AULA 6: MATERIAIS METÁLICOS

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANACURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIAMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I – E (TEC 156)

Profª. Cintia Maria Ariani Fontes

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� Ferro fundido

• Ligas de Fe-C-Si, com teor de carbono > 2,14% � geralmente

contém entre 3,0 e 4,5%

• Deve resultar teor de carbono parcialmente livre, na forma de

MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos

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• Deve resultar teor de carbono parcialmente livre, na forma de

veios ou lamelas de grafita

• Fase líquida obtida entre 1150 e 1300ºC � facilidade de fusão

da liga

MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos� Ferro fundido cinzento

� Ligas de carbono (2,5 a 4,0%) e silício (1,0 e 3,0%)

� Possui veios de grafita interconectada

GrafitaFerrita

interconectada � São os mais utilizados e os

mais baratos� Fraco e frágil à tração devido

à sua microestrutura� Concentrações de tensões

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MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos� Ferro fundido cinzento

� Características� Boa resistência sob compressão (resistência e ductilidade)

� Boa usinabilidade

� Alta fluidez em sua temperatura de fundição (conformação de peças complexas)complexas)

� Boa resistência à fadiga térmica

� Boa capacidade de amortecimento de vibrações

� Elevada resistência ao desgaste

� Baixo custo

� Aplicações� Amortecimento de energia vibracional (máquinas e equipamentos)

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MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos� Ferro fundido dúctil ( ou

nodular)� Adição de pequena quantidade

de magnésio e/ou de cério ao ferro fundido cinzento antes da fundição altera toda a fundição altera toda a microestrutura do material

� Possui 4,3% de carbono equivalente

� Formação da grafita na forma de nódulos esféricos, devido a presença do Mg

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MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos� Ferro fundido dúctil ( ou nodular)

� Esses materiais são mais resistentes e muito mais dúcteis que o ferro fundido cinzento

� Limite de Res. Tração de 380 e 480 MPa, próxima do aço� Alongamento entre 10 e 20%� Alongamento entre 10 e 20%� Aplicações

� Válvulas, corpos de bomba; virabrequins, engrenagens e outros componentes automotivos

� Ferro fundido branco� Baixo teor de silício (< 1,0%) e carbono está na forma de

cementita (Fe3C) para resfriamento rápido� Extremamente duro, porém frágil devido a grandes quantidades

de cementita � impossibilita a usinagem6

MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos� Ferro fundido branco

� Aplicações� Materiais que exigem

superfície dura e muito resistente à abrasão, baixa ductilidade

Ferro Fundido Branco

ductilidade

� Ferro fundido maleável� O aquecimento do ferro

fundido branco entre 800 e 900ºC durante um tempo prolongado, altera a sua microestrutura, formando o ferro fundido maleável

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Ferro Fundido Maleável

MATERIAIS METÁLICOS – Ferros fundidos� Ferro fundido maleável

� Estrutura semelhante ao ferro fundido nodular� Resistência relativamente alta e ductilidade considerável� Aplicações

� Barras de ligação, engrenagens de transmissão, flanges, conexões de � Barras de ligação, engrenagens de transmissão, flanges, conexões de tubulações, etc.

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MATERIAIS METÁLICOS –Tratamentos térmicos� Consistem em aquecer os produtos siderúrgicos a determinadas

temperaturas e esfriá-los de modo específico, de modo a melhorar certas propriedades dos materiais

� ObjetivosObjetivos� remoção de tensões oriundas do resfriamento ou do trabalho mecânico� aumento ou diminuição da dureza

� aumento da resistência mecânica

� melhoria da ductilidade e da resistência ao desgaste

� melhoria da resistência à corrosão e ao calor

� melhoria das propriedades elétricas e magnéticas

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MATERIAIS METÁLICOS –Tratamentos térmicos� Tipos

� Normalização

� Têmpera

� Recozimento

� Revenido

� Tratamentos isotérmicos� Tratamentos isotérmicos

� Normalização� Aquecer o aço a uma temperatura superior a temperatura crítica, até a

formação de austenita, esfriando posterioremente ao ar livre

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MATERIAIS METÁLICOS –Tratamentos térmicos

� Sistema Ferro-carbono

� Linha de transformação� São linhas que ao serem atingidas representam o início ou fim de

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importantes transformações estruturais no estado sólido

� Zona crítica � Zona limitada pelas linhas de transformação

MATERIAIS METÁLICOS –Tratamentos térmicos� Normalização

� Usado para eliminar tensões internas em peças que sofreram deformação plástica, de modo a obter uma estrutura homogênea

� Têmpera� Aquecer o aço a uma temperatura superior a crítica, até a formação de

austenita, e resfriar bruscamente

� A austenita transforma-se em martensita, troostita, sorbita ou bainita, a depender da temperatura de resfriamento

� Formas de resfriamento

� Água gelada e salmoura fornecem as maiores velocidades de resfriamento

� Banho de óleo , banho de chumbo e ar

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MATERIAIS METÁLICOS –Tratamentos térmicos� Têmpera

