[Apostila] Tecnologia Mecânica - SENAI

7/31/2019 [Apostila] Tecnologia Mecnica - SENAI

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SENAI - PR, 2002

CDIGO DE CATLOGO : 2102

Trabalho elaborado pela Diretoria de Educao e Tecnologia

do Departamento Regional do SENAI - PR , atravs doLABTEC- Laboratrio de Tecnologia Educacional.

Coordenao geral Marco Antonio Areias SeccoElaborao tcnica Otvio D. Filho

Equipe de editorao

Coordenao Lucio SuckowDiagramao Jos Maria Gorosito

Ilustrao Jos Maria GorositoReviso tcnica Otvio D. Filho

Capa Ricardo Mueller de Oliveira

Referncia Bibliogrfica.NIT - Ncleo de Informao TecnolgicaSENAI - DET - DR/PR

S474t SENAI - PR. DETTecnologia mecnicaCuritiba, 2002, 263 p

CDU - ..........................

Direitos reservados ao

SENAI Servio Nacional de Aprendizagem IndustrialDepartamento Regional do ParanAvenida Cndido de Abreu, 200 - Centro Cvico

Telefone: (41) 350-7000Telefax: (41) 350-7101E-mail: [email protected] 80530-902 Curitiba - PR


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SUMRIO

1. Minrios ................................................................................................................ 05

Siderurgia ......................................................................................................... 10

2. Tecnologia dos metais .........................................................................................25

Metais no ferrosos .......................................................................................... 38

Teoria elementar das ligas ................................................................................ 63

3. Tratamento trmico dos aos .............................................................................. 76

4. Ensaios dos materiais .........................................................................................111

5. Tratamento superficial dos aos ..........................................................................1296. Verificadores ........................................................................................................ 138

7. Noes Sobre Roscas......................................................................................... 160

8. Unio de Peas.................................................................................................... 166

9. Ferramentas de Corte em Geral ..........................................................................189

10. Fluidos Lubrificantes E Refrigerantes .................................................................. 222

11. Mquinas .............................................................................................................. 236

12. Anexos ................................................................................................................. 256

13. Referncias bibliogrficas.................................................................................... 263


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2102 - TECNOLOGIA MECNICA - CTMECA

A apostila de Tecnologia Mecnica faz parte do conjunto

disciplinas do curso Tcnico em Mecatrnica - Produo

Industrial. Ela foi preparada para que voc estude os princi-

pais assuntos necessrios ao bom entendimento das demais

disciplinas na rea metal mecnica. Dessa forma, voc vai

saber como um profissional da rea de Mecnica trabalha com

tecnologia mecnica.

Este material contm assuntos tais como: o estudo dos

minrios, metais, tratamento trmico, ensaios, tratamento su-perficial, verificadores, roscas, unio de peas, ferramentas

de corte, lubrificantes e refrigerantes e mquinas ferramen-

tas, e ainda uma seo de anexos onde poder visualizar da-

dos de corte e frmulas para clculo de velocidade de corte e

rotao por minuto.

APRESENTAO


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INTRODUO

Os diversos estados da matria

Recordao: A matria se apresenta na natureza sob

os trs estados fsicos seguintes:

1 slido

2 lquido

3 gasoso

Caractersticas dos slidos:

Rigidez, elasticidade, incompressibilidade, forma prpria.

Caractersticas dos lquidos :

Superfcie livre aparente, incompressibilidade, sem for-

ma prpria.

Caractersticas dos gases:

Sem superfcie livre, grande compressibilidade,

expansibilidade, elasticidade. A maior parte dos corpos pode

facilmente mudar de estado, sob a ao do calor, da presso,

etc.

Constituio da matria

A matria constituda por partculas muito pequenas

chamadas molculas, cuja ordem de grandeza 1 (10-8

cm). Por exemplo, 1cm3 de gua (H2O) contm 33 x 1021

molculas.

Nos slidos, as molculas, muito prximas, mantm-se

no lugar por foras de atrao e coeso. Uma disposio ge-omtrica regular das molculas num conjunto de massa ca-

racteriza o estado cristalino.

