Apresentação - VIS Brasil · PDF file08/12/2012 4 O Minério de Ferro O ferro, embora muitos assim pensam que seja, não é encontrado puro na natureza. Do jargão popular, ao aço

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2012

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Materiais de Construção

Mecânica

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MATERIAIS METÁLICOS

FERROSOS NÃO FERROSOS

Ferros fundidos

Aços

•Sem liga

•Baixa liga

•HSLA

•Ligados

Fe-Ni

Fe-Cr

(Fe Cr-Ni)

•Ferríticos

•Austeníticos

•Martensíticos

•Duplex

•HPP

Fe-C-Mn

Ligas leves

Ligas Al

Ligas Mg

Ligas Be

Ligas Ti

Ligas Cu

Bronzes

Cu-Ni

Latões

Ligas Ni

Ligas Tm

Ligas Tm

(INOX)

(HADFIELD)

(MARAGING)

(REFRATÁRIOS)

Outras Fe

Ligas Fe-C

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O Minério de Ferro

O ferro, embora muitos assim pensam que seja, não é encontrado puro na natureza. Do jargão popular, ao aço é comum ser denominado de ferro. Este, encontra-se geralmente combinado com outros elementos (O2 e N2) formando rochas as quais dá-se o nome de MINÉRIO DE FERRO.

O minério de ferro é retirado do subsolo, em jazidas cavernosas, porém muitas vezes é encontrado exposto formando verdadeiras montanhas e planícies.O principais minérios de ferro são a Hematita, Magnetita, Titanomagnetita e Pisolita, sendo os 2 (dois) primeiros os mais utilizados, pela maior facilidade de extração e pela quantidade existente na crosta.

Para retirar as impurezas, o minério é lavado, britado e peneirado (partido em pedaços menores) e em seguida levados para a usina siderúrgica para formar o material preliminar ao aço, o ferro gusa.

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O ferro gusa é o produto imediato da redução do minério de ferro pelo coque ou carvão, e calcário num alto forno. O ferro gusa normalmente contém de 5 a 8% de carbono (C), o que faz com que após solidificado, seja um material quebradiço e sem grande uso direto. Geralmente nos processos industriais, o ferro gusa é considerado como uma liga de ferro (Fe) + carbono (C), contendo de 5 a 8% de carbono (C), e outros elementos ditos residuais, como por exemplo: silício (Si), manganês (Mn), fósforo (P) e enxofre (S), dentre outros. Elementos estes residuais da adição para propiciar a redução, de modo a auxiliar no processo. Após a o gusa ser formado, e com a posterior separação da escória, o mesmo é vertido diretamente a partir do cadinho do alto forno para vagonetas contentores, chamados de carro torpedos. Este são utilizados para formar lingotes, ou usado diretamente no estado líquido em aciarias. Os lingotes são então usados para produzir ferro fundido e aço, ao extrair-se o carbono em excesso.

O Ferro Gusa

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Alto Forno – início do Séc. XIV

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Alto Forno

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1. Fornalha Cowper 2. zona de derretimento 3. zona de redução de óxido ferroso 4. zona de redução de óxido férrico 5. zona de pré-aquecimento (garganta) 6. alimentação de minério, pedra calcária e coque siderúrgico 7. escapamento de gases 8. coluna de minério, coque e pedra calcária 9. remoção de escória 10. ferro-gusa 11. Chaminé para escoamento dos gases liberados

Alto Forno

http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:VysokaPec.jpg

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Processo de Fabricação do Ferro

Gusa

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Aços

Os aços são ligas metálicas, formadas basicamente por: Ferro (Fe) e Carbono (C).

São processados na aciaria, por meio de lingotes de ferro gusa, em fornos especiais, onde o teor de carbono é baixado consideravelmente. É introduzido outros elementos de liga, inclusive a sucata de aço (melhorar rendimento e adição de elementos de liga).

São utilizados como elementos de liga, e como materiais auxiliadores, os seguintes materiais: silicio (Si), alumínio (Al), manganês (Mn), enxofre (S), fósforo (P), nióbio (Nb) e tungstênio (W) , etc .

As principais caracteristicas dos aços são:

Pode ser trabalhado com ferramenta de corte (usinado);

Pode ser curvado;

Pode ser dobrado;

Pode ser forjado;

Pode ser soldado;

Pode ser laminado.

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Aços

Os aços numa forma geral, podem ser classificados em 5 (cinco) tipos, quanto a formulação e aplicação.

