SENAI - SIDERÚRGICA TUBARÃO - Mecânica- Materiais Metálicos e não Metálicos

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CPM - Programa de Certificao de Pessoal de Manuteno

Mecnica Materiais Metlicos e No Metlicos

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Materiais Metlicos e No Metlicos - Mecnica

SENAI - ES, 1996

Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderrgica de Tubaro) Coordenao Geral Superviso Elaborao Aprovao Lus Cludio Magnago Andrade (SENAI) Marcos Drews Morgado Horta (CST) Alberto Farias Gavini Filho (SENAI) Rosalvo Marcos Trazzi (CST) Evandro Armini de Pauli (SENAI) Fernando Saulo Uliana (SENAI) Jos Geraldo de Carvalho (CST) Jos Ramon Martinez Pontes (CST) Tarcilio Deorce da Rocha (CST) Wenceslau de Oliveira (CST) Ricardo Jos da Silva (SENAI)

Editorao

SENAI - Servio Nacional de Aprendizagem Industrial DAE - Diviso de Assistncia s Empresas Departamento Regional do Esprito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 - Vitria - ES. CEP 29045-401 - Caixa Postal 683 Telefone: (027) 325-0255 Telefax: (027) 227-9017

CST - Companhia Siderrgica de Tubaro AHD - Diviso de Desenvolvimento de Recursos Humanos AV. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro - Serra - ES. CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1322 Telefax: (027) 348-1077

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SumrioMateriais Metlicos................................................................. 06 Metais Ferrosos ................................................................. 06 Ferro Fundido......................................................................... 09 Ao......................................................................................... 10 Metais no Ferrosos .......................................................... 22 Cobre ..................................................................................... 22 Lato ...................................................................................... 24 Bronze.................................................................................... 27 Alumnio ................................................................................. 29 Materiais No Metlicos ......................................................... 32 Madeira.............................................................................. 30 Materiais Plsticos............................................................. 39 Papelo Hidrulico............................................................. 42 Borracha (elastmero) ....................................................... 44 Materiais Metlicos e no Metlicos - Avaliao................................................... 45

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Materiais MetlicosMetais Ferrosos O ferro O ferro no encontrado puro na natureza. Encontra-se geralmente combinado com outros elementos formando rochas as quais d-se o nome de MINRIO. Minrio de ferro O minrio de ferro retirado do subsolo, porm muitas vezes encontrado exposto formando verdadeiras montanhas. (Fig. 1)

Fig. 1 O principais minrios de ferro so a Hematita e Magnetita. Para retirar as impurezas, o minrio lavado, partido em pedaos menores e em seguida levados para a usina siderrgica. (Fig. 2)

Fig. 2

Obteno do ferro gusa Na usina, o minrio derretido num forno denominado ALTO FORNO. No alto forno, j bastante aquecido, o minrio depositado em camadas sucessivas, intercaladas com carvo coque (combustvel) e calcrio (fundente). (Fig. 3)__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 6

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Fig. 3

Estando o alto forno carregado, por meio de dispositivo especial injeta-se ar em seu interior. O ar ajuda a queima do carvo coque, que ao atingir 1200C derrete o minrio. (Fig.4)

Fig. 4

O ferro ao derreter-se deposita-se no fundo do alto forno. A este ferro d-se o nome de ferro-gusa ou simplesmente gusa. As impurezas ou escrias por serem mais leves, flutuam sobre o ferro gusa derretido. (Fig. 5)

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Fig. 5

Atravs de duas aberturas especiais, em alturas diferentes so retiradas, primeiro a escria e em seguida o ferro-gusa que despejado em panelas chamadas CADINHOS. (Fig. 6)

Fig. 6

O ferro-gusa derretido levado no cadinho e despejado em formas denominadas lingoteiras. Uma vez resfriado, o ferro-gusa retirado da lingoteira recebendo o nome de LINGOTE DE FERRO GUSA. (Fig. 7)

Fig. 7

Fig. 8

A seguir so armazenados para receberem novos tratamentos, pois este tipo de ferro, nesta forma, usado apenas na confeco de peas que no passaro por processos de usinagem.

Ferro fundido uma liga de ferro - carbono que contm de 2 a 4,5% de carbono. O ferro fundido obtido diminuindo-se a porcentagem de carbono do ferro gusa. portanto um ferro de segunda fuso.__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 8

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A fuso de ferro gusa, para a obteno do ferro fundido, feita em fornos apropriados sendo o mais comum o forno CUBIL. (Fig. 9)

Fig. 9

O ferro fundido tem na sua composio maior porcentagem de ferro, pequena porcentagem de carbono, silcio, mangans, enxofre e fsforo. Tipos de ferro fundido Os tipos mais comuns de ferro fundido so o ferro fundido cinzento e o ferro fundido branco. Ferro fundido cinzento Caractersticas: Fcil de ser fundido e moldado em peas. (Fig. 10) Fig. 10 Fcil de ser trabalhado por ferramentas de corte. (Fig. 11) Fig. 11 Absorve muito bem as vibraes, condio que torna ideal para corpos de mquinas. (Fig. 12) Fig. 12 Quando quebrado sua face apresenta uma cor cinza escura, devido o carbono se encontrar combinado com o ferro, em forma de palhetas de grafite. Porcentagem de carbono varivel entre 3,5% a 4,5%.

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Ferro fundido branco Caractersticas: Difcil de ser fundido. Muito duro, difcil de ser usinado, s podendo ser trabalhado com ferramenta de corte especiais. usado apenas em peas que exijam muito resistncia ao desgaste. Quando quebrado, sua face apresenta-se brilhamte, pois o carbono apresenta-se totalmente combinado com o ferro. Porcentagem de carbono varivel entre 2% e 3%. O ferro fundido cinzento, devido s suas caractersticas, tm grande aplicao na indstria. O ferro fundido branco utilizado apenas em peas que requerem elevada dureza e resistncia ao desgaste. Ao O ao um dos mais importantes materiais metlicos usados na indstria mecnica. usado na fabricao de peas em geral. Obtm-se o ao abaixando-se a porcentagem de carbono do ferro gusa. A porcentagem de carbono no ao varia entre 0,05% a 1,7%. Principais caractersticas do ao:

Fig. 13

Fig 14Pode ser curvado

Fig 15Pode ser dobrado

Pode ser trabalhado com ferramenta de corte

Fig. 16

Fig. 17

Fig. 18

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Pode ser forjado

Pode ser soldado

Pode ser laminado

Fig. 19Pode ser estirado (trefilado)

Fig. 20Possui grande resistncia trao

H duas classes gerais de aos: os aos ao carbono e os aos especiais ou aos-liga.