1. MINRIOS


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Em caso contrrio, uma disposio irregular das mol-

culas na massa caracteriza o estado amorfo.

Um corpo cristalizado anisotrpico, isto , as suas pro-

priedades variam segundo a direo em que so medidas.

Um lquido pode ser obtido, por exemplo, a partir de um

slido, pela diminuio das foras de atrao ou de coeso.

Um corpo gasoso obtido a partir de um slido ou de um lqui-

do pela supresso de quase totalidade das foras j citadas.

Um mesmo corpo pode apresentar - se (segundo as

condies) sob um dos trs estados:slido, lquido, gasoso.

Por via qumica, possvel decompor a molcula at ao

seu menor elemento: o tomo.

Foram identificados 92 elementos ditos naturais, quer

dizer, encontrados na natureza. (A fsica nuclear criou mais de

uma dezena de outros elementos.)

Estes 92 elementos se dividem em dois grandes gru-pos, os metais e os metalides (ver quadro).

O tomo formado por um ncleo positivo e satlites

negativos chamados eltrons, repartidos em vrias camadas

concntricas - K, L ,M , N , O , P , Q - em volta do ncleo,

definindo nveis decrescentes de energia.

O ncleo composto por duas espcies de partculas :

os prtons positivos e os nutrons semelhantes, mas eletrica-

mente neutros. Estas ltimas partculas equilibram as foras

de repulso dos prtons (+ e + se repelem).

O ncleo portanto caracterizado por duas constantes :

1) O nmero de prtons Z que determina o nmero

atmico, varia de 1 (hidrognio) a 92 (urnio), este nmero de

eltrons planetrios;


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As propriedades qumicas dos tomos so funo da

ultima camada de eltrons (dita camada perifrica).

Os metais so elementos eletropositivos, quer dizer que

liberam facilmente os eltrons da camada perifrica; ao con-

trrio, os metalides so eletronegativos, quer dizer que tm

tendncia a completar a sua ltima camada perifrica.

O nmero de eltrons cedido pelos metais, ou o nmero

de eltrons absorvido pelos metalides, define o nmero de

ligaes ou valncias; diz - se que so mono , bi, tri, ... valen-

tes quando tm 1,2,3, ... valncias.

Os tomos possuindo a camada perifrica completa so,

no estado natural, gases raros ou inertes, por isso muito est-

veis. Esta estabilidade permanente desde que o tomo con-

tenha 8 eltrons na ltima camada (2 no caso do hlio).

2) O nmero de massa A indica a soma de partculas

prtons + nutrons que corresponde sensivelmente massa

atmica.

As caractersticas de um elemento so simbolizadas da

seguinte maneira :

ZSmbolo

A

Exemplo: 92U o ncleo de urnio composto de 238

partculas das quais 92 prtons e (238 - 92) = 146 nutrons.238


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Formao de um corpo

As ligaes entre os tomos, para a formao de mol-

culas, podem ocorrer :

a) pelo abandono de eltrons, de um tomo em benef-

cio de outro (metal para metalide);

b) pela utilizao em comum de eltrons perifricos para

completar a ltima camada (metalide para metalide); liga-o por covalncia, estvel e muito freqente nos materiais

plsticos.

Se os tomos se ligam entre si por valncia, ou

covalncia, as molculas se atraem entre si, mais

freqentemente pelas foras de coeso polares, devidas dis-

tribuio desigual das cargas positivas e negativas na mol-

cula.

Esta polaridade aparece desde que os eltrons sofram

uma atrao mais forte de certos tomos (muito comum nos

materiais plsticos). As foras de coeso determinam as pro-

priedades fsicas e qumicas dos materiais abordados nesta

obra , podendo aquelas ser influenciadas pelas variaes de

temperatura, de presso , dos campos eltricos ou magnti-

cos, dos esforos mecnicos, etc.


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Introduo aos minerais

A maior parte dos minrios constituda pela substn-

cia mineral (ou corpo mineralizado), rodeada e misturada de

ganga (substncia estril) eliminada por via qumica ou por via

fsica.