São estas as classificações:

Aços carbonos (de baixo, de médio e de alto teor de C);

Aços baixa liga;

Aços alta liga;

Aços ferramentas;

Aços inoxidáveis.

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Diagrama de

Equilíbrio da

Liga Fe-C

Aços

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Fluxograma de Obtenção dos Aços

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Os aços são ligas de Ferro (Fe) e Carbono (C) com um teor máximo de 1,8% de Carbono (C), com leves percentuais de outros componentes, quais denominamos residuais.

Estes pos sua vez, são dividídos em 3 (três) grupos:

Aços com baixo teor de Carbono – 0,02% a 0,3% de C.

Aços com médio teor de Carbono – 0,3% a 0,7% de C.

Aços com alto teor de Carbono – 0,7% a 1,8% C.

Aços-Carbono (FeC)

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Aço com Baixo Teor de Carbono

São aços carbonos, que têm em sua composição valores de 0,02% a 0,3% de C.

Propriedades Térmicas: Temp. Max de serviço: 550-700 K Temp. Min. de serviço: 240-260 K Pto de Fusão 1,72 * 103 K Condutividade Térmica: 40-70 W/m * K Calor Específico: 418-455 J/Kg.K

Propriedades Mecânicas: Ductilidade: 0,2 a 0,5 % Dureza: 800 a 1,8 x 10³ Módulo de elasticidade: 196 a 211 GPa

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Desempenho frente ao ambiente de trabalho:

Água doce: bom

Água salgada: regular

Ácidos fortes: muito ruim

Ácidos fracos: ruim

Bases fortes: bom

Bases fracas: muito bom

Radiação UV: muito bom

Resistência ao desgaste: bom

São aços com ótima soldabilidade.

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Suas aplicações:

Indústrias de construção civil – vigas, chapas, tubulões de peq. diâmetros, etc;

Indústrias metalurgicas em geral – eixos, cubos, rodas, chaparias em geral, tubos, etc;

Aplicações em geral, de baixa responsabilidade.

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Aço com Médio Teor de Carbono

São aços carbonos, que têm em sua composição valores de 0,3% a 0,7% de C.

Propriedades Mecânicas: Ductilidade: 0,05 a 0,3 % Dureza: 1000 a 2000 Módulo de elasticidade: 196 a 210 GPa

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• Água doce: bom

• Água salgada: regular

• Ácidos fortes: muito ruim

• Ácidos fracos: ruim

• Bases fortes: bom

• Bases fracas: muito bom

• Radiação UV: muito bom

• Resistência ao desgaste: bom

São aços com boa a média soldabilidade.

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Suas aplicações:

Indústrias de construção civil – vigas e tubulações em geral;

Indústria automobilistica – eixos, engrenagens, cubos de rodas, munhões;

Indústrias metalurgicas em geral – eixos, cubos, rodas, chaparias em geral, tubos, engrenagens, etc;

Ferramentas de estampagem e moldes;

Geralmente são usados em rolamentos comuns;

Equipamentos da industria petroquimica;

Aplicações em geral, de média responsabilidade.

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Aço com Alto Teor de Carbono

São aços carbonos, que têm em sua composição valores 0,7% a 1,8% de C.

Propriedades Mecânicas:

Ductilidade: 0,05 a 0,3

Dureza: 1000 a 2000

Módulo de elasticidade: 196 a 210 GPa

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• Água doce: bom

• Água salgada: regular

• Ácidos fortes: muito ruim

• Ácidos fracos: ruim

• Bases fortes: bom

• Bases fracas: muito bom

• Radiação UV: muito bom

• Resistência ao desgaste: bom

São aços com baixissima soldabilidade.

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Suas aplicações:

Indústrias de construção civil – vigas de grande responsabilidade, dentes de máquinas, caçambas, ponteiros;

Indústria automobilistica – eixos, guias e engrenagens;

Indústrias metalurgicas em geral – eixos, cubos, rodas, engrenagens, etc;

Ferramentas de corte, estampos e moldes;

Equipamentos da industria de mineração e processamento;

Rolamentos de grande precisão;

Aplicações em geral, de alta responsabilidade.

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Forno de Indução – Obtenção de Aços Carbono e

de baixa, média e alta ligas.

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Forno Elétrico – Obtenção de Aços Carbono e

de baixa ligas.

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D es ignaç ão

A IS I-S A E

C o m p.

Q u im . %

pond .

