Sumário 6 - Larissa Jonaly Rodrigues

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
Materiais para a Indústria Química 
Professor Dr. Dereck Nills Ferreira Muche 
Aluna: Larissa Jonaly Rodrigues 
 RA: 754239 
 
 
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Sumário Aula 6 
 
1. METAIS FERROSOS E NÃO FERROSOS 
 Reconhecer os mecanismos de endurecimento é importante para entender mais 
sobre os fatores que controlam o material e os efeitos na propriedade mecânica deste. O 
controle das propriedades mecânicas pode ser feito pelos movimentos das discordâncias 
(linhas de imperfeições na rede cristalina). Mecanismos de aumento de resistência em 
metais (redução do tamanho do grão, aumento da resistência por solução sólida, 
precipitação, encruamento). O encruamento consiste no endurecimento do metal por 
deformação a frio. Recuperação em temperaturas menores e recristalização gera a 
formação de novos grãos sem deformação plástica. A temperatura de recristalização é 
caracterizada como sendo a mínima temperatura para a completa recristalização em uma 
hora. A etapa final é o crescimento do grão (poucas mudanças nas propriedades 
mecânicas). Outro mecanismo de endurecimento é a transformação martensítica 
(importante para uso comercial – aço temperado mais duro) é causada quando uma fase 
mãe é resfriada rapidamente e não consegue fazer com que ocorra a difusão o que gera 
mecanismos de cisalhamento pode ter a formação como rifas ou como placas. É 
importante notar que uma microestrutura muito refinada gera várias discordâncias e 
uma alta resistência mecânica no material. 
 As ligas ferrosas possuem como principal componente o ferro, abundante, baixo 
custo de produção e versátil. Dividem-se em aços (baixa liga (aços inoxidáveis (baixo 
carbono) e alta liga) e ferros fundidos (branco, cinzento, nodular e maleável). Os aços 
são ligas Fe-C que possuem até 2% de carbono, essa variação gera uma grande 
variedade de propriedades. As fases de equilíbrio do aço são: ferrita (solução sólida 
instersticial de C no ferro com estrutura CCC), austenita (solução sólida instersticial 
de C no ferro com estrutura CFC) e cementita (carboneto de Fe3C com estrutura 
ortorrômbica, é a mais dura das três). Perlita (ferroα e cemetita – liga resfriada). Os 
aços carbono tem como principal componente o carbono com baixo teor de outros 
elementos) são baratos e mais fabricados. Os aços de liga variam de acordo com os 
elementos e suas quantidades na liga que geralmente são menos que 10%, por 
exemplo, os aços Hadfield (C-Mn), aços Maraging (Fe-Ni, Co-Mo). Os aços 
inoxidáveis são resistentes a corrosão devido a presença do cromo que permite a 
formação de uma película fina que protege pode ter cada estrutura (ferríticas, 
austeníticas ou martensíticos) ou ser mista. O aço duplex é misto = austenita + ferrita. 
PH endurecimento por precipitação. Os ferros fundidos ou fofos são ligas ferrosas 
com diversas propriedades sendo fundidos e conformados como desejado no qual 
podem ser adicionados outros materiais. Os ferros fundidos cinzentos é o mais 
comum, devido às suas características, dentre elas podemos citar: baixo custo: em 
geral é fabricado a partir de sucata, elevada usinabilidade: graças à presença de grafita 
livre em sua microestrutura, alta fluidez na fundição: que permite a fundição de peças 
com paredes finas e complexas e facilidade de fabricação: já que não exige 
equipamentos complexos para controle de fusão e solidificação. Os ferros fundidos 
brancos são formados por uma taxa de resfriamento mais alta e é utilizado em peças 
em que se necessite elevada resistência à abrasão, alta dureza e baixa ductilidade. 
 As ligas não ferrosas são divididas em metais leves, ligas de Cu, superligas, metais 
refratários e ligas de baixo ponto de fusão. As ligas de alumínio são exemplos do 
primeiro caso tendo ótima condutividade térmica e elétrica e resistência a corrosão. As 
ligas de magnésio possuem a menor densidade, são pouco dúcteis e tem boa 
condutividade térmica e elétrica, mas pode sofrer corrosão no mar, por exemplo. As 
ligas de titânio (são polimórficas – HC -> CCC) tem densidade relativamente baixa, 