Usualmente, o corpo mineralizado no contm o metal

no estado puro; este combinado quimicamente com outros

elementos, tais como O, C, S ,P, e contm ainda gua de

hidratao.

Neste caso, a gua de hidratao eliminada em alta

temperatura, o minrio poroso assim obtido sendo fracionadopor via fsica ou dissociado por via qumica ou eletroltica em

metal puro e metalide.


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MATRIAS - PRIMAS NA INDUSTRIA SIDERRGICA

Dada a importncia do ferro na Idade Moderna, a side-

rurgia deve ser considerada como um setor bsico e prioritrio

para o desenvolvimento industrial e econmico.

O ferro um metal cuja utilizao pelo homem muito

antiga. As civilizaes antigas da Assria, Babilnia, Egito,

Prsia, China, ndia e , mais tarde, da Grcia e de Roma , j

fabricavam, por processos primitivos, armas e inmeros uten-

slios de ferro e de ao. Do mesmo modo, muitos utenslios deferro foram encontrados em stios ocupados por povos pr-

histricos.

A indstria siderrgica abrange todas as etapas neces-

srias para, a partir das matrias - primas, produzir - se ferro

e ao. O processo clssico e mais usado para a reduo do

minrio de ferro o do "alto - forno", cujo produto consiste

numa liga ferro - carbono de alto teor de carbono, denomina-do "ferro - gusa", o qual, ainda no estado lquido, encaminha-

do a "aciaria", onde, em fornos adequados, transformado

em ao.

Este formado em forma de "lingotes", os quais por sua

vez, so submetidos transformao mecnica, por interm-

dio de laminadores, resultando "blocos" , 'tarugos" e "placas".

Estes , finalmente ainda por intermdio de laminadores ,

so transformados em formas estruturais como "ts" , "du-

plos ts", "cantoneiras" , etc., e em outros produtos siderrgi-

cos importantes, tais como trilhos, tubos, chapas, barras, etc.

A figura a seguir representa, esquematicamente, as prin-

cipais etapas para fabricao de determinados produtos de

ao, pelo processo de alto - forno, a partir do minrio de ferro.

SIDERURGIA


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ALTO - FORNO

So aparelhos que funcionam continuamente, nos quais

ocorre um movimento duplo:

Marcha ascendente dos gases, por oposio marchadescendente dos slidos :

1) O movimento de descida dos slidos constitudo

pelas cargas introduzidas pela boca.

As cargas so constitudas por :

a) Minrio em estado de xido, britado e aglomerado.

b) Coque metalrgico que deve ter uma boa resistncia

ao recalque e uma excelente porosidade para deixar

passar a corrente gasosa.

c) Fundente que um aditivo permitindo a separao

do metal da ganga, a uma temperatura relativamente

baixa. A natureza do fundente depende assim da na-

tureza da ganga. Castinas sendo a ganga aluminosa.

Argila sendo a ganga calcria.

2) O movimento de subida dos gases, dos alcaraviz

boca.

Estes dois movimentos formam as zonas seguintes :

" A dessecao, entre 300 a 350 C perodo durante o

qual o vapor de gua contido nos elementos das cargas se

evapora. uma desidratao.

" A reduo entre 350 e 750 C do minrio (xido de fer-

ro) obtida no pelo carvo, mas sim pelo xido de carbono.

Com o contato do minrio com o carvo obter-se-ia umrendimento muito inferior, o contato de minrio com um gs

bem melhor.


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O xido de ferro perde o oxignio :

A carburao, entre 750 e 1150C. Se a temperatura

no interior do alto - forno for elevada, o ferro puro, mas

gusa, produto contendo de 2,5 a 5% de carbono e ou-tros elementos em pequena quantidade (mangans,

fsforo, silcio).

A fuso, entre1150 a 1800C. Passagem do ferro

carburado (gusa) funde o fundo do cadinho; sobre o

metal flutua a escria, fazendo - se a separao por

diferena de densidade.

A liquefao. A temperatura de cerca de 1600C. O

metal lquido (gusa) funde o fundo do cadinho; sobre o

metal flutua a escria, fazendo - se a separao por

diferena de densidade.