E s tado

R es is t . À

Traç ão

(M pa)

Ten s ao d e

c edênc ia

(M pa)

A lon gam e nt

o (% )

A p lic a ç ões

Típ ic as

Lam inado a

quen te ;276-14 17 9-310 2 8-47

Lam inado a

F rio2 90-400 15 9-262 3 0-45

Lam inado 448 331 36

R ec oz ido 393 297 36


R ec oz ido 517 3352 30

R even ido 800 593 20


R ec oz ido 628 483 22

R even ido 110 780 13


R ec oz ido 614 373 25

R even ido 1304 980 12

Lam inado 966 573 9

R ec oz ido 655 379 13

R even ido 1263 814 10

S uporte s ,

engrenagen

s

M o las ,

rodas de

c om b o ios

c o rdas

m us ic a is e

m o las

M o ldes ,

to rne iras ,

fres as

0 ,20 C : 0 ,45

M n

0 ,10 C ; 0 ,40

M n

P regos ,

pa ra fus o ,

ba rras de

re fo rç oVe io s ,

e n g re n a g e n

s

1010

10950 ,95 C ; 0 ,40

M n

10800 ,80 C ; 0 ,80

M n

10600 ,60 C ; 0 ,65

M n

10400 ,40 C ; 0 ,45

M n

1020

Tabela - Principais Tipos de Aços Carbonos

(AISI/SAE)

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Chapas, Perfis laminados e trefilados

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Aços Carbono:

10xx - comuns (Mn <1%, P < .04 e S < .05, +

elementos residuais)

11xx - alto S (0,08 a 0,35) para usinabilidade

Aços Mn:

13xx - Mn 1,60-1,90

15xx - Mn 1,00-1,60

Aços Ni:

23xx - Ni 3,25-3,75

25xx - Ni 4,75-5,25

Aços Mo:

40xx - Mo 0,15-0,30

44xx - Mo 0,35-0,45

45xx - Mo 0,45-0,60

Aços Cr:

50xx - Cr 0,30-0,60

51xx - Cr 0,70-1,15

501xx- Cr 0,40-0,60

511xx- Cr 0,90-1,15

521xx- Cr 1,30-1,60

Aços Si:

92xx - Si 1,80-2,20

Aços Carbono Baixa Liga

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Aços Ni-Cr:

31xx - Ni 1,10-1,40; Cr 0,55-0,75

33xx - Ni 3,25-3,75; Cr 1,40-1,75

Aços Ni-Mo:

46xx - Ni 1,65-2,00; Mo 0,20-0,30

48xx - Ni 3,25-3,75; Mo 0,20-0,30

Aços Cr-Mo:

41xx - Cr 0,80-1,10; Mo 0,15-0,25

Aços Cr-V:

61xx - Cr 0,70-1,10; V 0,10-0,15

Aços Ni-Cr-Mo:

Ni Cr Mo

43xx - 1,65-2,00/0,70-0,90/0,20-0,30

47xx - 0,90-1,20/0,35-0,55/0,30-0,40

86xx - 0,40-0,70/0,40-0,60/0,15-0,25

87xx - 0,40-0,70/0,40-0,60/0,20-0,30

93xx - 3,00-3,50/1,00-1,40/0,08-0,15

98xx - 0,85-1,15/0,70-0,90/0,20-0,30

Aços Carbono Baixa Liga

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Significado Das Normas ASTM Para Identificação De Materiais

As normas ASTM (American Standarts of Testing and Materials) são as nomas

técnicas mais em relação aos materiais de construção empregados na

fabricação de tubos, e acessórios, assim como os componentes e acessórios,

embora as normas DIN/EN, e as normas ABNT, também apresentem

especificações a esse respeito.

Devemos então entender qual o sign ificado de cada elemento que aparece na

especificação de uma norma, analisando esses dois esemplos:

ASTM A-161 GrA

ASTM B-247

Aços Carbono Baixa Liga da Norma ASTM

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Significado Das Normas ASTM Para Identificação De Materiais

ASTM A-… ou B-…, são letras que aparecem nos exemplos, logo depois das

iniciais da entidade (ASTM), que indicam o tipo de materiais.

