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SMM 0342 - INTRODUÇÃO AO
ENSAIO MECÂNICO DOS
MATERIAIS
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
PROPRIEDADES
MECÂNICAS
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
PROPRIEDADES MECÂNICAS:
•DUREZA;
•RESISTÊNCIA MECÂNICA;
•RIGIDEZ OU MÓDULO DE ELASTICIDADE;
•DUTILIDADE;
•TENACIDADE;
•TENACIDADE À FRATURA;
•TENACIDADE AO IMPACTO;
•RESISTÊNCIA À FADIGA;
•RESISTÊNCIA MECÂNICA EM ALTA TEMPERATURA
(FLUÊNCIA).
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
PROPRIEDADES FÍSICAS:
•DENSIDADE;
•PROPRIEDADES ÓPTICAS;
•PROPRIEDADES ELÉTRICAS;
•PROPRIEDADES TÉRMICAS;
•ESTABILIDADE DIMENSIONAL;
•PONTO DE FUSÃO;
•VISCOSIDADE;
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
PROPRIEDADES MECÂNICAS SÃO INFLUENCIADAS
PELO PROCESSAMENTO: CONFORMAÇÃO MECÂNICA
(DEFORMAÇÃO PLÁSTICA)
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇO
(ri.gerdau.c
om)
Minério de Ferro
ALTO-FORNO
SOLEIRA DO ALTO-FORNO
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO FERRO GUSA:
CARBONO: 3,5 - 4,5%
SILÍCIO: 0,3 - 2,0%
ENXÔFRE: 0,01 - 0,1%
FÓSFORO: 0,05 -2 %
MANGANÊS: 0,5 - 2%
SAÍDA DO FERRO
GUSA DO ALTO
FORNO PARA O
CARRO TORPEDO.
(COLPAERT)
FABRICAÇÃO DO AÇO
Conversão do gusa
DESCARREGAMENTO DO GUSA PARA OS CONVERSORES
FABRICAÇÃO DO AÇO
Conversão do gusa
ACIARIA
ELÉTRICA FABRICAÇÃO DO AÇO
FORNO - PANELA
FORNO - PANELA
DESGASEIFICAÇÃO
Principal objetivo é eliminar os gases dissolvidos no aço líquido, especialmente o
hidrogênio
(www.manutencaoesuprimentos.com.br)
(www.edef.net)
(www.kaptandemir.com.tr)
REFINO SECUNDÁRIO - FEIXE DE ELÉTRONS
REFINO UTILIZADO TANTO
PARA AÇOS COMO PARA
METAIS REFRATÁIOS COMO
O TÂNTALO E O NIÓBIO
NIÓBIO
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
• O Brasil possui a maior reserva de nióbio do mundo, com 98% da
produção mundial, seguido pelo Canadá e Austrália;
• O minério mais importante deste metal é o pirocloro;
• As reservas brasileiras apresentam teor médio de 0,73% de Nb2O5;
PROF.DR. DALTRO GARCIA PINATTI
• Primeiro bolsista FAPESP- orientador: Prof. Dr. Sergio Mascarenhas de
Oliveira ;
• Estudou “Efeito Costa Ribeiro”: PINATTI, D. G.; MASCARENHAS, S.,
CORRENTES ELÉTRICAS PRODUZIDAS DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO
DA ÁGUA. Journal of Applied Physics , v. 38, p. 2648, 1967;
• Primeiro doutor em Engenharia de Materiais do Brasil, formado na
Universidade do Rice, Texas, EUA, dentro do Programa de Materiais da
NASA. Contribuiu com a ideia para a blindagem térmica da Apollo 11 na
reentrada;
“The base of the CM consisted of a heat shield made of brazed
stainless steel honeycomb filled with a phenolic epoxy resin...”
PROF.DR.PINATTI E PROFA.DRA. ROSA CONTE- FEIXE DE ELÉTRONS-
COMISSIONAMENTO-ALEMANHA-1980
Rota tradicional
purificação química do óxido do metal de interesse (99,9xxx % de pureza)
• redução do óxido com sódio metal sob a forma de pó (puro porque óxido já
era puro)
• fusão do pó do metal por feixe de elétrons metal consolidado na forma de
lingotes
• conformação mecânica barras, fios e outros
Rota desenvolvida por Pinatti
• Abandonar a purificação química do óxido do metal de interesse;
• Fazer uma redução com alumínio de um óxido de grau técnico (química
sumária);
• Obter um metal bruto, cujas impurezas principais eram o alumínio e os
intersticiais (O, N, H,C, Si), transferindo para o forno de feixe de elétrons a
função de fundir e purificar o metal;
•Aprisionar as impurezas evaporadas do metal em painéis de Cu
refrigerados a água, dentro da câmara de fusão.