A escria constitui uma tela de proteo ao ar dos bo-

cais, impedindo a gusa de se oxidar.

Os altos - fornos modernos so aparelhos com trinta

metros de altura, constitudos principalmente por dois cones

truncados unidos pela base :

1) O tronco inferior ou "talages" prolongam-se por uma

parte cilndrica de 8 m ou mais de dimetro, chama-

do "cadinho" no qual se acumulam os produtos obti-

dos: a gusa e a escria. Pelos "alcaraviz", tubos

cnicos colocados no alto do "cadinho", insufla-se

um enorme volume de ar quente (800 a 1200C)destinado a provocar a combusto do coque.

2) O tronco superior ou "cuba" termina num orifcio cha

mado "guela". pela guela , orifcio de fechamento

duplo, que so introduzidas em camadas alterna-

das as matrias - primas, as cargas, que so trans-

portadas em caambas por um monta-cargas verti-

cal ou uma espcie de funicular, a caamba de car-regamento. A utilizao das correias transportado-

ras cada vez mais freqente.


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MATRIAS - PRIMAS PARA OBTER FERRO GUSA

Como matrias - primas para obter ferro gusa se em-

pregam minerais de ferro, combustveis e fundentes.

a) Minrios de Ferro

Os minrios de ferro so compostos naturais que con-

tm xido de ferro e a chamada ganga. A ganga se compe

basicamente de slica (SiP2), alumina (Al2O3), xido de clcio

(CaO) e xido de magnsio (MgO).

A utilidade do minrio de ferro para a fuso se determina

pelo contedo de ferro, pela composio da ganga e pela pre-sena de impurezas prejudiciais, como o enxofre , o fsforo, o

arsnico e outras.

Entre os minrios de ferro industriais temos:

A magnetita(ou im natural) contm ferro em forma de

xido ferroso, frrico (Fe3O4). O contedo de ferro nestes

minrios oscila, na prtica, entre 45 e 70%. O minrio tempropriedades magnticas, grande densidade e cor negra;

A hematita o xido de ferro desidratado (Fe2O3). Este

minrio contm de 50 a 60% de ferro e de cor avermelhado

- anegrada. Recupera - se com maior facilidade do que o im

natural (magnetita); o Brasil possui grandes reservas deste

mineral;

A limonita o xido de ferro hidratado (2Fe2O3 . 3H2O).

O minrio contm de 20 a 60% de ferro e tem a cor parda com

diferentes matizes. Recupera - se bem, o que torna econmi-

ca a obteno de ferro fundido, inclusive com minerais po-

bres;

A siderita (ferro esptico) a combinao do cido

carbnico com o ferro (FeCO3) (carbonato de ferro). O con-

tedo de ferro neste mineral oscila, na prtica, entre 30 e 42%.


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O minrio tem uma cor gris com matizes de amarelo. A siderita

se recupera muito bem.

Preparo e enriquecimento do minrio

s operaes de preparo e enriquecimento do minrio

pertencem: a triturao, a classificao, a calcinao, a lava-

gem, a separao eletromagntica e a ustulao. O processo

de fuso nos altos - fornos, o gasto de combustvel e a quali-

dade do ferro fundido que se obtm dependem da qualidade

de preparo do minrio.

A triturao se realiza em moinhos de mandbulas ou decone; o minrio triturado se classifica em crivos ou peneiras

de estrutura especial; separam - se os pedaos grandes dos

finos, que posteriormente se submetem a ustulao.

Os pedaos de tamanho grande, de 30 a 100 mm, clas-

sificam - se em grupos e se enviam para fuso. Para fazer

minrio poroso de fcil recuperao e livre de impurezas pre-

judiciais, submetem - se calcinao em fornos especiais.Os minrios que tm muita argila, areia, terra argilosa etc.,

