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Aula 3 - Metalurgia

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04/04/2021 Disciplina Portal
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QUÍMICA DOS MATERIAIS
Aula 3 - Metalurgia
INTRODUÇÃO
Nesta aula, você irá reconhecer a Metalurgia. As ligas metálicas, em virtude da sua composição, são agrupadas com
frequência em duas classes: ferrosas e não ferrosas.
As ligas ferrosas, aquelas em que o ferro é o principal constituinte, incluem os aços e os ferros fundidos e,
consequentemente, as não ferrosas representam todas as ligas que não são à base de ferro.
As ligas metálicas estão entre os materiais mais produzidos no mundo. Elas são de especial importância como
material em todos os ramos da Engenharia. Os motivos são a abundância, os custos, as técnicas de extração, o re�no,
a produção de ligas e a fabricação do material.
A versatilidade das ligas ferrosas também permite muitas facilidades na hora de escolher esse material como base
para qualquer projeto ou empreendimento.
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OBJETIVOS
Reconhecer os processos de fabricação das ligas metálicas;
Compreender as características das ligas metálicas;
Identi�car como o processo de corrosão pode comprometer as ligas metálicas.
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LIGAS METÁLICAS
Conforme foi visto, na aula anterior, os materiais metálicos têm sua formação em rede cristalizada, podendo inclusive
sofrer alterações em sua composição para que suas características sejam melhoradas.
Conforme foi visto, A grande maioria dos metais utilizados não é empregada pura, faz parte de ligas. Entende-se por
liga mistura de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si, ou com outros elementos.
A possibilidade de se combinar elementos, no qual pelo menos um seja metálico, é muito grade, podendo dar origem a
inúmeras ligas metálicas. Contudo, a composição química de cada liga deve-se levar em conta que as modi�cações
estruturais podem ocorrer em diferentes temperaturas, em virtude da temperatura de fusão dos diferentes elementos
da liga.
As ligas podem ser classi�cadas de três formas:
Misturas mecânicas
Considera-se mistura mecânica quando os cristais dos metais componentes estão simplesmente misturados, como
por exemplo, em uma liga de estanho e chumbo, que se forma no processo de solda.
Soluções sólidas
As soluções sólidas ocorrem com a interligação dos cristais durante a solidi�cação, como por exemplo, a liga de aço
carbono.
Compostos químicos
Pode se considerar composto químico os casos em que os metais formam uma composição diversa, como por
exemplo, a liga de cobre e zinco.
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Historicamente, as ligas metálicas são os materiais mais usados pelo homem, sua utilização data de muitos anos
antes de Cristo. O ferro e as ligas, cujo metal principal era o ferro, são utilizados pela humanidade de longas datas. A
utilização desses materiais se vez necessária para suprir a necessidades do homem, para a proteção de seus bens e
posses, na fabricação de armas, ou mesmo para facilitar seu dia a dia, na produção de ferramentas e utensílios. Porém,
desde os primeiros artefatos metálicos, houve grande evolução nesta área; hoje são conhecidas ligas metálicas de alto
desempenho.
Para tanto, todo elemento metálico só pode ser utilizado após passar por um processo de conformação, que é a
alteração de um corpo metálico para outra forma de�nida.
Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos:
PROCESSOS METALÚRGICOS:
Nos quais as modi�cações de forma estão relacionadas com altas temperaturas;
PROCESSOS MECÂNICOS:
Nos quais as modi�cações são provocadas pela aplicação de tensões externas.
Veja a diferença entre tipos de aço
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, Aços de corte fácil ou aços de construção — são aços de baixa dureza e alta ductilidade, fáceis de
serem trabalhados e moldados. São aços de aplicações gerais, permitem bom acabamento e
elevadas velocidades de corte. , , Aços para ferramentas — são quaisquer aços usados para fabricar
ferramentas de corte, conformação ou qualquer outro artefato capaz de dar forma a um material
transformando-o em uma peça. Caracterizam-se por terem elevada dureza e resistência à abrasão. A
grande maioria é de média e alta liga; esses aços temperam ao ar e, portanto, não são passíveis de
recozimento. , , Aços rápidos — são aços cuja principal aplicação são ferramentas de corte tais como
brocas, bisturis, serras (incluem-se nos aços para ferramentas). O seu desenvolvimento permitiu
velocidades de corte mais rápidas, daí o nome. Oferecem alta dureza em temperaturas até 500°C e
alta resistência ao desgaste, graças a elementos de liga como tungstênio, molibdénio, vanádio e
cromo, que são capazes de formar carbonetos.
Dentre os processos mais comuns de conformação dos metais temos:
Laminação: É um processo de conformação plástica, muito utilizado atualmente, pois apresenta alta produtividade e
excelente controle dimensional do elemento conformado.
A laminação consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros que geram a mesma velocidade periférica,
mas em sentidos contrários.
Como a distância entre as superfícies laterais é inferior à espessura da peça, ela sofre uma deformação plástica
durante a passagem entre os cilindros. O resultado desta passagem é a diminuição da seção transversal e aumento da
largura (geralmente pequeno) e do comprimento (geralmente maior).
O processo de laminação pode ocorrer a frio ou a quente. Como a chapa laminada a frio é um produto que se origina
na bobina laminada a quente, esse passa por mais processos produtivos para obter suas características �nais.
A chapa laminada a quente possui um processo a menos que a chapa laminada a frio. Esse único processo confere
aos produtos propriedades distintas e, portanto, utilizados em aplicações diferentes.
A laminação é utilizada para a fabricação de chapas, blocos e tarugos, além dos per�s estruturais na forma de I, T, L
etc., ou mesmo per�s de seção circular, quadrada, hexagonal e etc.
Forjamento: É um processo de conformação plástica, em que se obtém a forma desejada, através do martelamento ou
da aplicação gradativa de uma pressão. O forjamento pode ocorrer em processos a frio, ou a quente, mas a grande
maioria das peças conformadas por forjamento ocorre por meio de processo a quente.
Após o forjamento de uma peça é possível que ela receba tratamento térmico para que suas propriedades mecânicas
sejam melhoradas e seu desempenho seja melhor. O tratamento térmico objetiva, principalmente:
a remoção das tensões internas introduzidas durante o forjamento e o resfriamento do forjado;li>
a homogeneização da estrutura da peça forjada;
a melhoria de sua usinabilidade e de suas propriedades mecânicas.
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Atualmente, o forjamento é empregado para a produção de peças como, eixo manivelas, bielas, discos de turbinas,
engrenagens, rodas, cabeças de parafusos, esferas, ferramentas manuais e uma grande variedade de componentes
estruturais para máquinas operatrizes e equipamentos de transporte.
Tre�lação
É um processo de conformação plástica que se realiza pela operação de condução de um �o, barra ou tubo através de
uma ferramenta chamada de �eira. Essa ferramenta apresenta um formato externo cilíndrico e que contém um furo em
seu centro, por onde passa o �o. Esse furo, com diâmetro decrescente, apresenta um per�l na forma de funil curvo ou
cônico.
A laminação consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros que geram a mesma velocidade periférica,

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