� Ocorre aumento da dureza, do limite de elasticidade e da resistência à tração

� Ocorre redução da tenacidade e da ductilidade

� Recozimento� Elevar a temperatura do aço a valores maiores ou menores que a crítica e

resfriar lentamenteresfriar lentamente

� Tem por objetivo aliviar tensões, tornar o material mais dúctil e tenaz e produzir estrutura específica

� Revenido� Utilizado para melhorar a resiliência do material

� Aquece o material a temperaturas menores que a crítica e resfria lentamente ao ar ou água

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MATERIAIS METÁLICOS –Encruamento� O material dúctil é submetido a uma deformação plástica em

temperatura abaixo da zona crítica, tornando-o mais duro e mais resistente

� Benefícios� Benefícios� Aumento da resistência, escoamento, dureza� Redução do alongamento, estricção, ductilidade, resistência à

corrosão

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Padronização

� Siglas� CA � Concreto Armado

� CP � Concreto Protendido

� Numeração� Caracteriza a tensão de escoamento, em kgf/mm²

� Tipos de Aços para Concreto Armado

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CA60CA25

CA50

Barras – produtos com

diâmetro nominal ≥ 6,3 mm

Produção por

laminação à quente

Fios – produtos com

diâmetro nominal ≤ 10,0 mm

Produção por trefilação

ou laminação a frio

MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Trefilação: conformação mecânica a frio responsável pela

redução em fio-máquina pela passagem do aço laminado por orifícios (CA-60)

MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Aplicações

� Barras e fios

� Telas soldadas nervuradas

� Arames recozidos

� Treliças para concreto armado

� Aço para protensão

� Barras de transferência

MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Aços para Concreto Armado

� Requisitos da NBR 7480 (2008)

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� CP

� Apresentam elevadas resistências à tração (>1000MPa)

� Boa ductilidade � permite a dobra sem fragilização do material� Tipos

� Fios� Fios

� Cordoalhas

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Tipos

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Cordoalha Cordoalha engraxadaFio entalhado

Graxa e bainha

plástica3 ou 7 fios

MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Treliças

� Forma duas treliças unidas pelo vértice. As diagonais proporcionam rigidez ao conjunto e excelentes condições de transporte e manuseio.

� São confeccionadas com fios CA-60, trefilado ou laminado a

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São confeccionadas com fios CA-60, trefilado ou laminado a frio, com baixo teor de carbono e, portanto, soldáveis, podendo a armadura ser lisa ou nervurada

� Pode também ser utilizado o aço CA-50 a partir de diâmetro 12,5 mm

MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Treliças

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Telas soldadas

� Armadura pré-fabricada, destinada a armar concreto, em forma de rede de malhas, constituída de fios de aço CA60

� É um material cujas características, limites e exigências estão definidos pela norma: NBR 7481 (ABNT, 1990)de fios de aço CA60

nervurados, longitudinais e transversais, sobrepostos e soldados em todos os pontos de contato (nós).

(ABNT, 1990)

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Telas soldadas

� A tela soldada é produzida a partir do fio máquina, com baixo teor de carbono, submetido ao processo de trefilação, no qual, na prática, ocorrerá o encruamento a frio do aço, tornando-o mais resistente

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção

� Telas soldadas� As bitolas dos

fios CA-60 empregados nas telas soldadas vão desde 3,4 mm

� Nomenclatura dos elementos de uma tela soldada

desde 3,4 mm até 12,0 mm, com grande quantidade de valores intermediários

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Telas soldadas

� Largura – em metro (m), corresponde ao comprimento total do fio transversal com relação ao sentido de fabricação.

� Comprimento – em metro (m), corresponde ao comprimento total do fio longitudinal com relação ao sentido de fabricação.total do fio longitudinal com relação ao sentido de fabricação.

� Espaçamento Longitudinal – em centímetro (cm), é a distância medida entre os eixos de dois fios longitudinais.

� Espaçamento Transversal – em centímetro (cm), é a distância medida entre os eixos de dois fios transversais.

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Telas soldadas

� Franja Longitudinal – em centímetro (cm), é a extremidade que sobra após o último fio transversal soldado, com comprimento igual à metade do espaçamento transversal.

� Franja Transversal – em centímetro (cm), é a extremidade que Franja Transversal – em centímetro (cm), é a extremidade que sobra após o último fio longitudinal soldado, com comprimento igual a 2,5 cm.

� Malha – em centímetro (cm), é a figura geométrica (retângulo ou quadrado) formada pela interseção de pares de fios ortogonais.

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MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Telas soldadas

Armação de lajes

de edifícios,

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pisos, pontes,

tubos de seções

circulares e

retangulares

MATERIAIS METÁLICOS – Aços para construção� Treliças planas e telas eletrosoldadas

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MATERIAIS METÁLICOS – Aplicações

MATERIAIS METÁLICOS – Aplicações

MATERIAIS METÁLICOS – Aplicações

MATERIAIS METÁLICOS – Aplicações

MATERIAIS METÁLICOS – Aplicações