so lavados com gua. Durante a lavagem, a ganga se sepa-

ra por meio de um jato forte de gua. Os minrios que possu-

em propriedades magnticas so classificados em instalao

especiais, onde ims eltricos separam as partculas do mi-

nrio de ferro, rejeitando a ganga no magntica. Os pedaci-

nhos de minrio e cisto de coque so submetidos a ustulao

com o fito de obter pedaos maiores. O equipamento para

ustular consta de uma transportadora, composta de carro que

se movem num circuito fechado. A mistura umedecida do mi-

nrio e do combustvel esmiuado carregada sobre as gre-

lhas dos carros, formando uma camada de 250 mm, o com-

bustvel se infla por meio de um queimador e se faz passar ar

de cima para baixo. Ao queimar - se combustvel, a temperatu-

ra se eleva a 1200 - 1300 C, com o que os pequenos peda-

os do minrio se aglomeram em pedaos porosos (aglome-

rado), adequados para a fuso nos alto - fornos.


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Atualmente se comeou a empregar a ustulao da mis-

tura de minrio, combustvel e fundente (principal) com o obje-

tivo de obter um aglomerado enriquecido em fundentes. Esta

medida aumenta consideravelmente a capacidade de produ-

o dos altos - fornos e diminui o gasto de combustvel na

obteno de ferro fundido.

b) Combustvel

O combustvel uma matria orgnica composta de uma

parte inflvel e outra no-inflvel ("lastro"). As partes inflveis

so o carbono e o hidrognio; ao lastro pertencem a gua, a

cinza e o enxofre.

O coque o combustvel fundamental para a fuso nosaltos-fornos. Obtm-se por meio da destilao seca do car-

vo-de pedra.

A produo do coque se realiza em fornos especiais

temperatura de 1000 a 1100 C. O coque de boa qualidade

tem uma cor cinza - clara um tanto prateada, no mancha as

mos, bastante poroso e tem gretas em sua superfcie. O

coque de Donetsk contm de 85 a 87% de carbono, de 1,5 a

2% de enxofre, de 5 a 9% de umidade e de 10 a 13% de cinza.

O poder calorfico do coque de 7000 a 8000 kcal/kg. A resis-

tncia ao esmagamento alcana 140 kg/cm2. O coque de boa

qualidade deve ter uma pequena porcentagem de cinza e de

umidade, assim como um pequeno contedo especfico de

enxofre.

As vantagens do coque so: alto poder calrico,

porosidade, resistncia considervel ao esmagamento e des-gaste, e baixo custo.

Para a produo nos altos-fornos o coque fornecido

em pedaos de 30 a 80 mm de tamanho.

O carvo vegetal se obtm por meio da destilao seca

da madeira em fornos especiais. O carvo vegetal de alta qua-

lidade tem cor negra com matriz brilhante.

Sua composio de 80 - 90% de C; 10 - 12% de (H + O+ N) e 0, 6-1% de cinza. Seu poder calrico da 6500 a 8000


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kcal/kg. A ausncia de enxofre e a baixa porcentagem de cinza

so as principais vantagens do carvo vegetal; sua desvanta-

gem a baixa resistncia (cerca de 20 kg/cm2) e o alto custo.

O carvo vegetal utilizado somente para obter ferro fundido

de alta qualidade.

c) Os fundentes

So substncias minerais que se introduzem no alto -

forno, onde, ao fundir - se com as gangas dos minrios e com

a cinza do combustvel, produzem escrias facilmente fus-

veis. Quando os minrios contm impurezas de areia e de

argila, utiliza - se como fundente a calia; quando a composi-

o de ganga calcria, podem empregar - se como fundentes

substncias que contenham slica, quartzo, arenito e quartzito.Antes da fuso os fundentes so triturados em pedaos de 30

a 80 mm.

Processo do alto - forno

No funcionamento do alto - forno tm lugar dois fluxos

contnuos de contracorrente: de cima para baixo descem o

minrio de ferro, coque, fundentes, e de baixo para cima se

movem os produtos de combusto do coque e o ar quente. Ao

descer, o coque se aquece pelos gases quentes que sobem,

e ao pr - se em contato com o ar da parte interior do forno se

queima de acordo com a reao : C + O2 = CO2 + 97650 cal.

Quando arde o coque, a temperatura se eleva at 1600

- 1750 C. O dixido de carbono que se forma entra reao

com novas camadas do coque aquecido ao rubro, reduzindo -se a monxido de carbono segundo a reao CO2 + C = 2CO

- 37710 cal.

