Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS DVIDAS?
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS INTRODUO As propriedades
dos materiais so que definem a capacidade e estrutura de um
determinado componente, bem como o processo de fabricao do
mesmo
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Propriedades dos Materiais
Composio e Processo de Fabricao Microestrutura
ENGENHARIAENGENHARIA
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS O nmero de materiais
cresceu muito nas ltimas dcadas e a tendncia de se proliferarem
mais num futuro prximo Desenvolvimento e aperfeioamento dos mtodos
de extrao de materiais da natureza Modificao de materiais naturais
Combinao de materiais conhecidos para a formao de novos
materiais
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS POLIMEROS ELASTMEROS VIDROS
CERMICOS METAIS COMPSITOS FAMLIAS DE MATERIAIS DE ENGENHARIA
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS EVOLUO DA UTLIZAO DOS
MATERIAIS Figura copiada do material do Prof. Arlindo Silva do
Instituto Superior Tcnico da Universidade de Portugal
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Entre 40000 e 80000
diferentes, contando as variantes de tratamento trmico e composio
de cada material QUANTOS MATERIAIS DIFERENTES EXISTEM ? COMO
ESCOLHER ??
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Quais os critrios que um
engenheiro deve adotar para selecionar um material entre tantos
outros? Em primeiro lugar, o engenheiro deve caracterizar quais as
condies de operao que ser submetido o referido material e levantar
as propriedades requeridas para tal aplicao, saber como esses
valores foram determinados e quais as limitaes e restries quanto ao
uso dos mesmos.
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Quais os critrios que um
engenheiro deve adotar para selecionar um material entre tantos
outros? A segunda considerao na escolha do material refere-se ao
levantamento sobre o tipo de degradao que o material sofrer em
servio. Por exemplo, elevadas temperaturas e ambientes corrosivos
diminuem consideravelmente a resistncia mecnica.
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Quais os critrios que um
engenheiro deve adotar para selecionar um material entre tantos
outros? Finalmente, a considerao talvez mais convincente
provavelmente a econmica: Qual o custo do produto acabado??? Um
material pode reunir um conjunto ideal de propriedades, porm com
custo elevadssimo. FILOSOFIA DO COMPROMISSO
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Quais os critrios que um
engenheiro deve adotar para selecionar um material entre tantos
outros? Em raras ocasies um material rene uma combinao ideal de
propriedades, ou seja, muitas vezes necessrio reduzir uma em
benefcio da outra. Um exemplo clssico so resistncia e ductilidade,
geralmente um material de alta resistncia apresenta ductilidade
limitada. Este tipo de circunstncia exige que se estabelea um
compromisso razovel entre duas ou mais propriedades.
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS SELEO DOS MATERIAIS Envolve
principalmente: - Eng. Projetista - Eng. Materiais e/ou processo -
Eng. Marketing
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS SELEO DOS MATERIAIS POR
NDICE DE MRITO Ex. Resistncia: Material Ao-ligaTi Al PRFC (alta
resist.) (AA7074) Resist. (MPa) 1000800500700 trao PRFC= Polmero
reforado com fibra de carbono
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS SELEO DOS MATERIAIS POR
NDICE DE MRITO Ex. Resistncia/peso: Material Ao-ligaTi Al PRFC
(alta resist.) (AA7074) 133 170185390
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS SELEO DOS MATERIAIS POR
NDICE DE MRITO Ex. Custo p/Kg/US$: Material Ao-ligaTi Al PRFC (alta
resist.) (AA7074) 0,75 15 320
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS RESISTNCIA VERSUS
DENSIDADE
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS ALGUNS FATORES IMPORTANTES
A CONSIDERAR Propriedades do material Consideraes de forma,
dimenses e peso Custo do material (disponibilidade) Facilidade de
fabricao Escala de produo Durabilidade Viabilidade de
reciclagem
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS INDSTRIA DE PONTAPRODUO EM
MASSA TIPOS DE INDSTRIA - INFLUNCIA DOS MATERIAIS SELEO CUIDADOSA
(FATOR CUSTO SECUNDRIO) SELEO CUIDADOSA (FATOR CUSTO PRIMORDIAL)
Grande exigncia tecnolgica Utilizao dos mate- riais nos limites
Produtos no diferenciados Utilizao de materiais abaixo dos limites
FONTE: material do Prof. Arlindo Silva da Universidade de
Portugal
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Causas de falhas em geral
Seleo incorreta de materiais38% Defeitos de fabricao15% Tratamento
trmico incorreto15% Falha de projeto11% Condies imprevistas de
operao 8% Controle inadequado condies de trab. 6% Prob. De inspeo e
CQ3% Troca equivocada de materiais2%
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Causas de falhas em plantas
industriais Corroso29% Fadiga25% Fratura frgil16% Sobrecarga11%
Corroso em alta temperatura 7% Corroso sob tenso 6% Fluncia3%
Desgaste2%
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Causas de falhas em
componentes aeronuticos Fadiga61% Sobrecarga19% Corroso sob tenso
8% Desgaste7% Corroso3% Oxidao em alta temperatura2%
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS ALGUMAS CONSIDERAES SOBRE A
NECESSIDADE DE MATERIAIS MODERNOS Materias que apresentem: - Alto
desempenho - Baixo peso e alta resistncia - Resistncia altas
temperaturas - Desenvolvimento de materiais que sejam menos danosos
ao meio ambiente e mais fceis de serem reciclados ou
regenerados
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS OS METAIS NA TABELA
PERIDICA
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Materiais metlicos so
geralmente uma combinao de elementos metlicos. Os eltrons no esto
ligados a nenhum tomo em particular e por isso so bons condutores
de calor e eletricidade No so transparentes luz visvel Tm aparncia
lustrosa quando polidos Geralmente so resistentes e deformveis So
muito utilizados para aplicaes estruturais METAIS
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS Fonte: Prof. Sidnei
Paciornik do Departamento de Cincia dos Materiais e Metalurgia da
PUC-Rio
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS LIGAS NO FERROSAS NO
FERROSOS Ligas leves Ligas AlLigas Mg Ligas BeLigas Ti Ligas Cu
Bronzes Cu-Ni Lates Ligas para altas temper. Ligas baixo ponto de
fuso Ligas Refractrias Ni Pb, Sn, ZnMo, Ta, W, Nb
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Eleani Maria da Costa PGETEMA/PUCRS COMPSITOS Materiais
compsitos so constitudos de mais de um tipo de material insolveis
entre si. Os compsitos so desenhados para apresentarem a combinao
das melhores caractersticas de cada material constituinte Muitos
dos recentes desenvolvimento em materiais envolvem materiais
compsitos Um exemplo classico o compsito de matriz polimrica com
fibra de vidro. O material compsito apresenta a resistncia da fibra
de vidro associado a flexibilidade do polmero
