MC Metais2

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MetaisFerrosos e no ferrosos

1RASMI Metais

Metais Ferrosos

2RASMI Metais

Metais FerrososFerro fundido teor de carbono igual ou superior a 2%; Ao teor de carbono inferior a 2%; Ao de construo teor de carbono entre 0,2 e 0,5%As propriedades de um ao dependem fortemente do valor do teor de carbono, mas tambm da presena eventual de outros elementos de liga, tais como o silcio, o cobre, o mangansio, o nquel e o vandio. Pode ainda haver impurezas: fsforo, enxofre, etc.3RASMI Metais

Ao ou Ferro Fundido ?Aos so os produtos siderrgicos (liga Fe-C) com teor de carbono at 2% e ferro fundido acima desse valor

PDL / RASMI Metais

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(Fonte, http://www.hellanstrainer.com)

PDL / RASMI Metais

(Fonte, http://www.hokuyo-aut.jp)

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MagnetiteMagnetite Fe3O4Titanomagnetite

(Fonte, http://www.galleries.com)(Fonte, http://www.teara.govt.nz)

PDL / RASMI Metais

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MagnetiteMagnetite Fe3O4Titanomagnetite

(Fonte, http://www.galleries.com)(Fonte, http://www.teara.govt.nz)

PDL / RASMI Metais

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ExploraoO ferro explorado em grandes minas, normalmente a cu aberto, os minrios so geralmente a Magnetite, Hematite e a Limonite.

8RASMI Metais

ExtracoO principio qumico da extraco do ferro dos seu minrios muito simples e realiza-se em fornos especiais designado de altos fornos . Como fonte de calor emprega-se o coque (combustvel derivado do carvo betuminoso).

(Fonte: http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/FabricioDzierva.pdf)

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Extraco (vdeos)

O que um alto forno e como funciona? Exemplo dum alto forno.

PDL / RASMI Metais

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ExtracoO alto-forno composto por uma grande cavidade formada por dois troncos de cone encostados pelas suas bases maiores. A abertura superior por onde se introduz o coque, o minrio e os fundentes em camadas alternadas. O ventre a parte mais larga do forno e onde se produzem as temperaturas mximas. O ventilador a parte do tronco de cone inferior que est mais prxima da ventilao. O cadinho a parte inferior deste mesmo cone, por onde chega o ar que penetra no interior do forno.11RASMI Metais

ExtracoA abertura de sada est na base do tronco de cone onde se renem os produtos da fuso mineral e onde flutuam as escrias sobre a fundio lquida. Distinguem-se trs zonas principais de temperatura no forno: zona de fuso, zona de carburao e zona de secagem. A zona de fuso o cadinho, que onde se funde o mineral . A zona de carburao, onde o ferro, a uma temperatura de 1100C, absorve o carbono, obtendo-se assim os primeiros produtos de fundio. A zona de secagem onde os gases das zonas anteriores se acumulam ao arrefecer, ocupando menos espao.12RASMI Metais

ExtracoA gusa obtida nos altos fornos passa aos convertidores, nos quais se oxidam as diversas impurezas, seguindo um ciclo fixo na sua eliminao: formando-se escrias ou separando-se sob forma gasosa. O engenheiro Francs, Martin (1865) conseguiu fundir ao, por fuso conjunta de ferro fundido e de sucata (desperdcio de ferro macio). Deste modo elimina-se, em grande parte, o carbono que a fundio contm.13RASMI Metais

ExtracoNo alto forno o minrio de ferro portanto reduzido a ferro metlico, a ganga e as cinzas dos carves so transformadas em escrias, o ferro absorve metais, metaloides e no metais que lhe modificam profundamente as propriedades. Ao ferro que sai do alto forno chama-se gusa ou lingote, no ainda aplicvel como material de construo. A gusa pode conter 90 a 95% de ferro (regulando a temperatura e as caractersticas da escria pode exercer-se um certo controlo sobre as impurezas), 2 a 4 % de carbono (esta percentagem varia com a quantidade de outras impurezas, por exemplo o silcio faz diminuir a quantidade de carbono, enquanto o magnsio a faz aumentar).14RASMI Metais

ExtracoAs principais impurezas que a gusa contm so o silcio, enxofre, fsforo e mangans. O carbono d ao ferro tanta mais dureza quanto maior for o seu teor, por outro lado, baixa-lhe o ponto de fuso e a maleabilidade. Aumenta tambm a sua tenacidade e a sua aptido para a tempera, mas torna-o menos soldvel. O enxofre (2 a 3%) uma das impurezas mais prejudiciais, reduz-lhe a resistncia, a forjabilidade e torna-o menos soldvel. Sob a forma de sulfureto de ferro absorvido pela gusa, como sulfureto de clcio absorvido pela escria.15RASMI Metais

ExtracoO fsforo torna o ferro quebradio, diminui a sua tenacidade e aumenta a fluidez. facilmente reduzido sua forma elementar e absorvido pelo ferro, o seu teor no pode ser regulado nas condies redutoras do alto forno e aparece totalmente na gusa ( 2 a 3%, normalmente inferior a 1%). O mangans aumenta a dureza e a resistncia, mas dificulta a maleabilidade. Favorece a separao do enxofre da massa fluida. O silcio (0.75-3.5%) endurece a fundio, torna o ferro mais macio e compacto, diminui a maleabilidade e a forjabilidade.16RASMI Metais

ExtracoPara tornar a gusa em material de construo, h que purific-la, o que se consegue pela oxidao da gusa em fuso, fazendo-a atravessar por ar ou oxignio que oxida todos os elementos existentes na gusa. Operao esta que ocorre nos convertidores.

