o aço na construção civil
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O aço na construção civil
Uns dos principais motivos que levaram ao tardio uso de ferro foram as altas temperaturas,
necessária para sua fabricação, e que o seu processo de fabricação dificultando tanto a
popularização quanto a comercialização. Para definirmos o que e aço, partiremos de seu
processo, partir do mineiro de ferro: sua matéria-prima.
Os aços diferenciam-se entre si pela forma tamanho e uniformidade dos grãos que o
compõem e, claro, por sua composição química. Esta pode ser alterada em função do
interesse de sua aplicação final obtendo-se através da química aços com diferentes graus de
resistência mecânica, soldabilidade, ductibilidade, resistência a corrosão entre outros. De
maneira geral, os aços possuem excelentes propriedades mecânicas: resistem bem a tracção, a
compressão, a flexão, e como, forjado, estampado, estriado e suas propriedades podem ainda
ser modificadas por tratamentos térmicos ou químicos.
EX: Rolos de aço laminados ( chapas longas enroladas)
A Estrutura do Aços
O aço, como os demais metais, se solidifica pela formação de cristais, que vão crescendo a
diferentes direcções, formando os denominados eixos de cristalização. A partir de um eixo
principal, crescem eixos secundários, que por sua vez se desdobram em novos eixos e assim
por diante ate que toda a massa do metal se torne. Sólida o conjunto formando pelo eixo
principal e secundários de um cristal e denominado dendrita. Quando duas dendritas se
encontram, origina-se uma superfície de contacto e ao térmico do processo de cristalização,
formam cada uma os grãos que compõem o metal, de modo que todos os constituídos de
inúmero grãos, justapostos e unidos.
O aço e constituído de um agregado cristalino, cujos cristais (grão) se encontram justapostos.
As propriedades dos aços dependem muito de sua estrutura cristalina, ou seja, de sua
composição química, do tamanho dos grãos, de sua uniformidade. Os tratamentos térmicos
bem como os trabalhos mecânicos modificam em maior ou menor intensidade alguns destes
aspectos (arranjo, dimensões, formato dos grãos) e, consequentemente, podem levar a
alterações nas propriedades de um determinado tipo de aço, conferindo-lhe características
específicas: mole ou duro, quebradiço ou tenaz, etc.
Tratamento do aço
Tratamentos térmicos são o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são
submetidos os aços, sobcondicoes controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade
de esfriamento. O tratamento térmico e bastante utilizado em aços de alto teor de carbono ou
com elementos ou elementos de liga seus principais objectivos:
1- Aumentar ou diminuir a dureza;
2- Aumentar a resistência mecânica;
3- Melhorar resistência ao desgaste, a corrosão, ao calor;
4- Modificar propriedades eléctricas e magnéticas;
5- Remover tensões internas, provenientes por exemplo de resfriamento desigual;
6- Melhorar a ductilidade, a trabalhobilidade e as propriedades de corte;
Os principais parâmetros de influência nos tratamentos térmicos são:
- Aquecimento: Geralmente realizado a temperaturas acima da critica (723°), para uma
completa "austerização’’ do aço. Esta austerização e o ponto de partida para as
transformações posteriores desejados, que vão acontecer em função da velocidade de
resfriamento;
-Tempo de permanência a temperatura de aquecimento: deve ser o estritamente
necessário para se obter uma temperatura uniforme através de toda a sessão do aço;
-Velocidade de Resfriamento: é o factor mais importante, pois é o que efectivamente vai
determinar a estrutura e consequentemente as propriedades finais desejados. As siderúrgicas
escolhem os meios de resfriamento ainda em função da secção e da forma da peça.
Dentre os tratamentos térmicos mais utilizados encontram-se o recozimento, a normalização a
tempera e o revenido. Vejamos a seguir as principais características cada um:
- No Recozimento a velocidade de esfriamento e sempre lenta e o aquecimento pode ser
feito a temperaturas superiores a critica recozimento total ou pleno ou inferiores
recozimento para alivio de tensões internos. E utilizado quando se deseja:
-remover tensões devido o tratamentos mecânicos a frio ou quente, tais como o forjamento e
a laminacao;
-diminuir a dureza para melhorar a usimabilidade do aço;
- alterar propriedades mecânicas;
- ajustar o tamanho do grão.