Ao ao carbono So os que contm alm do ferro, pequenas porcentagens de carbono, mangans, silcio, enxofre e fsforo. Os elementos mais importantes do ao ao carbono so o ferro e o carbono. O mangans e silcio melhoram a qualidade do ao, enquanto que o enxofre e o fsforo so elementos prejudiciais. Ferro - o elemento bsico da liga. Carbono - Depois do ferro o elemento mais importante do ao. A quantidade de carbono define a resistncia do ao. Exemplo: Um ao com 0,50% mais resistente que um ao com 0,20% de carbono. Alm disso, os aos com porcentagem acima de 0,35% de carbono podem ser endurecidos por um processo de aquecimento e resfriamento rpido denominado tmpera. A porcentagem aproximada de carbono de um ao pode ser reconhecida na prtica pelas fagulhas que desprendem ao ser esmerilhado. O ao com at 0,35% de carbono, desprendem fagulhas em forma de riscos (Aos de baixa porcentagem de carbono). (Fig.21)

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Fig. 21

Nos aos com 0,4% at 0,7% de carbono as fagulhas saem em forma de estrelinhas. (Ao de mdia porcentagem de carbono). (Fig.22)

Fig. 22

Acima de 0,7% de carbono as estrelinhas saem em forma de um feixe. (Ao de alto teor de carbono). (Fig.23)

Fig. 23

Classificao segundo a ABNT A fim de facilitar as interpretaes tcnicas e comerciais, a ABNT, (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) achou por bem dar nmeros para a designao dos aos de acordo com a porcentagem de carbono. Principais designaes: Designao Ao 1006 1010 1020 1030 1040 1050 Porcentagem de carbono 0,08% C 0,08% a 0,13% C 0,18% a 0,23% C 0,28% a 0,34% C 0,37% a 0,44% C 0,48% a 0,55% C

1060 0,55% a 0,65% C Segundo a ABNT, os dois primeiros algarismos designam a classe do ao. Os dois ltimos algarismos designam a mdia do teor de carbono empregado. Exemplo: Ao 10 20

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10 - significa que ao ao carbono

20 - significa que a porcentagem mdia de carbono 0,20%.

Ento, o ao 1020, um ao ao carbono cuja porcentagem de carbono varia entre 0,18% a 0,23%. Formas comerciais do ao Para os diferentes usos industriais, o ao encontrado no comrcio na forma de vergalhes, perfilados, chapas, tubos e fios. 1) Vergalhes - so barras laminadas em diversos perfis, sem tratamento posterior laminao. (Fig.24).

redondo

chato

quadrado

sextavado

Fig. 24 Quando se necessita de barras com formas e medidas precisas recorre-se aos aos trefilados, que so barras que aps laminadas passam por um processo de acabamento denominado trefilao. (Fig.25)

Fig. 25 2) Perfilados - So vergalhes laminados em perfis especiais tais como: L (cantoneira), U, T, I (duplo T), Z. (Fig.26).

(L)

(U)

(T)

(T)

(Z)

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Fig. 26 Chapas -

-

Perfilados

So laminados planos, encontradas no comrcio nos seguintes tipos: Chapas pretas - sem acabamento aps a laminao, sendo muito utilizadas nas indstrias. Chapas galvanizadas - recebem aps a laminao uma fina camada de zinco. So usadas em locais sujeitos a umidade, tais como calhas e condutores, etc. Chapas estanhadas - tambm conhecidas como Folhas de Flandres ou latas. So revestidas com uma fina camada de estanho.

So usadas principalmente na fabricao de latas de conservas devido sua resistncia umidade e corroso. (Fig.27)

Fig. 27

Tubos -

Dois tipos de tubos so encontrados no comrcio: com costura - Obtidos por meio de curvatura de uma chapa. Usados em tubulaes de baixa presso, eletrodutos, etc.(Fig.28) Fig. 28

sem costura - Obtidos por perfurao a quente. So usados em tubulaes de alta presso.(Fig.29).

Fig. 29

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Os tubos podem ser pretos ou galvanizados. Fios (arames) - So encontrados em rolos podendo ser galvanizados ou comuns.

Alguns exemplos de especificao 1) Ao laminado 1020

! - 2

x 100

interpretao: uma barra de ao de baixa porcentagem de carbono (0,20%) com 2 de dimetro e 100mm de comprimento. (Fig.30).

Fig. 30 2) Ao laminado 1050 - 1 x 2 x 150

interpretao: uma barra de ao de mdio teor de carbono (0,50%) laminada em forma retangular (chata) com as seguintes dimenses: (Fig.31)

Fig. 31 Resistncia ruptura Algumas tabelas apresentam os aos classificados pela resistncia ruptura, indicada em quilogramas por milmetro 2 quadrado (kg/mm ). Exemplo: Ao 60 kg/mm2

Isso significa que um fio desse ao, que tenha uma seco de 2 1mm , rompe-se quando se aplica em seus extremos um esforo de trao de 60 kg. (Fig.32)__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 15

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Fig. 32 Tabela de aos ao carbono e usos gerais Ao 1006 a 1010 - (Extra-macio) Resistncia ruptura - 35 a 45 kg/mm Teor de carbono - 0,05% a 0,15% No adquire tmpera Grande maleabilidade, fcil de soldar-se Usos: chapas, fios, parafusos, tubos estirados, produtos de caldeiraria, etc. Ao 1020 a 1030 - (Macio) Resistncia ruptura - 45 a 55 kg/mm Teor de carbono - 0,15% a 0,30% No adquire tmpera Malevel e soldvel Usos: barras laminadas e perfiladas, peas comuns de mecnica, etc. Ao 1030 a 1040 - (Meio macio) Resistncia ruptura - 55 a 65 kg/mm Teor de carbono - 0,30% a 0,40% Apresenta incio de tmpera Difcil para soldar Usos: peas especiais de mquinas e motores, ferramentas para a agricultura, etc.2 2 2

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Ao 1040 a 1060 - (Meio duro) Resistncia ruptura - 65 a 75 kg/mm Teor de carbono - 0,40% a 0,60% Adquire boa tmpera Muito difcil para soldar-se Usos: peas de grande dureza, ferramentas de corte, molas, trilhos, etc. Ao acima de 1060 - (Duro a extra-duro) Resistncia ruptura - 75 a 100 kg/mm Teor de carbono - 0,60% a 1,50% Tempera-se facilmente No solda Usos: peas de grande dureza e resistncia, molas, cabos, cutelaria, etc.2 2

Aos especiais ou aos-ligas Devido s necessidades industriais, a pesquisa e a experincia levaram descoberta de aos especiais, mediante a adio e a dosagem de certos elementos no ao ao carbono. Conseguiram-se assim aos-liga com caractersticas tais como resistncia trao e corroso, elasticidade, dureza, etc., bem melhores que a dos aos ao carbono comuns. Conforme as finalidade desejadas, adiciona-se ao ao-carbono um ou mais dos seguintes elementos: nquel, cromo, mangans, tungstnio, cobalto, vandio, silcio, molibdnio e alumnio.

Dessa forma, so obtidos aos de grande emprego nas indstrias, tais como:

Ao cromo (inoxidvel)

Ao silcio mangans

Ao rpido

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Ao cromo-vandio

Ao cobalto

Ao cromo-nquel

Os tipos de aos especiais, bem como composio, caractersticas e usos industriais so encontrados em tabelas. Tipos de aos especiais, caractersticas e usos. 1) Aos Nquel 1 a 10% de Nquel - Resistem bem ruptura e ao choque, quando temperados e revenidos. Usos - peas de automveis, mquinas, ferramentas, etc. 10 a 20% de Nquel - Resistem bem trao, muito duros temperveis em jato de ar. 20 a 50% de Nquel - Resistentes aos choques, boa resistncia eltrica, etc. Usos - vlvulas de motores trmicos, resistncias eltricas, cutelaria, instrumentos de medida, etc. 2) Aos Cromo at 6% Cromo - Resistem bem ruptura, so duros, no resistem aos choques. Usos - esferas e rolos de rolamentos, ferramentas, projteis, blindagens, etc. 11 a 17% de Cromo - Inoxidveis. Usos - aparelhos e instrumentos de medida, cutelaria, etc. 20 a 30% de Cromo - Resistem oxidao, mesmo a altas temperaturas.. Usos - vlvulas de motores a exploso, fieiras, matrizes, etc. 3) Aos Cromo-Nquel 8 a 25% Cromo, 18 a 15% de Nquel - Inoxidveis, resistentes ao do calor, resistentes corroso de elementos qumicos. Usos - portas de fornos, retortas, tubulaes de guas salinas e gases, eixos de bombas, vlvulas e turbinas, etc.

