Materiais de Construção na Indústria Química

1) Um dos aços inox mais utilizados pela indústria é o AISI304, com relação

a este material resposta:

a) Qual é a estrutura cristalina?

b) Qual o comportamento em baixas temperaturas?

c) O material é de solda fácil ou difícil?

d) Qual é o problema de corrosão na região das soldas?

- O aço inox AISI304 apresenta estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC); possui

boa resistência em baixas temperaturas uma vez que apresenta temperatura de transição

dúctil-frágil; é um material de solda fácil e apresenta problemas de corrosão intergranular-

sensitização na região da solda.

O aço inox AISI304 é um aço inoxidável austenítico, uma liga de Fe-Cu-Ni (18%Cr-8%Ni) é o mais polular dos aços inoxidáveis.

é uma aço não-temperável, não magnético e que apresenta uma excelente resistência à corrosão mesmo na presença de ácidos como o ácido nítrico e o fosfórico, e na maioria dos ácidos orgânicos e soluções salinas.

Apresenta devido a sua estrutura austenítica (estrutura presente em qualquer temperatura) grande coeficiente de dilatação se comparado com os aços-carbono e outros aços ferríticos. Essa diferença de coeficiente de dilatação deve ser considerado nos equipamentos que tenham partes em aços austeníticos e partes de outros aços.

Possuem estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC) apresentando melhor resistência à fluência do que a estrutura cúbica de corpo centrado do ferro (CCC) e, por esse motivo, os aços inoxidáveis austeníticos têm todos grande resistência à fluência. OBS.: Entre os aços inoxidáveis convencionais, os uqe apresentam melhor resistÇencia à fluÇencia sçao os que contêrm molibidênio (tipo 316 e 317) e também os estabilizados (321, 347 e 348); os de menor resistência são os aços de baixo carbono, tipo "L".

De todos os aços austeníticos, o tipo 304(vulgarmente denominado de "aço 18-8" é o mais empregado por ser uma ótima combinação de excelente resistência à corrosão e custo não muito elevado, cabendo, por isso, a este tipo, cerca de 50% de todos as aplicações de aços inoxidáveis em geral. É o material tradicionalmente empregado em equipamentos de indústria alimentares, onde énecessário não só a resistÇencia à corrosão como também a não-contaminação dos produtos contidos.

Os aços contendo milibidênio (tipos 316 e 317) têm melhor resistência à fluência e melhor resistência à corrosão (principalmente em meios ácidos) do que os outros aços austeníticos, sendo, porém de custo bem mais alto. A adição de Mo obriga, também, a aumentar-se a quantidade de níquel para manter a estrututra austenítica, porque o molibidênio é um forte formador de ferrita.

Os aços inox de baixo teor de carbono (até 0,03%) como tipos 304L e 316L têm limite de resistência à fluência inferior aos de carbono normal, consequentemente, um limite de temperatura de uso também inferior, porém apresentam melhor resistência à corrosão, em particular a corrosão intergranular.

Todos os aços inoxidáveis austeníticos possuem grande resistência à fadiga mecânica. Os inoxidáveis austeníticos são mais fáceis de deformação a frio (curvar, dobrar etc) do que os demais aços inoxidáveis.

A estrutura austenítica 9como os outros metais de cristalização cúbica de face centrada) não apresentam temperatura de transição dúctil-frágil, sendo, assim, teoricamente imunes às fraturas frágeis, qualquer que seja a temperatura. Apresentando boa resistência a baixas temperaturas. Temperaturas mínimas limites para o emprego desses aços: - tipos 316, 317, 321 e todos da série 200: -195ºC - tipos 304, 310, 347 e 348: -255ºC - tipos 304L e 304ELC: sem limite

Todos os aços inoxidáveis austeníticos são materiais de solda fácil, não precisando em geral de nenhum tratamneto de soldas. O aquecimento dos aços austeníticos em temperaturas acima de 870ºC produz um acentuado crescimento de grãos, efeito esse que ocorre sempre na zona termicamente que é efetuada a solda. Nas soldas dissimilares, entre o aço austenítico e outro aço qualquer, pode haver migração de carbono (difusão) em direção ao aço com maior quantidade de carbono (difusão) em direção ao aço com maior quantidade de elementos formadores de carbonetos. Essa migração de carbono dá-se não só ao efetuar-se a solda mas também com o decorrer do tempo, no caso de serviços em temperaturas elevadas, para temperaturas inferiores a 400ºC. A difusão do carbono resulta em perda de resistência mecânica e fragilização.

Os aços inoxidáveis austeníticos têm todos grande resistência à oxidação em temperaturas elevadas. A temperatura de início de oxidação intensa e formação de carepas depende, evidentemente, do meio e quanto maior for a quantidade de cromo no aço maior será a temperatura de início de oxidação.