A normalização: e um tratamento semelhante ao anterior quanto aos objectivos. A
diferença consiste no fato de que o resfriamento posterior e menos lento. Visa refinar a
granulação grosseira de pecas de aço fundido, que são também aplicados em pecas depois de
laminas ou forjadas, ou seja na maioria dos produtos siderúrgicos. E também usado como
tratamento preliminar a temperatura e ao revenido visando produzir uma estrutura mais
A têmpera consiste no resfriamento rápido da peca de uma temperatura superior a critica,
com a finalidade de ser obter uma estrutura com alta dureza (denominada estrutura
martensitica). Embora a obtenção deste tipo de estrutura lrve a um aumento do limite de
resistência a tracção do aço. Bem como de sua dureza, há também uma redução da
maleabilidade e o aparecimento do limite de tensões internas. Procuram-se atenuar estes
inconvenientes através do revenido.
Já o revenido geralmente sucede á têmpera pois além de aliviar ou remover tensões internas,
corrige a sucessiva dureza e fragilidade do material e aumenta a maleabilidade e a resistência
ao choque. A temperatura de aquecimento é inferior á 723º (critica), e os constituintes obtidos
dependem da temperatura a que se aquece a peça.
Propriedades do aço
Suas propriedades são de fundamental importância especificamente no campo de estruturas
metálicas cujo projecto e execução nelas se baseiam. Não são exclusivas dos aços, mas de
tracção crescente ela irá apresentar uma de formação progressiva de extensão, ou seja,
submeter uma barra metálica a um esforço de tracção crescente, ela irá apresentar uma
deformação progressiva de extensão ou seja um aumento de comprimento. Através da análise
deste alongamento pode-se chegar alguns conceitos de propriedades de aço.
A elasticidade é a propriedade do metal de retornar a forma original, uma vez removida a
força externa actuante. Deste modo, a deformação segue a lei de Hook, sendo proporcional ao
esforço aplicado.
P = μ.E
Onde P = tensão aplicada
μ = Deformação
E = módulo de elasticidade do material – módulo de Youg
A Plasticidade é a propriedade inversa á elasticidade ou seja do material não voltar á sua
forma inicial após a remoção da carga externa, obtendo-se deformações permanentes. A
deformação plástica altera a estrutura de um metal.
Ductubilidade é a capacidade do material de se deformar sub acção de cargas antes de se
romper, dai sua grande importância, já que estas deformações constituem um aviso prévio á
ruptura final do material o que é de extrema importância para prevenir acidentes em uma
construção. Por exemplo: a fragilidade, oposta a ductibilidade. É característico dos materiais
que rompem bruscamente sem aviso prévio (um dos principais factores responsáveis por
diversos tipos de acidentes ocorridos em pontes e navios.
A resistência – é a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico, ou seja, a
capacidade de restituir a energia mecânica absorvida. Já a tenacidade é a energia total,
plástica ou elástica que o material pode absorver até a ruptura. Assim, um material dúctil com
a mesma resistência de um material frágil irá requerer maior energia para ser rompido,
portanto é mais tenaz.
A fluência – é mais uma outra propriedade apresentada pelo aço e metais em geral. Ela
acontece em função de ajustes plásticos que podem ocorrer em pontos de tensão, ao longo
dos contornos dos grãos do material. Estes pontos de tensão aparecem logo após o metal ser
solicitado por uma carga constante e sofrer a deformação elástica. Após esta fluência ocorre a
deformação continua, levando a uma redução da área do perfil transversal da peça
(denominada estricção). Tem relação com a temperatura a qual o matéria esta submetido:
quanto mais alta, maior ele será porque facilita o inicio e fim da deformação plástica. Nos
aços é significativa para temperaturas superiores a 350º C, ou seja, em caso de incêndios.
- é importante citar ainda a fadiga, sendo a ruptura de um material sob esforços repetidos ou
cíclicos. A ruptura por fadiga é sempre uma ruptura frágil mesmos para materiais dúcteis.
- por fim, temos a dureza, que é a resistência ao risco ou abrasão: a resistência que a
superfície do material aparece á penetração de uma peça de maior dureza. Sua análise é de
fundamental importância nas operações de estampagem de chapas de aços.
Classificação dos aços
Não existe , ainda hoje uma classificação dos aços considerada precisa e completa,
principalmente com relação aos aços – liga em que cada dia é pesquisada a inclusão de novos
elementos
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