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4) Aos Mangans 7 a 20% de Mangans - Extrema dureza, grande resistncia aos choques e ao desgaste. Usos - mandbulas de britadores, eixos de carros e vages, agulhas, cruzamentos e curvas de trilhos, peas de dragas, etc. 5) Aos Silcio 1 a 3% de Silcio - Resistncias ruptura, elevado limite de elasticidade e propriedades de anular o magnetsmo. Usos - molas, chapas de induzidos de mquinas eltricas, ncleos de bobinas eltricas, etc. 6) Aos Silcio-Mangans 1 silcio, 1% de Mangans - Grande resistncias ruptura e elevado limite de elasticidade. Usos - molas diversas, molas de automveis, de carros e vages, etc. 7) Aos Tungstnio 1 a 9% de tungstnio - Dureza, resistncia ruptura, resistncia ao calor da abraso (frico) e propriedades magnticas. Usos - ferramentas de corte para altas velocidades, matrizes, fabricao de ms, etc. 8) Aos Cobalto Propriedades magnticas, dureza, resistncia ruptura e alta resistncia abraso, (frico). Usos - ms permanentes, chapas de induzidos, etc. No usual o ao cobalto simples. 9) Aos Rpidos 8 a 20% de tungstnio, 1 a 5% de vandio, at 8% de molibdnio, 3 a 4% de cromo - Excepcional dureza em virtude da formao de carboneto, resistncia de corte, mesmo com a ferramenta aquecida ao rubro pela alta velocidade. A ferramenta de ao rpido que inclui cobalto, consegue usinar at o ao-mangans de grande dureza. Usos - ferramentas de corte de todos os tipos para altas velocidades, cilindros de laminadores, matrizes, fieiras, punes, etc.__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 19

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10) Aos Alumnio-Cromo 0,85 a 1,20% de alumnio, 0,9 a 1,80% de cromo - Possibilita grande dureza superficial por tratamento de nitrelao (termo-qumico). Usos - camisas de cilindro removveis de motores a exploso e de combusto interna, virabrequins, eixos, calibres de medidas de dimenses fixas, etc.

Aos Inoxidveis Os aos inoxidveis caracterizam-se por uma resistncia corroso superior dos outros aos. Sua denominao no totalmente correta, porque na realidade os prprios aos ditos inoxidveis so passveis de oxidao em determinadas circunstncias. A expresso, contudo, mantida por tradio. Quanto composio qumica, os aos inoxidveis caracterizamse por um teor mnimo de cromo da ordem de 12%. Inicialmente porm vamos definir o que se entende por corroso e a seguir esclarecer o porque de um ao ser resistente corroso. Para explicar o que corroso vamos usar a definio da Comisso Federal para Proteo do Metal (Alemanha): Corroso a destruio de um corpo slido a partir da superfcie por processos qumicos e/ou eletroqumicos. O processo mais freqente que provoca esta destruio o ataque do metal pelo oxignio da atmosfera. Porm o ao pode ser atacado e destrudo por outras substncias, tais como cidos, lcalis e outras solues qumicas. Este ataque puramente qumico, pode ser favorecido por processos eletroqumicos. J vimos que o elemento de liga principal que garante a resistncia corroso o cromo. Esta resistncia corroso explicada por vrias teorias. Uma das mais bem aceitas a teoria da camada protetora constituda de xidos. Segundo essa teoria, a proteo dada por uma fina camada de xidos, aderente e impermevel, que envolve toda a superfcie metlica e impede o acesso de agentes agressivos. Outra teoria, surgida posteriormente, julga que a camada seja formada por oxignio absorvido. O assunto controverso e continua sendo objeto de estudos e pesquisas. Entretanto, o que est fora de dvida que, para apresentarem suas caractersticas de resistncia corroso, os aos inoxidveis devem manter-se permanentemente em presena de oxignio ou de uma__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 20

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substncia oxidante que tornam insensvel a superfcie dos aos aos ataques corrosivos de substncias oxidantes e diz-se ento que o ao est passivado. Quando o meio em que est exposto o ao inoxidvel no contiver oxignio, a superfcie no pode ser passivada. Nestas condies a superfcie considerada ativada e o comportamento do ao quanto corroso depender s da sua posio na srie galvnica dos metais em relao ao meio corrosivo. Os aos inoxidveis devem resistir corroso de solues aquosas, gases / quentes ou lquidos de alto ponto de ebulio at a temperatura de cerca 650C. Acima desta temperatura j entramos no campo dos Aos Resistentes ao Calor. Classificao A classificao mais usual e prtica dos aos inoxidveis a baseada na microestrutura que eles apresentam em temperatura ambiente, a saber: Aos inoxidveis ferrticos (no temperveis) Aos inoxidveis martensticos (temperveis) Aos inoxidveis austenticos Os aos dos dois primeiros grupos so ligados com cromo e eventualmente com at 2,5% de nquel podendo conter ainda molibdnio at cerca de 1,5%. Os aos do terceiro grupo so ligados com cromo e nquel podendo contar ainda molibdnio e em alguns casos titnio ou nibio e tntalo.

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Metais No Ferrosos

Cobre O cobre um metal vermelho-marrom, que apresenta ponto de fuso corresponde a 1.083C e densidade correspondente a 8,96 3 g/cm (a 20C), sendo, aps a prata, o melhor condutor do calor e -6 da eletricidade. Sua resistividade eltrica de 1,7 x 10 ohm-cm (a 20). Por este ltimo caracterstico, uma de suas utilizaes principais na indstria eltrica. O Cobre apresenta ainda excelente deformabilidade. Alm disso, o cobre possui boa resistncia corroso: exposto ao do ar, ele fica, com o tempo, recoberto de um depsito esverdeado. A oxidao, sob a ao do ar, comea em torno de 500C. No atacado pela gua pura. Por outro lado, cidos, mesmo fracos, atacam o cobre na presena do ar. Apresenta, finalmente, resistncia mecnica e caractersticos de fadiga satisfatrios, alm de boa usinabilidade, cor decorativa e pode ser facilmente recoberto por eletrodeposio ou por aplicao de verniz. O cobre, forma uma srie de ligas muito importantes. Segundo classificao da ABNT, os principais tipos de cobre so os seguintes: cobre eletroltico tenaz (Cu ETP), fundido a partir de cobre eletroltico, contendo no mnimo 99,90% de cobre (e prata at 0,1%); cobre refinado a fogo de alta condutibilidade (Cu FRHC), contendo um mnimo de 99,90% de cobre (includa a prata); cobre refinado a fogo tenaz (Cu FRTP), fundido a partir do tipo anterior, contendo de 99,80% a 99,85% no mnimo de cobre (includa a prata); cobre desoxidado com fsforo, de baixo teor de fsforo (Cu DLP), obtido por vazamento em molde, isento de xido cuproso por desoxidao com fsforo, com um teor mnimo de 99,90% de cobre (e prata) e teores residuais de fsforos (entre 0,004 e 0,012%); cobre desoxidado com fsforo, de alto teor de fsforo (Cu DHP), obtido como o anterior, com teor mnimo de cobre (e prata) de 99,80% ou 99,90% e teores residuais de fsforo (entre 0,015 e 0,040%); cobre isento de oxignio (Cu OF), do tipo eletroltico, de 99,95% a 99,99% de cobre (e prata); processado de modo a no conter nem xido cuproso e nem resduos desoxidantes;__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 22