A mistura gasosa aquecida, composta de monxido de

carbono, dixido de carbono e nitrognio do ar, sobe, e entran-

do em contato com os materiais de carga que descem os aque-

ce ininterruptamente criando em diferentes partes do forno as

zonas de temperatura correspondentes. Na zona de tragante

e na parte superior da cuba o minrio introduzido seca - se,

aparecendo nele gretas. Na parte mdia e inferior, s tempe-


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raturas de 400 - 900 C, o monxido de carbono, atuando so-

bre o minrio, contribui para a reduo gradual do ferro segun-

do as reaes.

2Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + 8870 cal;

2Fe2O3 + 2CO = 6FeO + 2CO2 - 9980cal;

6FeO + 6CO = 6Fe + 6CO2 + 19500cal;

Como redutor do ferro atua tambm o carbono slido

que se forma como resultado da decomposio do CO se-

gundo a reao:

2CO = C + CO2

A reduo do ferro pelo carbono se realiza segundo a

seguinte reao:

FeO + C = Fe + CO - 34460 cal

Os gros reduzidos de ferro comeam a soldar - se,

criando pedacinhos de ferro esponjoso. Na zona do bojo com

temperaturas aproximadas de 1100 a 1200 C se reduzem omangans, silcio e fsforo que se dissolvem no ferro.

Paralelamente se verifica a saturao do ferro com o

carbono formando - se carboneto de ferro segundo a reao:

3Fe + 2CO = Fe3C + CO2

O carboneto de ferro formando, assim como o carbono

slido se dissolvem no ferro esponjoso, que medida que se

satura, converte - se em ferro fundido. No ferro tambm se

dissolvem as combinaes sulfricas e do coque. A dissolu-

o do carbono silcio, mangans,fsforo e enxofre no ferro se

chama ferro fundido. Na zona do bojo aparecem gotas de fer-

ro fundido que caem gradualmente no crisol. Como j se indi-

cou acima, o minrio contem ganga. Esta bastante refrata-

ria, isto , fundi a uma temperatura muito alta. Para rebaixar a

temperatura de fuso da ganga, introduz -se calia na carga. Acalia, pondo-se em interao (fundindo-se), forma escrias

com a ganga. Nas escrias se desove uma parte das impure-


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zas prejudiciais (sulfricas, fosfricas) e a cinza. As escrias

mais bsicas contribuem para eliminao considervel do

enxofre o ferro fundido. As escrias, assim como o ferro fundi-

do, caem em forma de gotas na parte inferior do alto - forno.

Contudo, as escrias tm peso especifico menor em compa-

rao com ferro fundido e, por isso, sobem em estado lquido superfcie do ferro fundido lquido. O ferro fundido sai do alto

- forno atravs da abertura 8 e as escrias, pela biqueira 9.

Descarregam-se as escrias aproximadamente de hora

em hora. As escrias descarregadas se transportam em

vagonetas especiais ao lugar onde se transformaro posteri-

ormente. O ferro fundido sangrado umas 6 vezes ao dia.

Para sangrar o ferro fundido interrompe-se o fornecimento do

ar e se abre a abertura. O ferro derretido sai do forno por ca-nais e se verte em grandes colheres revestidas (recipiente do

metal) que tambm se chamam mixer, por meio das quais o

ferro fundido transportado ao lugar de seu emprego. Uma

parte considervel do ferro fundido fornecida em estado l-

quido s oficinas de fundio de ao e o restante se despeja

em mquinas especiais para obter blocos.

FABRICAO DO AO

Introduo

Sendo o ferro gusa uma liga ferro -carbono em que o

carbono e as impurezas normais (Si, Mn, P e S, principalmen-

te as duas primeiras) se encontraram em teores elevados, a

sua transformao em ao, que uma liga de mais baixos

teores deC,Si,Mn,P e S, corresponde a um processo deoxidao,por intermdio do qual a porcentagem daqueles ele-

mentos reduzida ate os valores desejados.