REFINO SECUNDÁRIO – Dr. Pinatti
FORNO DE FEIXE DE ELÉTRONS
ANTES E DEPOIS DA
TECNOLOGIA DESENVOLVIDA
PELO DR. PINATTI
Forjamento
Laminação
Trefilação
Embutimento
Profundo Estiramento
Matriz
Cisalhamento
ExtrusãoExtrusão
PRINCÍPAIS TIPOS DE CONFORMAÇÃO
Grãos
originais
Grãos
deformados
e alongados
LAMINAÇÃO A FRIO
LAMINAÇÃO A FRIO
Laminação a Frio
LAMINAÇÃO - PRODUTOS
LAMINADOR SEQÜENCIAL DE PERFIS
ARRANJOS TÍPICOS DE ROLOS PARA LAMINADORES
LAMINADOR UNIVERSAL
MECÂNICA DA LAMINAÇÃO A QUENTE
RECRISTALIZAÇÃO
DINÂMICA
LAMINAÇÃO
Laminação a Quente
EXTRUSÃO
EXTRUSÃO
Como o tubo de creme dental, o metal não é líquido, mas se torna um sólido maleável no momento da extrusão, e assim ele pode assumir a forma desejada como se mudássemos o formato do bico do tubo de creme dental.
EXTRUSORA
EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS
EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS
FORJAMENTO (Quente ou Frio)
MATRIZ ABERTA MATRIZ FECHADA S/
REBARBAS
FORJAMENTO
MATRIZ FECHADA C/ REBARBA
FORJAMENTO - PRODUTOS
FORJAMENTO
FORJAMENTO EM MATRIZ
ABERTA E MATRIZ FECHADA.
Open Die Forging
Forjamento a Quente
(Matriz Aberta)
Forjamento a Quente
(Matriz Fechada)
MANGA DE EIXO
TREFILAÇÃO
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
Bancada de Trefilação
TREFILAÇÃO - PRODUTOS
Perfis trefilados
ESTIRAMENTO POR TRAÇÃO
(STRETCHING)
Usado na
fabricação de
revestimentos
O ESTIRAMENTO É UTILIZADO NA FABRICAÇÃO DE ESTRUTURAS OU REVESTIMENTOS.
Calandrados – São revestimentos com curvatura cilindrica:virolas para reatores petroquímicos.
ESTIRAMENTO
Estiramento - Produtos
Revestimentos do teto do EMB170
Winglet
Estiramento - Produtos
Revestimentos Estirados – Dianteira do ERJ 145
Revestimentos Calandrados – Central II
Repuxamento (SPINNING )
REPUXAMENTO- EXEMPLOS
Repuxamento (SPINNING )
DEFORMAÇÃO À FRIO
Aumenta a dureza e a resistência dos materiais, mas a
ductilidade diminui (menor tenacidade);
Permite a obtenção de dimensões dentro de tolerâncias
estreitas;
Produz melhor acabamento superficial.
ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO
PELA DEFORMAÇÃO À FRIO
É o fenômeno no qual um material endurece devido à deformação plástica (realizado pelo trabalho à frio);
Esse endurecimento dá-se devido ao aumento de discordâncias e imperfeições promovidas pela deformação, que impedem o escorregamento dos planos atômicos;
A medida que se aumenta o encruamento maior é a força necessária para produzir uma maior deformação;
O encruamento pode ser removido por tratamento térmico (recristalização) onde diminui a densidade discordâncias.
Estrutura do grão
deformado por
trabalho a frio de
um aço baixo
carbono.
trabalho a frio:
(a)10%
(b) 30%
(c) 60% and
(d) 90% (250).
ENCRUAMENTO
VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES
MECÂNICAS EM FUNÇÃO DO
ENCRUAMENTO
O encruamento
aumenta a resistência
mecânica a tração;
O encruamento aumenta o limite de escoamento;
O encruamento diminui a ductilidade
Original
43 kpsi
6% red.
49 kpsi
11% red.
54 kpsi
21% red.
62 kpsi
29% red.
69 kpsi
37% red.
76 kpsi
50% red.
86 kpsi
60% red.
94 kpsi
69% red.
99 kpsi
Efeito do encruamento (%redução a frio) sobre a Resistência à Tração
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a
trademark used herein under license.
ANISOTROPIA
O alinhamento
dos grãos e o
alongamento das
inclusões causam
um
direcionamento
destas.
©2003 B
roo
ks/
Co
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div
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Comportamento anisotrópico
de uma chapa de Al-Li usado
em aplicações aeroespaciais.
Observe as variações em
resistência em função das
orientações dos grãos.
ANISOTROPIA
Prof. Dr. José Benedito Marcomini
FIM
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