São 4 (quatro) as letras possíveis, sendo cada uma para um materiais

diferentes, como especificado a seguir:


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Aços Estruturais – Normas Tipicas

Normas Brasileiras NBR: (SY/Su, em MPa) 7007: Perfis Laminados- MR(250/400), AR(290/415) AR(345/450),

AR-COR(345/485)

6648: Chapas Grossas (>6mm)- CG-24(235/380), CG-26(255/410)

6649/50: Chapas Finas- CF-24(240/370), CF-26(260/400)

5000: Chapas Grossas BLAR- G30(300/415), G35(345/450)

5004: Chapas Finas BLAR- F32(310/410), F35(340/450)

Normas Inglesas: BS-4360: estruturas off-shore

BS-5400: estruturas metálicas

BS-5500: vasos de pressão

ASME: seção IIa - aços C e aços-liga (Na seção VIII, divisão1-projeto de vasos tradicionais, as tensões admissíveis variam

de 70 a 170 MPa, para temperaturas < 345oC).

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Normas ASTM: Norma SYmin Elem. Liga Aplicação

A-36 250 C,Si,Mn chapas grossas estruturais

A-106 210-280 C,Si tubos sem costura

A-182 280-455 .5Mo a 9Cr1Mo forjados p/ alta temperatura

A-242 290-345 Mn,Cu,Cr,Ni perfis, chapas

A-355 210 .5Mo a 9Cr1Mo tubos s/costura p/ alta temp.

A-387 210-315 até 5Cr.5Mo tubos, vasos de pressão

A-414 175-315 C,Mn placas p/ vasos de pressão

A-440 290-395 Mn,Cu,Si perfis, placas, barras

A-572 290-450 Mn,Ni,V,N perfis, placas, barras

A-606 240-345 C,Mn folhas

A-607 290-485 Mn,Nb,V,Ni,Cu folhas

A-618 345 Mn,Ni,V,Si tubos

A-633 320-410 Mn,V,Cr,Cu,N perfis p/ baixa temperatura

A-656 550 Mn,V,Al,N,Ti chapas p/ veículos

A-812 455-560 C,Mn,V,Nb,Si chapas p/ vasos de pressão


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Aços Ferramentas

Tipo Número Aplicação

Tipos mais usados

W 1,2,5 trabalho a frio W2: 0.6-1.4C, 0.25V (temp. em água)

O 1,2,6,7 trabalho a frio O1: 0.9C, 1Mn, 0.5Cr, 0.5W (t. óleo)

S 1,2,5,6,7 choque S1: 0.5C, 1.5Cr, 2.5W (t. óleo)

A 2-10 trabalho a frio A2: 1C, 5Cr, 1Mo (t. ar)

D 1-7 trabalho a frio D2: 1.5C, 12Cr, 1Mo, 1V (t. ar)

D6: 2.1C, 12Cr, 0.7W, 0.2V (t. ar)

H 1-19 (Cr)

20-39 (W)

40-59 (Mo)

trabalho a

quente

H11: 0.35C, 5Cr, 1.5Mo, 0.4V (t. ar)

H13: 0.35C, 5Cr, 1.5Mo, 1V (t. ar)

H21: 0.35C, 9W, 3.5Cr (t. ar)

T 1-8,15 corte (HSS) T1: 0.7C, 18W, 4Cr, 1V (t. ar)

M 1-47 corte (HSS) M2: 0.9C, 5Mo, 6W, 2Cr, 2V (t. ar)

P 2-6,20,21 moldes injeção P20: 0.3C, 1.7Cr, 0.4Mo

L 2,3,6 rolamentos L2: 0.5-1.1C, 1Cr, 0.2V

Têm maior controle de qualidade e devem ser usados em aplicações estruturais críticas. São regidos pela norma DIN, e são designados por letra + número:

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Ferros Fundidos

São as ligas ferro-carbono, com adição de mais de 2,2 a 4,5 % de carbono C.

Sua composição química tem a presença obrigatória do elemento silício (Si). Também é constituído de manganês (Mn), fósforo (P) e enxofre (S).

O teor de silício e a velocidade de resfriamento são importantes quanto sua estrutura atômica.

São chamados de ferros fundidos, pois pela quantidade de carbono (C), a fundição é a única forma direta de obtenção.

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Forno Cubilô – Obtenção de Ferros-Fundidos

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Fornos de Passagem (ou de moldagem)

para Ferros-Fundidos

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Moldagem de Ferro Fundido

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Ferros Fundidos

Os ferros fundidos são classificados em 4 (quatro) tipos, sendo:

Ferro fundido branco

Ferro fundido cinzento

Ferro maleável

Ferro nodular

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Ferro Fundido Branco

Suas propriedades básicas são:

elevadas dureza;

resistência ao desgaste;

difícil usinabilidade.