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ExtracoA seguir necessrio proceder desoxidao. De acordo com o modo de desoxidao obtm-se diversos tipos de ao: Aos efervescentes fraca desoxidao com mangansio, so aos facilmente soldveis, mas as suas caractersticas mecnicas no so muito elevadas e so muito irregulares; Aos semi-acalmados desoxidao com mangansio com juno de silcio e alumnio. So mais resistentes que os anteriores. Utilizam-se nos perfis e chapas; Aos acalmados os diversos elementos de desoxidao (Mn, Si, Al, Ti, No, Va) so doseados de modo a se obter um gro fino.possuem excelentes propriedades mecnicas. 18RASMI Metais

Diagrama de fase liga Fe - C

(Fonte, http://ocw.mit.edu/..../fe_c.gif) (Fonte, http://threeplanes.net/toolsteel.html) PDL / RASMI Metais

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Diagrama de fase liga Fe - CFerriteMximo de carbono na liga igual a 0.02% a uma temperatura de 723C Baixas dureza e resistncia traco(300MPa, valor estimado)

Caractersticas magnticas

(Fonte, http://threeplanes.net/toolsteel.html) PDL / RASMI Metais

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Diagrama de fase liga Fe - CCementiteF 3C mximo teor de carbono 6,67% elevadas resistncia (2000MPa , valor estimado) e dureza Baixa ductilidade

(Fonte, http://threeplanes.net/toolsteel.html) PDL / RASMI Metais

(bandas negras - cementite)

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Diagrama de fase liga Fe - CAusteniteno-magntica boa resistncia existente acima da temperatura critica de 723C estrutura cbica de faces centradas percentagem de carbono varivel entre 0.8% a 723C e 2.08% a 1148C

(Fonte, http://threeplanes. net/toolsteel.html)

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Diagrama de fase liga Fe - CPerliteestrutura tetragonal de corpo centrado propriedades intermdias entre a ferrite e a cementite (700MPa , valor a perlite desenvolve-se no arrefecimento lento do ao presente nos aos recozidos (aquecimento acima da zona crtica e arrefecimento lento)(Fonte, http://threeplanes.net/toolsteel.html) PDL / RASMI Metais

estimado)

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TratamentoSado do forno, qualquer que seja o tipo, o metal levado por caambas transportadoras sendo distribudo em moldes de blocos prismticos lingotes. Como ainda existe muita actividade na massa os lingotes apresentam muitos defeitos: segregao, fendas, bolhas, etc. Se o metal fosse levado directamente, esses defeitos iriam aparecer nas peas fabricadas. Os lingotes sero utilizados para o fabrico das peas desejadas: fios, barras, chapas ou blocos. Para fios, barras e chapas so utilizados os processos de extruso, laminagem e trefilamento24RASMI Metais

Processos de TratamentoPara a utilizao na construo civil os metais e no caso particular dos aos necessrio conhecer as caractersticas dos mesmos e as propriedades exigidas para cada tipo de utilizao. Para se alterarem as caractersticas dos aos submetem-se estes a tratamentos, que podem ser mecnicos, trmicos e qumicos. Os aos que so empregues tal como saem da laminagem a quente, depois de arrefecidos ao ar designam-se por aos naturais. Os outros so genericamente designados por aos tratados.25RASMI Metais

Formas Comerciais do FerroO ferro do ponto de vista comercial pode ser dividido em dois grandes grupos:Ferros planos de seco rectangular. Perfis laminados: ao com baixo teor de carbono.

Fonte, http://www.madehow.com

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Ferros Planos de Seco Rectangularespessura e 200 mm de largura; Barra chata Larga 6 mm a 20 mm de espessura, 200 mm a 600 mm de largura; Chapa Negra Mais de 600 mm de largura. Pode ainda dividir-se em fina, mdia e grossa de acordo com as espessuras; Chapa Galvanizada Coberta com ligeira camada de zinco; Chapa galvanizada ondulada Tem uma ondulao de forma parablica, utilizada para telhados;27RASMI Metais

Arco de ferro Barra chata com menos de 4 mm de

Ferros Planos de Seco RectangularChapa estriada (xadrez) Tem duas faces comestrias em relevo formando rombos de 50 mm x 25 mm. A altura das estrias de 2 mm e a sua largura de 5 mm. Possui espessura de 5 a 10 mm, largura de 750 a 1200 mm e comprimento de 2 a 6 m. Utilizada nos cobertores dos degraus de escadas metlicas, ptios e passadios; Chapa amendoada Em vez de estrias apresenta meias amndoas numa das faces. Tem a mesma aplicao, com a vantagem de no reter gua nos losangos das estrias.

28RASMI Metais

Ferros Planos de Seco Rectangularrecozida, a que so feitos rasgos intermitentes sendo depois estriada, ficando em forma de malha romboidal. Utiliza-se para armadura em peas ligeiras de beto, para revestimentos, como elemento de fixao do reboco e tambm em vedaes.