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cobre refundido (Cu CAST), obtido a partir de cobre secundrio e utilizado na fabricao de ligas de cobre; o teor mnimo de cobre (e prata) varia de 99,75% (grau A) a 99,50% (grau B). Esses tipos de cobre so fornecidos em forma de placas, chapas, tiras, barras, arames e fios, tubos, perfis ou conformados por forjamento. Suas propriedades mecnicas variam dentro dos seguintes limites:

limite de escoamento limite de resistncia trao alongamento dureza Brinell mdulo de elasticidade

- 5 a 35 kgf/mm - 22 a 45 kgf/mm - 48 a 60% - 45 a 105 HB

2

2

- 12.000 a 13.500 kgf/mm

2

Alguns tipos apresentam boa resistncia ao choque e bom limite de fadiga. Os valores dependem do estado em que se encontra o metal, se recozido ou encruado. O grau de encruamento ou recozimento designado pela expresso tmpera, a qual no tem nada a ver com o tratamento trmico de tmpera, aplicado nas ligas ferro-carbono. As aplicaes industriais dos vrios tipos de cobre acima mencionados so as seguintes: cobre eletroltico tenaz (Cu ETP) e cobre refinado a fogo de alta condutibilidade (Cu FRHC) - de qualidade mais ou menos idntica - aplicaes onde se exige alta condutibilidade eltrica e boa resistncia corroso, tais como: na indstria eltrica, na forma de cabos condutores areos, linhas telefnicas, motores geradores, transformadores, fios esmaltados, barras coletoras, contatos, fiao para instalaes domsticas e industriais, interruptores, terminais, em aparelhos de rdio e em televisores tec.; na indstria mecnica, na forma de peas para permutadores de calor, radiadores de automveis, arruelas, rebites e outros componentes na forma de tiras e fios; na indstria de equipamento qumico, em caldeiras, destiladores, alambiques, tanques e recipientes diversos, em equipamento para processamento de alimentos; na construo civil e arquitetura, em telhados e fachadas, calhas e condutores de guas pluviais, cumieiras, pra-raios, revestimentos artsticos etc; cobre refinado a fogo tenaz (Cu FRTP) - embora contendo maior teor de impurezas, as aplicaes so mais ou menos__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 23

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semelhantes s anteriores no campo mecnico, qumico e construo civil; na indstria eltrica, esse tipo de cobre pode ser aplicado somente quando a condutibilidade eltrica exigida no for muito elevada; cobre isento de oxignio (Cu OF) - devido a sua maior conformabilidade, particularmente indicado para operaes de extruso por impacto; aplicaes importantes tm-se em equipamento eletro-eletrnico, em peas para radar, anodos e fios de tubos a vcuo, vedaes vidro-metal, vlvulas de controle termosttico, rotores e condutores para geradores e motores de grande porte, antenas e cabos flexveis e em peas para servios a altas temperaturas, na presena de atmosferas redutoras; cobre desoxidado com fsforo, de baixo teor em fsforo (Cu DLP) - utilizado principalmente na forma de tubos e chapas, em equipamento que conduz fluidos, tais como evaporadores e permutadores de calor, tubulaes de vapor, ar, gua fria ou quente e leo; em tanques e radiadores de automveis; em destiladores, caldeiras, autoclaves, onde se requer soldagem, em aparelhos de ar condicionado etc.; cobre desoxidado com fsforo, de alto teor em fsforo (Cu (DHP) - aplicaes praticamente semelhantes s do tipo anterior.

Lato Os lates comuns so ligas de cobre-zinco, podendo conter zinco em teores que variam de 5 a 50%, o que significa que existem inmeros tipos de lates. A presena do zinco, obviamente, altera as propriedades do cobre. medida que o teor de zinco aumenta, ocorre tambm uma diminuio da resistncia corroso em certos meios agressivos, levando dezinficao, ou seja, corroso preferencial do zinco. No estado recozido, a presena de zinco at cerca de 30% provoca um ligeiro aumento da resistncia trao, porm a ductilidade aumenta consideravelmente. Nessa faixa de composio, pode-se distinguir vrios tipos representados na Tabela I, com as respectivas propriedades mecnicas. Os valores das propriedades esto representadas numa larga faixa, devido condio da liga - se recozida ou mais ou menos encruada. Os lates indicados na Tabela I apresentam as seguintes aplicaes:__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 24

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conbre-zinco 95-5 - devido a sua elevada conformabilidade a frio, utilizado para pequenos cartuchos de armas; devido a sua cor dourada atraente, emprega-se na confeco de medalhas e outros objetos decorativos cunhados, tais como emblemas, placas etc.; cobre-zinco 90-10 - tambm chamado de bronze comercial; de caractersticas semelhantes ao tipo anterior, sua principais aplicaes so feitas na confeco de ferragens, condutos, peas e objetos ornamentais e decorativos tais como emblemas, estojos, medalhas etc.; cobre-zinco 85-15 - tambm chamado lato vermelho; caractersticas e aplicaes semelhantes s ligas anteriores; cobre-zinco 80-20 - ou lato comum - idem; cobre-zinco 70-30 - tambm chamado lato para cartuchos combina boa resistncia mecnica e excelente ductilidade, de modo que uma liga adequada para processos de estampagem; na construo mecnica, as aplicaes tpicas so cartuchos para armas, tubos e suportes de tubo de radiadores de automveis, carcaas de extintores de incndio e outros produtos estampados, alm de pinos e rebites. Outras aplicaes incluem tubos para permutadores de calor, evaporadores, aquecedores e cpsulas e roscas para lmpadas;

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Tabela I LATES ESPECIAIS Propriedades mecnicasN. ASTM Designao Sigla Composio Limite de Limite de Alongamento Dureza % Brinell % resistncia escoamento 2 trao kgf/ mm 2 kgf/mm

210

Cobre-zinco 95-5

220 Cobre-zinco 90-10 230 Cobre-zinco 85-15 240 Cobre-zinco 80-20 260 Cobre-zinco 70-30 268 Cobre-zinco 67-33 270 272 Cobre-zinco 63-37 274 280 Cobre-zinco 60-40

CuZn5 Cu-94,0-96,0 Zn-restante CuZn10 Cu-89,0/91,0 Zn-restante CuZn15 Cu-84,0/86,0 Zn-restante CuZn20 Cu-78,5/81,5 Zn-restante CuZn30 Cu-68,5/71,5 Zn-restante CuZn33 Cu-65,5/68,5 Zn-restante CuZn37 Cu-62,0/65,5 Zn-restante CuZn40 Cu-59,0/62,0 Zn-restante

27-55 27-57 31-60 31-64 33-85 34-86 34-86 38-60

10-38 9-42 10-42 12-48 12-54 13-55 13-55 16-45

45-3 50-4 50-4 52-3 62-3 60-3 56-5 40-4

65-120 55-125 60-135 65-155 65-160 65-165 65-165 85-145

cobre-zinco 67-33 - embora, apresentando propriedades de ductilidade ligeiramente inferiores ao tipo 70-30, as aplicaes so idnticas.

A partir de 37% de zinco, nota-se uma queda mais acentuada na ductilidade. Os lates desse tipo, indicados na Tabela I, com as respectivas propriedades, tm as seguintes aplicaes: cobre-zinco 67-37 - na fabricao de peas pro estampagem leve, como componentes de lmpadas e chaves eltricas, recipientes diversos para instrumentos, rebites, pinos, parafusos componentes de radiadores etc.; cobre-zinco 60-40 - tambm chamado metal Muntz - esta liga de duas fases presta-se muito bem a deformaes mecnicas a quente. geralmente utilizada na forma de placas, barras e perfis diversos ou componentes forjados para a indstria mecnica; na indstria qumica e naval, emprega-se na fabricao de tubos de condensadores e permutadores de calor.