Suas aplicações:

revestimento de moinhos

bolas para moinhos de bola

cilindros de laminação para borracha, vidro, linóleo, plásticos e metais;

rodas de vagões;

peças empregadas em equipamento para britamento de minérios, moagem de cimento etc.

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Ferro Fundido Cinzento


fácil fusão e moldagem;

excelente usinabilidade;

resistência mecânica satisfatória;

boa resistência ao desgaste e boa capacidade de

amortecimento

é dentre os ferros fundidos, a mais usada.

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A norma alemã DIN representa em setes classes: GG-10, GG-15, GG-20, GG-25, GG-30, GG-35, GG-40.

Pela ABNT, agrupa pelos limites mínimos de resistência a tração (kgf/mm²), FC10, FC15, FC20, FC25, FC30, FC35, FC40

Na industria automobilística, a SAE agrupou esse material em cinco classes: G-1800, G-2500, G-3000, G-3500, G-4000.

A ASTM agrupa os ferros fundidos conf. O limite de resistência a tração

em lb/pol² . ASTM 20 = 20.000lb/pol² ou 14,0 kgf/mm²

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Aplicações Industriais

bases de máquinas;

carcaças metálicas;

barramentos, cabeçotes, mesas de maquinas operatrizes;

engrenagens;

bases pesadas e colunas de máquinas;

buchas grandes;

blocos de motor, anéis de pistão;

produtos sanitários, tampas de poços de inspeção, tubos, conexões;

carcaças de compressores, rotores, pistões hidráulicos,


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Aplicações Automobilísticas

cabeçotes do cilindro;

cilindros resfriados a ar;

pistões;

carcaças de bombas de óleo;

caixa de transmissão;

caixas de engrenagem;

tambores de freio;

discos de embreagem;

blocos de cilindro de automóveis e motores Diesel;

volantes;

blocos de motores, camisas de cilindro, comando de válvulas etc.


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Ferro Fundido Maleável

Resulta de um ferro fundido branco, o qual é sujeito a um tratamento térmico especial de longa duração chamado“maleabilização”


ductilidade e tenacidade,

resistência a tração,

resistência a fadiga,

resistência ao desgaste;

usinabilidade.

É considerado um material intermediário entre o aço e o ferro fundido cinzento.

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A ABNT, pela sua especificação PEB-128 classifica os

maleáveis em 14 tipos (entre maleáveis brancos e pretos),

FMBF-3204, 3504, 4006,4507,3812, FMBP-5505, 6503,

FMPF-3006, 3512, 4507, 5005, 5504, 6503, FMPP-7002.

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Aplicações:

conexões para tubulações hidráulicas,

conexões em linhas de transmissão elétrica,

correntes,

suportes de molas,

caixas de direção e de diferencial,

cubos de rodas,

sapatas de freios,

pedais de freio e de embreagem,

colares de tratores,

caixas de engrenagens


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Ferro Fundido Nodular

Também chamado de ferro fundido dúctil.


excelente resistência mecânica,

alta tenacidade,

alta ductilidade.

Os processos de nodulização desses materias consiste na adição, no metal fundido, de determinadas ligas contendo

magnésio, cério, cálcio, lítio, sódio ou bário.

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A ABNT pela especificação PEB-585, agrupou o ferro dúctil em sete classes: FE3817, FE4212, FE5007, FE6002, FE7002, FE3817.

O tipo mais utilizado em construção mecânica é o ferro FE-5007.


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Aplicações:

peças sujeitas a pressão e ao impacto;

carcaça de compressores,

lingueteiras e bielas ,

virabrequins,

matrizes,

mancais,

polias,

rodas dentadas,

engates,

sapatas,

tambores de freio.


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Os aços inoxidáveis são ligas aços de baixo teor de carbono, ligados ao:

Cromo (Cr);

Níquel (Ni);

Manganês (Mn)*.

Podem ainda conter outros materiais adicionais, que conferem outras caracteristicas, como: nióbio (Ni), titânio (Ti) e molibdênio (Mo).

Basicamente são formados pela adição do Cromo (Cr), minimo de 11%. Elemento este responsável pela ação de formação de oxido cromico, que confere as principais caracteristicas de resistencia a oxidação..

Aços Inoxidáveis

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Os aços inoxidáveis tem como principal característica, a resistência à corrosão, mesmo em ambientes de alta temperatura ou temperaturas criogênicas.

Se deve principalmente pela presença de cromo (a partir de 11%).