Em conseqncia, na transformao do ferro gusa em

ao, utilizam-se "argentes oxidantes", os quais podem ser de

natureza gasosa, como ar e oxignio, ou de natureza slida

como minrio na forma de xidos.

Assim sendo, os processos para produo de ao po-

dem ser classificados de acordo de agentes utilizados:


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processos pneumticos, onde o argente oxidante ar

ou oxignio;

processos Siemens - Martin, eltrico, duplex, etc., em

que os agentes oxidantes so substncias slidas

contendo xidos.

Processos pneumticos

Os vrios tipos esto representados na figura abaixo.

Como se verifica, o princpio bsico de qualquer dos proces-

sos pneumticos introduzir ar ou oxignio, pelo fundo, late-

ralmente ou pelo topo, por intermdio de uma "lana".

O processo pneumtico tradicional o que utiliza o

conversor Bessemer, cujo nome devido ao seu inventor, em

1847, na Inglaterra.

A figura acima mostra, esquematicamente, o conversor

Bessemer, cujas caractersticas principais so as seguintes:

carcaa de ao cilndrica, com formato de uma "pera";

o aparelho suspenso por um eixo apoiado em dois

mulhes que permitem a rotao do forno, nos dois

sentidos para carregamento ou vazamento como a

parte inferior da figura mostra. O fundo do conversor destacvel e contm as ventaneiras so construdas

de material refratrio slico- aluminoso;


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o forno internamente revestido com material

silicoso,de natureza cida;

o ar soprado pelo fundo, atravessando a camada de

gusa lquida, proveniente do alto-forno, a qual ocupa

um volume correspondente a uma espessura at cer-ca de 1 m;

sendo as reaes de oxidao dos elementos conti-

dos no ferro gusa lquido fortemente exotrmicas, prin-

cipalmente a do silcio, no a necessidade de aqueci-

mento da carga metlica do conversor, eliminando-

se, assim, a utilizao de qualquer combustvel.

A capacidade da maioria dos conversores Bessemer si-

tua- se entre 25 a 30 t.

Conversor de sopro lateral

Trata- se de conversores de pequena capacidade, ge-

ralmente at 2,5 t. seu revestimento silicoso, portanto de

natureza cida. Um dos tipos conhecido como "conversor

Tropenas". O ar introduzido lateralmente, acima da superf-

cie do banho metlico.


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Os conversores modernos so construdos com capa-

cidades superiores s dos Bessemer ou Thomas,

freqentemente acima de 100 t de carga. A ponta de lana

introduzida no interiro do forno a uma distancia da superfcie

do banho lquido que varia de 0,30 a 1,00 m.

Como de certo modo bvio, as temperaturas de rea-o nos conversores a oxignio so bem mais elevadas que

nos outros conversores, devido ao impacto do jato de oxignio

que provoca reao violenta e imediata, fazendo com que as

temperaturas locais sejam da ordem de 2500 a 3000 C. As

diferenas de temperatura provocam enrgica movimentao

do banho, o que facilita e acelera as reaes de oxidao atra-

vs de todo o gusa lquido.

Conversor de sopro pelo topo

O processo mais famoso e o L-D (Linz - Donawitz), tam-

bm conhecido como processo BOP. Neste processo, intro-

duz - se, por intermdio de uma lana metlica resfriada a

gua, oxignio de pureza varivel entre 95 e 99,5%.


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2. TECNOLOGIA DOS METAIS

CLASSIFICAO DOS MATERIAIS

A seguir, faremos uma descrio da Classificao dos

Materiais, apresentando suas subdivises dentro da categoria

dos "Materiais Slidos".


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CLASSIFICAO DAS PROPRIEDADES

A seguir, apresentamos a classificao das principais

propriedades dos Materiais Slidos, exemplificando - as :

- Trao

- Toro

Esttica - Compresso

- Cizalhamento

- Flexo

RESIST.