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Bronze A Tabela II apresenta os principais tipos. Nos bronzes comerciais o teor de estanho varia de 2 a 10%, podendo chegar a 11% nas ligas para fundio.Tabela II PRINCIPAIS TIPOS DE BRONZE Propriedades mecnicasN. ASTM Designao Sigla Composio Limite de Limite de Alongamento Dureza % Brinell % resistncia escoamento 2 trao kgf/ mm 2 kgf/mm

Sn-1,0/2,5 505 Cobre-zinco 98-2 CuSn2 P-0,02/0,30 Cu-restante Sn-3,0/4,5 511 Cobre-zinco 96-4 CuSn4 P-0,02/0,40 Cu-restante Sn-4,4/5,5 510 Cobre-zinco 95-5 CuSn5 P-0,02/0,40 Cu-restante Sn-5,5/7,5 519 Cobre-zinco 94-6 CuSn6 P-0,02/0,40 Cu-restante Sn-7,5/9,0 521 Cobre-zinco 92-8 CuSn8 P-0,02/0,40 Cu-restante Sn-9,0/11,0 524Cobre-zinco 90-10

28-65

11-50

45-2

16-150

33-90

13-58

50-2

70-195

35-95

13-62

55-2

75-205

37-100

15-76

60-2

80-225

42-105

17-82

65-2

85-240

CuSn10 P-0,02/0,04 Cu-restante

44-100

19-85

65-3

95-245

medida que aumenta o teor de estanho, aumentam a dureza e as propriedades relacionadas com a resistncia mecnica, sem queda da ductilidade. Essas ligas podem, geralmente, ser trabalhadas a frio, o que melhora a dureza e os limites de resistncia trao e escoamento, como est indicado na Tabela, pelas faixas representativas dos valores dessas propriedades.

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As propriedades so ainda melhoradas pela adio de at 0,40% de fsforo, que atua como desoxidante; nessas condies, os bronzes so chamados fosforosos. Os bronzes possuem elevada resistncia corroso, o que amplia o campo de seu emprego. Freqentemente adiciona-se chumbo para melhorar as propriedades lubrificantes ou de anti frico das ligas, alm da usinabilidade. O zinco da mesma forma eventualmente adicionado, atuando como desoxidante em peas fundidas e para a resistncia mecnica. As principais aplicaes dos vrios tipos de bronze so as seguintes: tipo 98-2 - devido a sua boa condutibilidade eltrica e melhor resistncia mecnica que o cobre, empregado em contatos, componentes de aparelhos de telecomunicao, molas condutoras etc,; em construo mecnica, como parafusos com cabea recalcada a frio, tubos flexveis, rebites, varetas de soldagem etc.; tipo 96-4 - em arquitetura; em construo eltrica, como molas e componentes de interruptores, chaves, contatos e tomadas; na construo mecnica, como molas, diafragmas, parafusos com cabea recalcada a frio, rebites, porcas etc.; tipo 95-5 - em tubos para gua cidas de minerao, componentes para as indstrias txteis, qumicas e de papel; molas, diafragmas, parafusos, porcas, rebites, varetas de soldagem etc.; tipo 94-6 - mesmas aplicaes anteriores em condies mais crticas, devido a sua maior resistncia fadiga e ao desgaste. produzido tambm nas formas de chapas, barras, fios e tubos; tipo 92-8 - melhor resistncia fadiga e ao desgaste; na forma de chapas, barras, fios e tubos. Alm das aplicaes da liga anterior, emprega-se em discos antifrico, devido a suas caractersticas antifrico; tipo 90-10 - a liga, entre os bronzes, que apresenta as melhores propriedades mecnicas, sendo por isso a mais empregada. Entre algumas aplicaes tpicas, incluem-se molas para servios pesados.

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Alumnio Seu peso especfico de 2,7 g/cm a 20C; seu ponto de fuso corresponde a 660C e o mdulo de elasticidade de 6.336 2 kgf/mm . Apresenta boa condutibilidade trmica e relativamente alta condutibilidade eltrica (62% da do cobre). no-magntico e apresenta baixo coeficiente de emisso trmica. Esses caractersticos, alm da abundncia do seu minrio principal, vm tornando o alumnio o metal mais importante, aps o ferro. O baixo peso especfico do alumnio torna-o de grande utilidade em equipamento de transporte - ferrovirio, rodovirio, areo e naval - e na indstria mecnica, numa grande variedade de aplicaes. O baixo ponto de fuso, aliado a um elevado ponto de ebulio (cerca de 2.000C) e a uma grande estabilidade a qualquer temperatura, torna a fuso e a moldagem do alumnio muito fceis. A condutibilidade trmica, inferior somente s da prata, cobre e ouro, o torna adequado para aplicaes em equipamento destinado a permutar calor. Sua alta condutibilidade eltrica e ausncia de magnetismo o tornam recomendvel em aplicaes na indstria eltrica, principalmente em cabos condutores. Finalmente, o baixo fator de emisso o torna aplicvel como isolante trmico. Entretanto, a resistncia mecnica baixa; no estado puro 2 (99,99% Al), o seu valor gira em torno de 5 a 6 kgf/mm ; no estado encruado (laminado a frio com reduo de 75%) sobe para 2 cerca de 11,5 kgf/mm . muito dctil: alongamento de 60 a 70%. Apresenta boa resistncia corroso, devido estabilidade do seu principal xido Al2O3 que se forma na superfcie do metal. Essa resistncia corroso melhorada por anodizao, que ainda melhora sua aparncia, tornando-o adequado para aplicaes decorativas. As ligas de alumnio no apresentam a mesma resistncia corroso que o alumnio puro, de modo que quando se deseja aliar a maior resistncia mecnica das ligas com a boa resistncia corroso do alumnio quimicamente puro, utiliza-se o processo de revestimento da liga por capas de alumnio puro (cladding), originando-se o material Alclad.3

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Devido a sua alta ductilidade, facilmente laminado, forjado e trefilado, de modo a ser utilizado na forma de chapas, folhas muito finas, fios, tubos etc. De um modo geral, pode-se dizer que o alumnio de pureza equivalente a 99,9% anodizado, apresenta caractersticos ticos anlogos aos da prata, aplicando-se, por exemplo, em refletores. Com pureza equivalente a 99,5% utiliza-se em cabos eltricos armados com ao, alm de equipamentos variados na indstria qumica. Com pureza de 99%, sua principal aplicao em artigos domsticos, principalmente para utilizao em cozinhas.

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Materiais No Metlicos

Madeira Constituio da madeira A madeira se origina das rvores e constituda por um conjunto de tecidos que forma a massa de seus troncos. O tronco a parte da rvore donde se extrai a madeira. Situado entre as razes e os ramos, o tronco composto de clulas alongadas, de vrias naturezas, segundo sua idade e suas funes, reunidas por uma matria intercelular. A Figura 34 mostra o corte transversal de um tronco de rvore. Na parte externa, o tronco compreende a casca, que se subdivide em casca externa e casca interna. A casca uma camada protetora que protege e isola os tecidos da rvore contra os agentes atmosfricos. Debaixo da casca, situa-se o liber, que um tecido cheio de canais que conduzem a seiva

Fig. 34

-

Corte transversal de um tronco de rvore.