O cromo, em contato com o oxigênio permite a formação de uma película finíssima de óxido de cromo sobre a superfície do aço, que é impermeável e insolúvel em meios corrosivos usuais.

Aços Inoxidáveis

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Principais elementos de liga ------ Cr, Ni, Mo.

Baixa liga ------- el. Liga 5 %

Média liga ------- 5% el. Liga 10 %

Alta liga -------- el. Liga 10 %

Usados quando a temperatura ou condições específicas (corrosão, contaminação) impedem o

uso do aço carbono.

Inoxidável adição de no mínimo 12 % Cr

Austeníticos

Ferríticos

Martensíticos

Duplex;

EPP

Dificuldades

Disponibilidade

Preço (4 vezes o aço carbono)

Soldabilidade

Aços Inoxidáveis

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Molibdênio: aumenta resistência à fluência e ao escoamento e a tração;

Níquel:

Cromo

Aumenta resistência à oxidação em temperatursa elevadas;

Aumenta resistência à corrosão;

Até 2 ½ % aumenta resistência à fluência.

Confere maior resistência mecânica a baixa e alta temperatura;

Aumenta a resistência a corrosão.

Aços Inoxidáveis

Caracteristicas dos Principais Elementos:

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São classificados de acordo com a estrutura cristalina predominante na liga à temperatura ambiente.

São classificados como:

Aços inoxidáveis Martensíticos;

Aços inoxidáveis Ferríticos;

Aços inoxidáveis Austeníticos;

Aços inoxidáveis Duplex;

Aços inoxidáveis Endurecidos por Precipitação (EPP).

Classificação dos Aços Inoxidáveis

08/12/2012 57

08/12/2012 58

Essencialmente ligas binárias ferro-cromo com 12 a 17% Cr.

Magnéticos;

Endurecíveis por têmpera;

Maior resistência mecânica e dureza;

Baixa resistência a corrosão comparando com os ferríticos e austeníticos.

Baixa soldabilidade.

Apresentam-se em três tipos:

– Baixo Cromo (tipo turbina) – 0,15% C; 12% Cr

– Médio Cromo (tipo cutelaria) – 0,70% C; 17% Cr

– Alto Cromo (resistente ao desgaste) – 1,10% C; 17% Cr

Aço Inoxidável Martensítico

08/12/2012 59

Uso geral para peças onde requer tratamento térmico;

Órgãos de máquinas - veios de bombas, válvulas, camisas;

Cutelaria, talheres e utensílios domésticos;

Rolamentos - Esferas, rolamentos, pistas;

Intrumentos cirúrgicos;

Componentes de válvulas de motores a explosão;

Válvulas, conexoes e tubos usados na industria petroquimica;

Peças e componentes da industria quimica em geral;

Bombas de gases e de fluidos especiais.

Aço Inoxidável Martensítico

08/12/2012 60

Aço Inoxidável Ferrítico

São essencialmente ligas binárias ferro-cromo com 12 a 30% Cr.

Paramagnéticos;

Não endurecíveis por têmpera;

Média resistência mecânica e dureza;

Boa resistência a corrosão comparando com os ferríticos e martensíticos.

Sua estrutura mantém-se essencialmente ferrítica (CCC, do tipo ferro a) após os tratamentos térmicos normais.

São relativamente baratos, porque não contêm níquel.

Boa resistência ao calor e à corrosão.

Boa soldabilidade.

08/12/2012 61

Uso geral em aplicações onde não se requer endurecimento;

Capotas de automóveis;

Equipamentos para restaurantes e bares;

Aplicações a alta temperatura - aquecedores, câmaras de combustão;

Aplicações na industria farmacêutica;

Partes de máquinas expostas a intempéries;

Flanges, tubulações e conexões para industria quimica em geral;

Peças e componentes para industria de tintas e vernizes;

Peças e componentes para indústria de abate de animais;

Parafusos, porcas e arruelas em geral.

Aço Inoxidável Ferrítico

08/12/2012 62

Aço Inoxidável Austenítico

São essencialmente ligas ternárias ferro-cromo-níquel com 16 a 25% Cr e 7 a 20% Ni.

Não magnéticos;

Não endurecíveis por têmpera;

Boa resistência mecânica e dureza;

A melhor resistência a corrosão de todos os aços inoxidaveis;

Sua estrutura permanece austenítica (CFC, tipo ferro g) às temperaturas normais dos

tratamentos térmicos;

Tem elevada capacidade de deformação devido à sua estrutura CFC.

São de valor relativamente alto;

Boa resistência ao calor e ao frio;

Boa soldabilidade quanto atento a alguns fatores.