MECNICA

- Fadiga (esforo cclico)

Dinmica - Tenacidade(resist. ao impacto)

- Fluncia

(escoamento a quente)

- Resistncia Mecnica (Creep)

- Capacidade de Absoro de calor

PROP. TRMICAS - Condutibilidade Trmica

- Dilatao Trmica

- Resist. ao Calor (Refratariedade)

- Condutibilidade Luminosa

PROP. TICAS - Refrao

- Difrao

- Resistncia Oxidao

PROP. QUMICAS - Reao com outros materi- Resistncia Corroso

- Ferromagnetismo

PROP. - Paramagnetismo

MAGNTICAS - Diamagnetismo

- Condutividade

PROP. - Semicondutividade

ELTRICAS - Isolamento


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- Estanqueidade

- Densidade (Peso Especfico)

- Resist. ao Desgaste

(Tribologia)

PROP. FUNCIONAIS - Acabamento Superficial

- Amortecimento de Vibraes

- Elasticidade

- Permeabilidade

(Tubulaes/Tanques)

- Cor e Tonalidade

MTODOS DE ALTERAO DAS PROPRIEDADES

A seguir, apresentamos uma tpica classificao de m-

todos destinados a alterar as Propriedades dos Materiais me-

tlicos, principalmente os materiais denominados de ferrosos.

Os processos descritos abaixo podem ser aplicados isolada-

mente ou na forma combinada, isto em funo das Proprieda-

des finais desejadas.

1. Tratamentos trmicos

- Alvio de Tenses

- Esferoidizao

- Recozimento

- Normalizao

- Tmpera

- Revenimento

2. Tratamentos termo - qumicos

- Cementao

- Nitretao

- Carbonitretao

- Boretao

- Sulfinizao


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3. Tratamentos de superfcie

- Cobreamento

- Niquelagem

- Cromagem

- Zincagem

- Anodizao

- Esmaltao

4. Tratamento mecnico

- Encruamento (Laminao)

- Calibrao

- Trefilao- Roletamento

- Cunhagem

PROCESSOS DE FABRICAO

A seguir, apresentamos os principais Processos de Fa-

bricao empregados na elaborao de componentes mec-nicos, divididos em categorias:

1. Envolve mudana de estado slido - lquido - slido

- A verde

Em areia - Shellmolding

- Molde cermico

FUNDIO

- Sob presso

Em - Por gravidade

Coquilha - Centrfuga

- Contnua


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2. Envolve deformao do metal a frio ou a quente

- Laminao

- Forjamento

- Trefilao

- Extruso

- Repuxo

CONFORMAO - Estiramento

- Dobramento

- Conformao

- Estampagem

- Corte

- Embutinamento

- Por exploso

3. Envolve remoo de material

- Torneamento

- Fresamento

- Furao

USINAGEM - Rosqueamento- Aplainamento

- Brunimento

- Retificao

- Brochamento

4. Envolve fuso parcial do material

- Eltrica

SOLDAGEM - Oxi - acetilnica

- Por abraso

METALURGIA DO P


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CLASSIFICAO DOS AOS

LIGAS ESPECIAIS E FERROS FUNDIDOS

Sem dvida, so as ligas ferrosas as mais empregadas

no mundo, isto em funo de suas propriedades como : dure-

za, resistncia mecnica, trabalhabilidade, resistncia ao im-

pacto, etc. ; alm de seu custo de elaborao atravs dos mais

diversos processos de fabricao.

Os aos e ferros fundidos podem ser classificados em

funo de sua Composio qumica (ABNT) ou ainda em fun-

o de sua Aplicao (AISI) e Estrutura Metalrgica.

Estima - se que atualmente so transformado sno Brasilem torno de 1.000.000 (Um milho) de toneladas de ao por

ano, produzindo componentes para as mais diversas indstri-

as como: mecnica, naval, ferroviria, automobilstica, aero-

nutica, etc.

A primeira fase a ser considerada, quando da escolha

ou especificao d e um ao ou ferro fundido, uma avaliao

criteriosa a cerca dos diversos componentes de seleo, queso:

1 - Propriedades e caractersticas

Quanto ao uso ou aplicao do componente

Quanto ao processamento de transformao

2 - Custos

Da matria - prima

Do processamento

7/31/2019 [Aposti

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[Apostila] Tecnologia Mecânica - SENAI