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descendente. Debaixo do liber, encontra-se o alburno (ou cmbio) que uma camada viva a formao recente, formada de clulas em plena atividade de proliferao, igualmente cheia de canais, que conduzem a seiva ascendente ou seiva bruta; sua espessura mais ou menos grande, segundo as espcies. Sob o alburno, encontra-se o cerne, formado por madeira dura e consistente, impregnada de tanino e lignina. O cerne a parte mais desenvolvida da rvore e a mais importante sob o ponto de vista de material de construo. formado por uma srie de anis concntricos de colorao mais clara e mais escura alternadamente; so os anis ou camadas anuais, que possibilitam conhecer a idade da rvore, sobretudo nos pases temperados, onde so mais ntidos. Finalmente, no centro do tronco, encontra-se a medula, constituda de material mole. A madeira constituda quimicamente por celulose e lignina. Sua composio qumica aproximadamente 50% de carbono, 42 a 44% de oxignio, 5,0 a 6,0% de hidrognio, 1% de nitrognio e 1,0% de matria mineral que se encontra nas cinzas. As madeiras, pela sua estrutura anatmica, compreendem dois grandes grupos:

conferas ou resinosas, da classe botnica das gimnospermas; da frondosas, dicotiledneas. classe botnica das angiospermas

s conferas pertencem o pinho e o pinheirinho. s frondosas pertence a maioria das madeiras utilizadas, tais como aroeira-doserto, sucupira amarela, eucaliptos citriodora, jatob, cabreva vermelha, guarant, pau-marfim, peroba-rosa, cavina, eucaliptos robusta, canela, amendoim, peroba-de-campos,, imbuia, pinho brasileiro, freij, cedro, jequitib-rosa, etc. Caractersticos fsicos e mecnicos da madeira So caractersticos fsicos a umidade, o peso especfico e a retratilidade. So caractersticos mecnicos as resistncias compresso, trao, flexo ao cisalhamento, ao fendilhamento e ao choque. A umidade afeta grandemente a resistncia mecnica da madeira, de modo que importante a sua determinao. As madeiras, logo aps o corte, ou seja, ainda verdes, apresentam 80% ou mais de umidade. Com o tempo, secam, perdendo inicialmente a gua chamada embebio, alcanando o ponto de saturao ao ar: cerca de 25% de umidade. Continuando a secar, as madeiras perdem a gua de impregnao, contida nas fibras e paredes dos vasos, resultando contrao. A secagem ao ar, ao abrigo das intempries, ocasiona perda de umidade at o seu teor alcanar o equilbrio com o grau hidromtrico do ar.__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 33

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A secagem em estufa, a 105C, durante determinado tempo, pode ocasionar total evaporao da gua de impregnao, chegando a umidade a 0%. A gua de constituio, ou seja, aquela contida nas molculas da madeira no se altera. O peso especfico das madeiras varia de 0,30 a 1,30 g/cm , dependendo da espcie da madeira, da rvore de origem, da localizao do corpo de prova retirado da madeira em exame etc. As madeiras comerciais brasileiras apresentam pesos especficos 3 que variam de 0,35 a 1,30 g/cm . A retratilidadede corresponde s contraes lineares e volumtricas e sua determinao feita em corpos de prova retirados da madeira com vrios teores de umidade: madeira verde, madeira seca ao ar e madeira seca em estufa. Quanto s propriedades mecnicas propriamente ditas, elas dependem do teor de umidade da madeira e, principalmente, do seu peso especfico. As propriedades que interessam, sob o ponto de vista prtico so:3

resistncia compresso paralela s fibras mdulo de elasticidade compresso resistncia flexo esttica mdulo de elasticidade flexo resistncia flexo dinmica ou ao choque resistncia trao normal s fibras resistncia ao fendilhamento dureza resistncia ao cisalhamento.

As melhores madeiras para construo so as que provm de rvores de maior altura, com troncos retos e regulares. Devem apresentar boa homogeneidade, boa resistncia mecnica e dureza, sem, contudo, serem muito densas e difceis de trabalhar. Quando as aplicaes so de natureza mecnica, como em certas mquinas, cabos de ferramentas e aplicaes semelhantes, as madeiras devem aliar resistncia compresso boa resistncia ao choque, ou seja, tenacidade. A seguir, indicam-se algumas das principais madeiras encontradas no Brasil, com os respectivos pesos especficos, variveis dentro dos limites assinalados e aplicaes comuns:

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acapu ou angelim de folha larga, com peso especfico entre 3 0,85 e 1,00 g/cm , ocorrente no Par e Amazonas, aplicada em mveis, acabamentos internos, assoalhos, compensados, construo naval e civil etc; almecegueira ou breu, com densidade entre 0,40 e 0,50, ocorrente no Norte e Centro do Brasil e no litoral de So Paulo at o Rio Grande do Sul, aplicada em mveis, acabamento de interiores, compensados, etc; amendoim ou amendoim bravo, com densidade entre 0,80 e 0,90, ocorrente em So Paulo, Mato Grosso e norte do Paran, aplicada em mveis, acabamentos de interiores, assoalhos, cabos de ferramentas, etc; anglica ou anglica-do-Par, com densidade de 0,70 a 0,90, ocorrente no Par e Amazonas, aplicada em mveis, assoalhos, esquadrias, implementos agrcolas, construo naval, estruturas, etc; angico-preto ou angico preto rajado, de densidade entre 0,75 a 0,95, ocorrente no Vale do Rio Doce, So Paulo e Mato Grosso, aplicada em cabos de ferramentas, assoalhos, dormentes, etc; angico-vermelho ou angico verdadeiro, com densidade entre 0,70 e 0,80 ocorrente no Vale do Paranapanema, norte do Paran, at Rio Grande do Sul, aplicada em assoalhos, construes rurais, vigamentos, dormentes, etc; araputangai ou mogno, com densidade de 0,40 a 0,50, ocorrente em Mato Grosso, Gois, Par, Amazonas e Acre, aplicada em mveis, acabamentos interiores, compensados, construo naval, etc; aroeira-do-serto ou aroeira legtima, de densidade entre 0,85 e 1,20, encontrada no Nordeste, Bahia, Minas Gerais, So Paulo, Gois e Mato Grosso, aplicada em construo naval, pontes, postes, moires, etc; cabreva-parda ou blsamo, com densidade de 0,90 a 1,10 ocorrente na regio costeira e em Santa Catarina, aplicada em mveis, acabamentos de interiores, tbuas e tacos de assoalhos, etc; canela ou canela-clara, com densidade de 0,60 a 0,75, ocorrente nas serras da Mantiqueira e do Mar, aplicada em mveis, carpintaria, dormentes, etc; caroba ou jacarand-caroba, de densidade entre 0,40 a 0,50, ocorrente desde o sul da Bahia at o Rio Grande do Sul, aplicada em caixotes, brinquedos, etc; carvalho brasileiro ou cedro rajado, com densidade entre 0,65 e 0,75, encontrado no litoral do Estado de So Paulo,__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 35