08/12/2012 63

Equipamentos de processamento químicos em geral;

Tubulações em geral para indústria química, petroquímica e farmacêutica;

Tanques e reservatórios para água e fluídos corrosivos;

Aparelhos cirúrgicos e próteses ortopédicas;

Válvulas, tubulações e reservatórios para trabalhos com criogenia (gases e líquidos

com temperaturas abaixo de 0°C);

Utensílios para indústria alimentícia;

Reatores de medicamentos, vacinas e sorologia;

Peças e componentes para indústria naval;

Peças e componentes para indústria aeroespacial;

Peças e componentes para indústria nuclear;

Aplicações diversas onde requer alta resistência a corrosão e inertização do

processo.

Aço Inoxidável Austenítico

08/12/2012 64

Aços Inoxidáveis

08/12/2012 65

Aços Inoxidáveis

08/12/2012 66

Aços Inoxidáveis

08/12/2012 67

Baixos (2.7kg/l) e E (~70GPa) (~ aço/3)

= 23/oC (~2.aço)

Tf = 680 oC (Fe = 1580oC)

Bom condutor elétrico (Al puro ~ 0.6Cu) e térmico

Pode ter alto SY/

Boa resistência à corrosão

Anodização protege e endurece a superfície

Não é tóxico

Boa fabricabilidade

Ligas mais resistentes não são muito tenazes

Ligas de Alumínio

08/12/2012 68

Características Físico-Químicas

Símbolo Químico: Al

Número Atômico: 5

Peso Atômico: 26,98153

Grupo da Tabela: 13

Configuração Eletrônica:

[Ne].3s2.3p1

Classificação: Metal

Estado Físico (T=298K):Sólido

Densidade: 2,702 g/cm3

Ponto de Fusão: 933,7 K

Ponto de Ebulição: 2792,0 K

Condutividade Térmica:

235,0 W/m.K

Resistividade Elétrica:

2,65 .10-8.Ohm.m

número de oxidação: +3

(excepcionalmente +1)

Anfótero (reage c/ ácidos e

bases)

Al + ácido --> Al+3 + H2

Al + base --> Al(OH)4 + H2

Ligas de Alumínio

08/12/2012 69

Energias de Ionização

1ª 577,5 kJ/mol

2ª 1816,5 kJ/mol

3ª 2744,8 kJ/mol

4a 11577,0 kJ/mol

5ª 14842,0 kJ/mol

6ª 18379,0 kJ/mol

7ª 23326,0 kJ/mol

Calor Específico: 0,9 J/g.K

Eletronegatividade (Pauling): 1,61

Raio Neutro (pm): Raio Atômico Empírico: 125,0

Raio Atômico Calculado: 118,0

Raio Covalente: 118,0

Raio van der Waals: não tem

Raio Iônico Íon Al (I): 50,0 pm

Características Físico-Químicas

Ligas de Alumínio

08/12/2012 70

Principais ligas laminadas (as TT são tratáveis termicamente):

1xxx (0.99Al min): condutores elétricos, Alclad p/ corrosão

2xxx (Cu, TT): 2014, 2017, 2024 (alta resistência, aviação)

3xxx (Mn): 3003 (uso geral (UG), soldável, f = 0.5)

4xxx (Si) (pouco usada)

5xxx (Mg): 5052, 5083, 5456 (UG, SY> 3xxx, aplicações navais)

6xxx (Mg e Si, TT): 6061, 6063 (UG, SY> 5xxx, anodizado, solda)

7xxx (Zn, TT): 7075 (maior SY, aviação, transdutores)

Sufixos: Hxx (tipo e grau de encruamento), Txxx (TT), p.ex:

T3 (solubilizada e encruada)

T4 (solubilizada e envelhecida naturalmente)

T6 (solubilizada e envelhecida no forno)

Ligas de Alumínio

08/12/2012 71

Elemento de liga

Percentagem Típica

Vantagem Desvantagem

Cu 3 a 11% - confere alta resistência mecânica - facilita trabalho de usinagem

- diminui resistênciaà corrosão salina

- fragilidade a quente

Si 12 a 13% - aumenta fluidez na fundição - reduz coeficiente de dilatação - melhora a soldabilidade

- diminui usinabilidade

Mg > 8% - confere alta soldabilidade - aumenta resistência a corrosão em

meio salino - possibilita tratamento térmico de

ligas de Al-Si (melhora das características mecânicas)

