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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
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Materiais de Construção Mecânica
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Apresentação da disciplina
Propriedades mecanicas dos materiais
Mecanismos de fratura dos materiais
Proj. de mecanismos p/avaliação e aplic. de materiais
Classificação dos aços
Elementos de liga
Revisão diagrama ferro-carbono
Tratamento térmico dos aços
Aplicação dos materiais em projetos mecânicos
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Ensaios dos materiaisEnsaio de tração
Trat. estat. dos resultados no ensaio de tração
Ensaio de durezaEnsaio de impactoCharpyDWTTNDT
Bibliografia
4
VICENTE CHIAVERINI
Bibliografia
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Propriedades dos Propriedades dos MateriaisMateriais
Composição e ProcessoComposição e Processode Fabricaçãode Fabricação
Microestrutura
EENNGGEENNHHAAR R I I AA
Materiais de Construção Mecânica
Materiais
Metais Não-metais
Ferrosos Não-ferrosos Sintéticos Naturais
Aço
s
Fof
os
Pes
ados
Leve
s
Plá
stic
os
Res
inói
des
Mad
eira
Cou
ro
Bo
rrac
ha
Etc
Materiais de Construção Mecânica
O aço é melhor material de construção mecânica
O aço é o metal mais utilizado por 2 razões:
– baixo custo
– excelentes propriedades mecânicas
Os utilizadores de aço enfrentam em geral 2 questões fundamentais:
– escolha do aço
– tratamento do aço
Para tirar o máximo partido de um aço, é necessário conhecer as suas propriedades em função da sua composição e as modificações provocadas pelos diversos tratamentos.
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Forno à Sal
Materiais de Construção Mecânica
CLASSIFICAÇÃO DAS USINAS SIDERÚRGICAS
• Usinas Integradas - que operam as três fases básicas: redução, refino e laminação.
• Usinas Semi-integradas - que operam duas fases: refino e laminação. Estas usinas partem de ferro gusa, ferro esponja ou sucata metálica adquiridas de terceiros para transformá-los em aço em aciarias elétricas e sua posterior laminação.
• Usinas não integradas- que operam apenas uma fase do processo: redução ou laminação. No primeiro caso estão os produtores de ferro gusa, os chamados guseiros, que têm como característica comum o emprego de carvão vegetal em altos fornos para redução do minério. No segundo, estão os relaminadores, geralmente de placas e tarugos, adquiridos de usinas integradas ou semi-integradas e os que relaminam material sucatado.
Materiais de Construção Mecânica
USINAS SIDERÚRGICAS INTEGRADAS
Materiais de Construção Mecânica
USINAS SIDERÚRGICAS SEMI-INTEGRADAS (MINI-USINAS)
• O processo produtivo das usinas semi-integradas (mini-usinas) compreende apenas o refino e a laminação, e utiliza a sucata ferrosa como insumo básico.
Materiais de Construção Mecânica
Usinas não integradas
• Usinas não integradas- que operam apenas uma fase do processo: redução ou laminação.
ou
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SETORES INDUSTRIAIS ATENDIDOS
1º Petroleiro: João Cândido 07/05/10- Suezmax 274 metros de comprimento e capacidade de um milhão de barris de petróleo
Estaleiro Atlântico Sul
Refinaria
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Vídeos
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Materiais de Construção Mecânica
CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS METÁLICAS
LIGAS METÁLICAS
LIGAS METÁLICAS
FERROSASFERROSAS NÃO-FERROSASNÃO-FERROSAS
AÇOSAÇOS FERROS FUNDIDOSFERROS FUNDIDOS
Materiais de Construção Mecânica
EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA
• OBJETIVOS DA ADIÇÃO DE ELEMENTOS DE LIGA:
– Alterar as propriedades mecânicas.– Aumentar usinabilidade.– aumentar temperabilidade. – Conferir resistência ao desgaste.– Conferir resistência à corrosão.– Conferir DUREZA A QUENTE.– Modificar as características elétricas e magnéticas.
• DESVANTAGENS:
– Custo mais alto.– Maiores cuidados durante o tratamento térmico, entre outras.
Materiais de Construção Mecânica
INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
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SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOSSAE (Society Automotive Engineers) e ABNT
ABNT- NBR 6006 – Classificação por composição química de aços para construção mecânica. XX = teor de carbono em 0,01%
10XX Aços-carbono de uso geral11XX Aços de fácil usinagem, com enxofre13XX Manganês (1,75%)40XX Molibdênio (0,25%)
43XX Níquel(1,8%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%) 51XX Cromo (0,8-1,05%) 86XX Níquel (0,55%), Cromo (0,5%) e Molibdênio (0,2%) 98XX Níquel (1,0%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
ABNT- NBR 6006 – Classificação por composição química de aços para construção mecânica. XX = teor de carbono em 0,01%
10XX Aços-carbono de uso geral11XX Aços de fácil usinagem, com enxofre13XX Manganês (1,75%)40XX Molibdênio (0,25%)
43XX Níquel(1,8%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%) 51XX Cromo (0,8-1,05%) 86XX Níquel (0,55%), Cromo (0,5%) e Molibdênio (0,2%) 98XX Níquel (1,0%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
Materiais de Construção Mecânica
CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
• Aço carbono: aço que não contém elementos de liga além dos teores residuais
admissíveis e no qual os teores de manganês e silício não ultrapassam os limites
máximos de 1,65% e 0,30% respectivamente.
• Aço baixo carbono: aço carbono com teor nominal de carbono inferior ou igual a
0,30%.
• Aço médio carbono: aço carbono com teor nominal de carbono superior a 0,30%
e inferior a 0,60%.
• Aço alto carbono: aço carbono com teor nominal de carbono superior ou igual a
0,60%.
Materiais de Construção Mecânica
Aços de Baixo Carbono ≤ 0,3%C• Alta ductilidade;• Bons para trabalhos mecânico e
soldagem;• Não são temperáveis;• Utilizados na construção de prédios,
pontes, navios, automóveis.
Tensão
D eform ação
R utura
E scoam en to
Região de deform ação p lásticaRegião dedeform ação e lástica
Tensão de rutura
Tensão de escoam ento
Tensão máxima
Limite de resistência à tração = Tensão máxima
Materiais de Construção Mecânica
Aços de Médio Carbono 0,30 %C≤ 0,6• Quando temperados e
revenidos atingem boa tenacidade e resistência.
• Os tratamentos térmicos são realizados com taxas de resfriamento elevadas e com seções finas.
• São utilizados em rodas, equipamentos ferroviários, e peças que necessitam de alta resistência mecânica.
Materiais de Construção Mecânica
Aços de Alto Carbono > 0,60% C• Apresentam elevada dureza e
resistência após a têmpera.• São comumente utilizados
em trilhos,
Junta de dilatação numa estrada de ferro (folga)
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Variação das Propriedades Mecânicas com o teor de carbono
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Ensaio de tração
Máquina de Tração EMIC DL 60000
(MPa)
(%)
500
350
280
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
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COMO CAIU NA PROVA?
Materiais de Construção Mecânica