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tem alto ponto de fusão e boa resistência mecânica. As ligas de Cu são as mais antigas 
e mais caras comparada ao aço e alumínio, são divididas em latão, bronzes e 
cuproníqueis. As ligas de níquel são as mais atuais e são superligas. 
2. MATERIAIS CERÂMICAS E POLIMÉRICOS 
 Polímeros são longas moléculas de muitas unidades de repetição (monômero- 
pequena molécula que gera o polímero). Divididos em termoplásticos, elastômeros e 
termofixos. Os termoplásticos são polímeros que derivam de ligações químicas 
flexíveis, devido a sua estrutura química ser composta de cadeias lineares ou 
ramificadas com forças de interação relativamente fracas (Van der Waals). Os 
termofixos, também conhecidos como termorrígidos, possuem estrutura molecular 
ramificada rígida e cadeias com alta densidade de ligações cruzadas, o que dificulta a 
livre movimentação dos átomos. Os elastômeros são polímeros onde algumas cadeias 
estão ligadas umas às outras através de ligações atômicas reticulações. Essas ligações 
são conhecidas como pontos de encadeamento, e não se rompem quando são esticadas. 
Hidrocarboneto (podem ter outros elementos, afetam as propriedades, além de C e H) é 
o componente mais elementar do polímero e podem ter ligações simples, duplas ou 
triplas possuem ligações covalente e ligações LH e de Wan der Walls. A reação de 
quebra de ligações duplas e nova formação de polímero é a polimerização por adição. 
As reações de condensação são comuns quando se utiliza mais de um monômero 
diferente. Os grupos laterais introduzem novos tipos de ligações secundárias. A cadeia 
polimérica tem certa rigidez, mas pode mudar de conformidade devido suas ligações, o 
peso molecular é importante nos polímeros sendo calculado (médio) como a somatória 
da fração numérica do total de moléculas que possuem massa e (ponderado média) 
como a somatória da fração em massa do total de moléculas que possuem massa. O grau 
de polimerização representa a quantidade média da quantidade de monômeros. As 
cadeias podem se misturar/enovelar o que gera novas propriedades nos polímeros, as 
rotações geralmente ocorrem em torno do carbono principal. No processamento, o 
polímero pode ter mudanças na sua conformação. A cristalinidade é o empacotamento 
ou compactação de cadeia moleculares gerando uma matriz atômica ordenada. Existem 
configurações para os monômeros também como cabeça-cauda, cabeça-cabeça. A 
forma como os átomos estão na cadeia são divididos em isotático, sindiotático 
(proximidade organizada) e atático (radical aleatório com aproximação mais difícil). O 
isomerismo geométrico ocorre em polímeros com ligação dupla. Podem ter cadeias 
lineares, ramificada, com ligações cruzadas, em rede. Os copolímeros são constituídos 
de dois ou mais monômeros diferentes e podem ter diferentes formas (alternados, 
aleatório, em blocos e por enxerto). Os polímeros também podem se misturar entre si o 
que gera as blendas poliméricas, homopolímero é um polímero puro. 
 Os materiais cerâmicos divididos em vidros (silicatos não cristalinos, de fácil 
fabricação, alguns materiais geram a diminuição da viscosidade em função de T, vidros 
de amorfos para cristalinos = vidros vitrocerâmicos), produtos à base de argila (na 
natureza naturalmente, silicato de alumínio principal componente, utilizada para tijolos, 
telhas, etc), refratários (utilizado em altas temperatura e boa resistência mecânica, 
inertes e não reativos, isolante térmico/ refratários de argila tem sílica e alumina/ 
refratários de sílica, sílica é o principal componente, bom para altas cargas / refratários 
básicos e especiais), abrasivos (empregadaspara ferramentas de corte, desgaste ou 
polimento), cimentos (materiais que reagem com a água e ao misturados viram pasta, 
moldadas com rapidez, atuam como fase de união) e cerâmicas avançadas (as 
novidades, microestrutura com fino grão, alta pureza). 
 
Referências Bibliográficas: CALLISTER JR, William D, RETHWISCH, David G. Ciência e 
engenharia de materiais – uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.