- dificulta fundição devido a oxidação (borra) e absorção de impurezas (Fe e outros)

Zn 0,05 a 2,2% - sempre associado ao Mg - confere alta resistência mecânica - ligas auto temperantes - aumenta dutilidade

- diminui resistênciaà corrosão salina

- fragilidade a quente - alta contração em fundição

Mn 0,5 a 10,7% - como corretor - aumenta resistência mecânica a

quente

- pequena diminuição da dutilidade

Ligas de Alumínio

Influencia de Elementos de Ligas

08/12/2012 72

Ligas Tratáveis

Designação AA

Características Usos

Al > 99,0% 1XXX - Tratáveis Termicamente - Ótima resistência à corrosão - Ótima soldabilidade - Ótima conformabilidade

- Condutores elétricos - Revestimento em Alclads - Equipamentos químicos e

alimentares - Embalagens - Refletores - Utensílios domésticos - Aeronáutica sob a forma de Alclad

com liga 2024

Al-Cu 2XXX - Tratáveis Termicamente - Boa resistência mecânica (RT 40 a

50 kgf/mm2 – T8)

- Baixa conformabilidade exceto

recozidas ( = 20 a 22% rec.) - Soldável apenas por resistência - Boa usinabilidade

- Peças usinadas ou forjadas sujeitas a esforços médios, operando em ambiente não corrosivo

- Aviões - Automóveis - Estruturas - Relojoaria

Al-Mn 3XXX - Tratáveis Termicamente - Boa dutilidade - Média resistência mecânica (RT

11 a 20 kgf/mm2)

- Excelente soldabilidade - Baixa usinabilidade

- Tubos soldados - Caldeiraria - Peças fabricadas por embutimento

Influencia de Elementos de Ligas

Ligas de Alumínio

08/12/2012 73

Ligas Tratáveis

Designação AA

Características Usos

Al-Si 4XXX - Tratáveis por Encruamento

- Baixo alongamento ( = 6% - T6) - Média soldabilidade - Boa resistência mecânica (RT ~40

kgf/mm2 T6)

- Baixa usinabilidade

- Peças forjadas (pouco usadas)

Al-Mg 5XXX - Tratáveis por Encruamento - Ótima resistência à corrosão

salina - Boa soldabilidade - Baixa usinabilidade

- Formas arquitetônicas e estruturais - Equipamentos químicos,

alimentares, têxteis e de mineração

- Depósitos sob pressâo de gás liquefeito

- Navios - Ferragens

Al-Mg-Si 6XXX - Tratáveis Termicamente - Fácil fabricação - Boa resistência mecânica (RT ~32

kgf/mm2 – T6)

- Excelente conformabilidade ( = 25 a 30% rec.)

- Boa resistência à corrosão

- Formas aeronáuticas - Formas estruturais - Embalagens - Equipamentos químicos,

alimentares - Indústria elétrica

Al-Zn-Mg 7XXX - Tratáveis Termicamente - Difícil produção (alto custo) - Excelente resistência mecânica

(RT ~58 kgf/mm2 – T6)

- Boa conformabilidade ( = 17% rec.)

- Alta soldabilidade - Melhor limite de fadiga (16

kgf/mm2)

- Boa usinabilidade - Boa resistência a ambiente

industrial menos os salinos

- Automóveis - Equipamentos têxteis e de

mineração - Componentes de alta resistência - Aviões (concorre com aços de alta

resistência devido ao baixo peso) - Industria bélica

08/12/2012 74 74

Cobre e Zinco: Latões (5% a 45% de Zn); emprego: moedas, radiadores de

automóveis, ferragens.

Cobre e Estanho: Bronzes (até 10% Sn); emprego: tubos flexíveis, válvulas,

engrenagens.

Cobre e Níquel: Cuproniquel; emprego: moedas, armações de lentes.

Alpacas; emprego: equipamento de telecomunicações, componentes de

aparelhos óticos e fotograficos.

Ligas de Cobre

08/12/2012 75 75

• Durabilidade;

• Resistência à corrosão;

• Maleabilidade;

• Ductilidade;

• Fácil manejo;

• Ótima condutibilidade térmica;

• Ótima condutibilidade elétrica.

Ligas de Cobre

Propriedades

08/12/2012 76 76

Fim!!!

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Apresentação - VIS Brasil · PDF file08/12/2012 4 O Minério de Ferro O ferro, embora muitos assim pensam que seja, não é encontrado puro na natureza. Do jargão popular, ao aço