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aplicada em mveis, acabamentos de interiores, compensados, etc; castanheiro ou castanheiro-do-Par, com densidade de 0,65 a 0,75, ocorrente no Par, Amazonas e Acre, aplicada em mveis, construo civil, construo naval, compensado, etc; copaba ou leo-copaba, de densidade entre 0,70 e 0,90, encontrada em todo o pas, utilizada em mveis, acabamentos de interiores, cabos de ferramentas, coronha de armas, implementos agrcolas, etc; faveiro ou sucupira-branca, de densidade entre 0,90 a 1,10, ocorrente em Minas Gerais, So Paulo, Gois e Paran, empregada em tbuas, tacos, implementos agrcolas, carrocerias, construo naval, etc; freij ou frei-jorge, de densidade entre 0,40 e 0,90, encontrada no Par, aplicada em mveis, construo civil, construo naval, etc; jenipapo ou jenipapeiro, com densidade entre 0,70 e 0,85, ocorrente no Par, Amazonas e Acre, utilizada em tornearia, implementos agrcolas, etc; grumixava ou salgueiro, com densidade entre 0,60 e 0,80, ocorrente na Serra do Mar, empregada em mveis, tornearia, cabos de ferramentas, compensados, etc; guaraiva ou quebra-quebra, com densidade entre 0,80 e 0,90, ocorrente em So Paulo, empregada em tornearia, cabos de ferramentas, construo naval, etc; gurarant ou pau-duro, com densidade entre 0,95 e 1,10, ocorrente em So Paulo, Mato Grosso e Gois, empregada em tornearia, tacos, cabos de ferramentas, implementos agrcolas, estacas, postes etc.; imbuia ou canela imbuia, com densidade entre 0,70 e 0,80, encontrada no Paran, Santa Catarina, empregada em mveis, acabamentos de interiores, tacos etc.; ip-pardo ou piva do cerrado, com densidade entre 0,90 e 1,20, encontrada em Mato Grosso, Bahia, Minas Gerais, So Paulo e Paran, empregada em tornearia, tbua e tacos de assoalhos, implementos agrcolas, construo naval etc.; jacarand-do-litoral ou jacarand do brejo, com densidade entre 0.75 e 1,10, ocorrente na regio do litoral, entre So Paulo e Santa Catarina, empregada em mveis, tacos de assoalhos, tornearia, cabos de cutelaria etc.; jatob ou farinheira, com densidade entre 0,80 e 1,10, ocorrente em todo pas, empregada em implementos agrcolas, tacos, construo civil, construo naval, dormentes etc.; jequitib-rosa ou pau-caixo, com densidade entre 0,50 e 0,70, ocorrente na Bahia, Rio de Janeiro, So Paulo, Minas__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 36

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Gerais e Esprito Santo, empregada em mveis, compensados etc.; pau-ferro ou muirapixuma, com densidade entre 0,90 e 1,20, ocorrente nas caatingas do Nordeste, empregada em tornearia, construo civil, dormentes, emplementos agrcolas, construo naval etc.; pau-marfim ou marfim, com densidade entre 0,75 e 0,95, ocorrente no Sul do pas, empregada em mveis, implementos agrcolas, tornearia etc.; peroba ou amargoso, com densidade entre 0,75 e 0,85, ocorrente no Paran, Mato Grosso, Minas Gerais, So Paulo e Bahia, empregada em mveis, esquadrias, carrocerias, construo civil etc.; peroba-do-campo ou ip-peroba, com densidade entre 0,75 e 0,80, encontrada na Bahia, Minas Gerais, So Paulo, Gois e Mato Grosso, empregada em mveis, tacos, construo naval etc.; pinho brasileiro ou pinho do Paran, com densidade entre 0,50 e 0,60, encontrada no Paran, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Minas Gerais e So Paulo, empregada em mveis, acabamentos de interiores, compensados etc.; sucupira-parda ou sucupira, com densidade entre 0,90 e 1,10, ocorrente no Par, Amazonas, Gois, Mato Grosso e Bahia, empregada em mveis, tornearia, tacos de assoalhos, implementos agrcolas, construo naval etc.; vinhtico ou amarelinho, com densidade entre 0,55 e 0,65, ocorrente no litoral fluminense, Minas Gerais, Bahia e Mato Grosso, empregada em mveis, acabamentos de interiores, compensados, construo naval etc.; Defeitos e enfermidades das madeiras As madeiras esto sujeitas a defeitos ou anomalias que alteram sua estrutura e a enfermidades que afetam sua composio qumica, reduzem sua resistncia e causam o seu apodrecimento. As anomalias principais so as seguintes: fibra torcida ou revirada, defeito esse caracterizado pelo fato das fibras das rvores no crescerem paralelamente ao eixo, mas sim em forma de hlice, devido ao excessivo crescimento das fibras perifricas com relao s internas. Estas madeiras servem somente para postes e ps-direitos;__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 37

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irregularidades nos anis de crescimento ou ns, o que, quase sempre, rejeita a madeira; excentricidade do cerne, causada por crescimento heterognio, resultado em pouca elasticidade e baixa resistncia; fendas ou gretas mais ou menos profundas, no sentido transversal; outras fendas de diversos tipos e denominaes constituem igualmente anomalias que podem dificultar a utilizao plena da madeira. Quanto s enfermidades das madeiras, os principais agentes destruidores so fungos, bactrias, insetos, moluscos e crustcios marinhos. Os fungos que atacam a celulose e a lignina so os mais nocivos. A madeira saturada de gua ou com umidade inferior a 20% mais difcil de ser atacada pelos fungos. H moluscos que atacam as madeiras de embarcaes, de diques e outras construes navais, incrustando-se na madeira e abrindo galerias verticais. O meio de combat-los consiste em tratar-se a madeira com creosoto. Depois de atacadas por esses moluscos, as madeiras podem ser tratadas com sultato de cobre. Preservao da madeira Um dos meios utilizados para preservar as madeiras por intermdio da secagem, natural ou artificial. Alm da secagem, h os tratamentos superficiais, os quais so aplicados por pintura ou por imerso da madeira ou por impregnao ou por outros mtodos. Os materiais aplicados so chamados preservativos. Quando se utiliza o processo de pintura, os preservativos so de preferncia previamente aquecidos, para penetrar mais profundamente na madeira. Na imerso, mergulha-se a madeira no preservativo durante 15 a 20 minutos, com melhores resultados que a simples pintura superficial, pois todas as possveis trincas e fendas ficam em total contato com o material protetor. Sem entrar em pormenores, os processos de impregnao que podem utilizar, numa mesma operao, vapor, vcuo e presso, so os mais eficientes de todos, pois, por seu intermdio, as partes internas das madeiras so tambm atingidas e ficam protegidas da ao dos agentes destruidores. Os preservativos mais comumente empregados so: o creosoto, j mencionado e o mais importante de todos, o sulfato de cobre, o bicloreto de mercrio, leos crus (parafinados, asflticos) etc.__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 38

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Materiais Plsticos Os materiais plsticos so compostos de resinas naturais ou resinas sintticas. Quase todas as resinas plsticas so de natureza orgnica, tendo em sua composio Hidrognio, Carbono, Oxignio e Azto. As matrias-primas para a fabricao dos materiais plsticos provm do carvo mineral, do petrleo ou de produtos vegetais. O verdadeiro incio da indstria dos materiais plsticos data de 1909, quando foram descobertos os primeiros materiais plsticos denominados Bakelite, Durez, Resinox e Textolite. Classificao Geral dos Materiais Plsticos H duas categorias principais: Termoplsticos e Plsticos de endurecimento a quente. 1) Termoplsticos So os que, quando aquecidos, comeam a amolecer a partir de cerca de 60C, podendo ento ser moldado sem qualquer alterao de sua estrutura qumica. Os materiais termoplsticos mais conhecidos so: acrlicos, celulsicos, fluorcarbonos, naturais (shellac, asfalto, copal, etc.) nylon, polietilenos, poliestirenos, polivinils e protenicos. 2) Plsticos de endurecimento a quente Estes, ao contrrio dos primeiros, sofrem alterao qumica da sua estrutura quando moldados e no podem ser amolecidos novamente pelo calor para uma operao de reforma. Suas temperaturas de moldagem so muito mais altas que as dos termoplsticos. Por outro lado, o produto acabado deste plstico resiste a temperaturas muito mais altas, sem deformao. Os plsticos de endurecimento a quente mais conhecidos so: alkyds, epoxides, furan, inorgnicos, melaminos, fenlicos, poliesters, silicones e formaldedos de uria. Componentes dos Materiais Plsticos 1. Resina - Uma das acima citadas, que o componente bsico e que d as principais caractersticas, o nome e a classificao do material plstico. 2. Massa - um material inerte, fibroso, destinado a reduzir o custo de fabricao e melhorar a resistncia ou choque e as resistncias trmica, qumica e eltrica. Como massa so utilizados, conforme o caso, dentre outros, os seguintes__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 39

