro é um óxido metálico super. Esfriado transparente, de elevada dureza, essencialmente inerte e biologicamente inativo, que pode ser fabricado com superfícies muito lisas e impermeáveis. Estas propriedades desejáveis conduzem a um grande número de aplicações. No entanto, o vidro geralmente é frágil, quebra- se com facilidade. O vidro comum se obtém por fusão em torno de 1.25 0 °C de dióxido de silício, (SiO2), carbonato de sódio (Na2C O 3) e carbonato de cálcio (CaCO3). 
“Propriedades – são geralmente transparentes (apesar de haver alguns opacos), inertes a ácidos e bases; sã o impermeáveis aos gases e aos líquidos e parcialmente permeáveis às radiações do espectro solar (ultravioleta e infravermelho). Vidro boro-silicato: ter mo resistente, ou seja, resistente ao fogo. Vidro sódio-cálcico: maior resistência mecânica. Vidro do tipo cristal: é menos resistente, porém tem mais brilho. ”
6 - Proposta de troca de materiais. 
A proposta da análise, mostram os polímeros plásticos utilizados na composição do fogão. 
A proposta inicial seria a troca dos compostos plásticas de: 
· Poliuretano, 
· Polipropileno., 
· Polietileno. 
Por um polímero plástico em comum a todos os componentes (botões, pés, apoios para os fornos) que seria o policarbonato. 
O policarbonato é um poliéster linear obtido através da reação entre o bisfenol A (ou difenilol propano) e o gás fosgênio. 
Sua principal característica é a alta transparência, mesmo com espessuras consideráveis, que combinada com a alta resistência ao impacto faz desse polímero um plástico de engenharia que tem sido muito utilizado na construção civil em substituição ao vidro. A presença de grupos benzênicos na cadeia principal da molécula torna o policarbonato um polímero rígido, amorfo e com uma baixa contração na moldagem (tanto na transversal quanto paralela ao fluxo). 
O fato de possuir grupos laterais polares e regularidade na cadeia, faz com que tenha um alto valor de transição vítrea (145°C), com isto ele possui elevados valores para as propriedades térmicas e estabilidade dimensional muito boa. A cadeia polimérica do policarbonato é simétrica, o que lhe confere boas propriedades dielétricas através de uma larga faixa de frequência. Enquanto seu alto valor de HDT garante a manutenção destas propriedades até 125°C. 
Características: 
- Alta transparência; 
- Alta resistência ao impacto; 
- Alta resistência térmica;
- Boa retardância à chama mesmo sem aditivos;
- Excelentes propriedades elétricas; 
- Bom isolante de alta frequência à temperatura ambiente;
- Sensível à hidrólise;
- Elevado módulo de flexão;
- Baixa contração no molde; 
- O policarbonato é 250 vezes mais resistente que vidro e trinta vezes mais resistente que o acrílico; 
- É recomendado para cobrir áreas externas e cobertura que exijam luz natural, é também muito utilizado em decorações pois sua maleabilidade ade permite que tome diversas formas; 
- Atende aos códigos de “flamabilidade’’: são auto extinguíveis (não propagam chama) e os gases são atóxicos, aprovadas pelas instituições internacionais;
- Não amarelecimento: São protegidas contra o ataque dos raios solares (U.V);
- Curvatura a frio: podem ser curvadas a frio, obedecendo a um raio mínimo de 100 vezesa espessura, facilitando assim sua instalação;
- Transmissão de luz: o índice de transmissão de luz é praticamente idêntico ao do vidro. Até 120º não altera as características. Pode-se observar que o Policarbonato não atua somente como um material qualquer que pode substituir os polímeros plásticos citados; como suas propriedades incluem “retardância à chama”, “alta resistência térmica”, o mesmo atua com o um limitador para possíveis acidentes ocasionados pelo uso do fogão, que envolvam fogo ou altas temperaturas, tornado o produto mais seguro e garantindo maior confiabilidade em caso de acidentes.
7 REFERÊNCIAS 
Fonte (Fogão Domestico): https://d1ei86x16ftk6v.cloudfront.net/media/brastemp_fogao_bfs6ncb_manual_versao_digital_1.pdf
Fonte (aço inoxidável austentico): http://www.arinox.com.br/blog/aco-inoxidavel-austenitico/
Fonte (aços inoxidáveis): http://valeriavilmaindustria.blogspot.com/2011/09/os-acos-inoxidaveis.html
Endurecíveis por precipitação: https://prezi.com/vg9ckzzgyvbz/acos-inoxidaveis/
Aulas rota de ensino UNINTER: https://univirtus.uninter.com/ava/web/#/ava/roteiro-de-estudo/accpuoxrmwa3fro5t2lz7g%3d%3d
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