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materiais: p de madeira, mica, celulose, algodo, papel, asfalto, talco, grafite, p de pedra. A massa normalmente empregada na composio dos materiais plsticos de endurecimento a quente. 3. Plasticizantes - So lquidos que fervem a temperatura elevadas (entre 94 e 205C). Sua funo melhorar ou facilitar a corrida das resinas, na moldagem, e tornar mais flexvel as partes acabadas. 4. Lubrificantes - Usam-se o leo de linhaa, o leo de rcino, a lanolina, o leo mineral, a parafina, a grafite. A funo dos lubrificantes impedir que as peas moldadas se fixem aos moldes. 5. Colorantes. 6. Catalisadores ou Endurecedores, que so elementos necessrios ao controle do grau de polimetrizao da resina; consiste numa transformao qumica que aumenta o peso molecular do plstico. 7. Estabilizadores - So elementos que impedem deteriorao, mudana de cor e conservam a mistura plstica at o momento da sua moldao. Propriedades Principais Comuns a Maioria dos Materiais Plsticos: leveza, resistncia deteriorao pela umidade, condutibilidade trmica, baixa condutibilidade eltrica. baixa

Processos de Fabricao de Produtos Plsticos Acabados So variadas as tcnicas. Citam-se, a seguir, apenas alguns, a ttulo de exemplo. 1) Para materiais termoplsticos: a) Moldagem por injeo a quente (fig.35); b) Moldagem por extruso (fig.36); c) Moldagem a ar comprimido; d) Moldagem a vcuo.

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Fig. 35

Fig. 36 2) Para materiais plsticos de endurecimento a quente: a) Moldagem por compresso a quente (fig.37); b) Laminagem (fig.38);; c) Fundio e moldagem.

Fig. 37

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Fig. 38

Papelo Hidrulico Os papeles hidrulicos destinam-se vedao de tubulaes com vapor saturado, gua quente ou fria, solues neutras, solventes, e produtos qumicos. As juntas confeccionadas em papelo hidrulico oferecem elevada resistncia ao esmagamento, baixo relaxamento, resistncia altas temperaturas e a produtos qumicos. So fabricados com fibras minerais ou sintticas ligadas com elastmero. As fibras so responsveis pela elevada resistncia mecnica e o elastmero, vulcanizado sobre presso e temperatura determina a resistncia qumica e as caractersticas de selabilidade, flexibilidade e elasticidade. As borrachas mais usadas na fabricao do papelo hidrulico so a natural (NB), neoprene (CR), nitrlica (NBR) e sinttica (SBR). No caso das fibras as mais usadas so: A. Amianto - Mineral incombustvel, inerte a maioria dos produtos qumicos; B. Fibra Aramida - Material sinttico, orgnico com excelente resistncia mecnica e boa resistncia a produtos qumicos; C. Fibra de Carbono - Material sinttico, com excelente resistncia qumica e mecnica; D. Fibra Celulose - Material natural de limitada resistncia temperatura. Como principais tipos de papeles hidrulicos, temos: A. No Amianto - Fabricado a base de fibras de carbono com borracha nitrca; B. Amianto - Fabricado com Amianto ligado com borracha sinttica__________________________________________________________________________________________________ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 42

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Para presses elevadas, o papelo hidrulico fabricado com insero de tela, aumentando a resistncia mecnica. Entretanto a selabilidade reduzida, pois o fluido tende a escapar pela interface (tela x borracha). O papelo hidrulico pode ser fornecido com acabamento do tipo grafitado, natural ou com antiaderente. O acabamento do tipo grafitado facilita a desmontagem, evitando que o material cole no flange. Quando a contaminao por grafite for indesejvel, podese usar papelo com acabamento antiaderente. Para a escolha correta do tipo de papelo hidrulico importante o fuido a ser vedado, a temperatura mxima de operao e a presso mxima de trabalho. Limites de Servio Cada papelo hidrulico apresenta seu prprio limite mximo de temperatura e presso em funo dos seus componentes (tipos de borracha e das fibras de amianto). Estas condies mximas porm, no devem ocorrer em conjunto, visto que na medida que aumenta a temperatura, o papelo vai perdendo sua resistncia mecnica ou presso. A borracha sofre processo de envelhecimento e o amianto perde a gua de cristalizao, que diminui a sua resistncia mecnica. O processo de perda de gua de cristalizao inicia-se a 350C. Contudo mais acentuado na faixa de temperatura de 540 a 600C e consequentemente, a resistncia a presso do papelo cai em elevadas temperaturas. Os diversos tipos de borracha usados na fabricao dos papeles hidrulicos, determinam seu grau de resistncia em relao aos fluidos a serem vedados.

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Borracha (Elastmero)

Definio Substncia elstica feita do ltex coagulado de vrias plantas, principalmente a seringueira, a goma-elstica, o caucho, etc, ou por processos qumicos-industriais. Beneficiados para a indstria. Os elastmeros mais usados e suas caractersticas so: Natural (NR): produto extrado de plantas tropicais, possui excelente elasticidade, flexibilidade e baixa resistncia qumica. Envelhece devido ao ataque pelo oznio, no recomendado para uso em locais expostos ao sol ou em presena de oxignio. Limites de temperatura: -50C a 90C; Sinttica (SBR): o mais comum dos elastmeros. Foi desenvolvido como alternativa borracha natural apresentando caractersticas similares com melhor resistncia temperatura. Recomendado para trabalho em gua, os cidos fracos e lcalis. Limites de temperatura: -50C a 120C; Nitrilica (NBR): tambm conhecida como Buna-N, possui boa resistncia a leos, gasolina, solventes e hidrocarbonetos. Limites de temperatura: -50C a 120C; Cloroprene (CR): conhecida pela sua marca comercial Neoprene. Possui excelente resistncia aos leos, gasolina, oznio, luz solar e envelhecimento, e baixa permeabilidade aos gases. Limites de temperatura: -50C a 120C. Fluorelastmero (Vitom): excelente resistncia aos cidos fortes, leos, gasolina, solventes clorados e hidrocarbonetos. Limites de temperatura: -40C a 230C.

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Materiais Metlicos e no Metlicos - Avaliao1) Quais as caractersticas do ferro fundido branco?

2) Qual o ao ao carbono adequado para fazer: Peas comuns de mecnica. Ferramentas para agricultura

3) Qual os aos especiais que usaria para construir as seguintes peas: Faca de cozinha Mola de automvel Engrenagem

4) Qual a propriedade mecnica fundamental que se procura num ao inoxidvel?

5) Quais as vantagens da adio de elementos de liga nos aos?

6) Explicar por que o ferro fundido cinzento pouco resistente e muito frgil, quando comparado ao ao?

7) Quais so as caractersticas principais que tornam o cobre um metal de grande importncia industrial?

8) Por que o bronze prefervel ao ao como material para mancais? 9) Por que o alumnio comercialmente puro tem limitaes na sua aplicao em componentes mecnicos?__________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 45

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10) Quais so s propriedades que comumente se determinam na madeira?

11) Quais as propriedades principais comuns s diversas espcies de plsticos?

12) Quais os elastmeros mais usados e suas caractersticas?

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