Chama-se "sensitização" dos aços inoxidáveis a formação de carbonetos complexos de cromo, devido à combinação do cromo com o carbono livre resultante da decomposição da cementita (Fe3C). Essa decomposição ocorre em todos os aços inoxidáveis austeníticos, em geral, quando submetidos à temperatura entre 450ºC e 850ºC, sendo máximo a cerca de 650ºC. Os carbonetos de cromo depositam-se no contorno dos grãos de estrutura metalúrgica. O aço, quando sensitizado, fica sujeito a uma forma especial de corrosão, chamada de "corrosão intergranular", caracterizada pelo aquecimento de trincas no contorno dos grãos, porque a região periférica dos grãos ficando com menor conteúdo do cromo passa a ser anódica em relação às regiões vizinhas. À medida que as trincas avançam os grãos do material vão se destacando até a ruptura da peça.

O aço 304L apresenta uma porcentagem de carbono menor que o 304, e dessa forma acaba sendo menos sujeito a corrosão interscristalina quando aplicada a solda.

A série 400 é dos aços inoxidáveis ferríticos, que são magnéticos e basicamente são ligas de Fe-Cr. Os aços inoxidáveis dessa série podem ser divididos em dois grupos: os ferríticos propriamente ditos, que geralmente têm cromo mais alto e carbono mais baixo e os martensíticos, nos quais predomina um cromo mais baixo e um carbono mais alto (comparado com os ferríticos). Os aços dessa série apresentam resistência à fluência inferior aos austeníticos, solda difícil, comportamento em baixas temperaturas semelhante ao carbono, fragilização a 885ºC, estrutura cristalina CCC.

2) Os aços ligas Cr-Mo são usados em que tipo de serviços? - A adição de cromo está relacionado a temperatura; usadas em temperaturas elevadas o

Cr estabiliza a corrosão (grafitização) e a adição de Mo melhora a resistência a fluência. É

aplicado em tubulações, vasos, tubos de troca de calor e equipamentos de pequeno e

médio porte. Solda difícil. Não funciona bem em baixas temperaturas.

- O efeito da adição de Cr nos aços é o aumento da resistência à oxidação, por ter forte

afinidade pelo oxigênio e oxidar-se preferencialmente, formando um película forte e

aderente.

Aço liga níquel são utilizados em serviços a baixas temperaturas como vaso de alta pressão. Estrutura austenítica.

Tanto o cromo como o molibidênio contribuem, poderosamente para o aumento da resistência do aço ao ataque pelo hidrogênio em altas temperaturas e, por esse motivo, esses aços também são empregados para serviços com hidrogênio em temperaturas e pressões acima dos limites admitidos para o aço-carbono.

3) Entre os ferros fundidos existentes no mercado qual o que apresenta

melhores características mecânicas? Explique. - O ferro fundido nodular apresenta melhores características mecânicas, pois a adição de

Mg promove a esferoidização da grafita, formando nódulos. Aumentando a ductibilidade e

a resistência mecânica; apresenta boa resiliência .

- O ferro fundido maleável: apresenta levada resistência mecânica, baixa ductilidade e

resiliência, boa resistência à compressão no estado líquido, o que permite produção de

peças compridas e finas.

- O ferro fundido temperado - alta tenacidade e resistência mecânica à tração 2 vezes

superior ao nodular, ductibilidade igual ao do nodular.

OBS.: Numa tubulação de esgoto, à baixa pressão, deve-se utilizar ferro fundido ao invés

de aço.

- Ferro fundido branco: apresenta elevada resistência a abrasão e elevada dureza

- O ferro fundido cinzento: apresenta elevada usinabilidade, elevada fluidez na fundição de

peças com paredes finas e complexas; facilidade de fabricação e baixo custo.

Os ferros fundidos apresentam elevada pureza, não soldável, baixa resistência mecânica; possui teor de C de 2% a 6,7% é quebradiço; apresentam alta dureza e tem baixo custo.

O "ferro fundido cinzento" ou "ferro fundido" é o material mais barato que existe; seu emprego em equipamentos de processo é bastante pequeno. O ferro fundido cinzento é obtido por refusão de gusa com sucata de aço ou do próprio ferro fundido. É um material quebradiço, rompendo-se sempre por fratura frágil com muita pequena deformação permanente (inferior a 1%) em qualquer condição de temperatura, devido à presença de grafite (carbono) em forma de veias e escamas, oq que facilita as fraturas e faz com que a resistência à tração e a ductibilidade do material sejam bastante baixas. O ferro fundido tem grande fusibilidade, preenchendo facilmente moldes complicados e muita boa usinabilidade. A sua soldagem é extremamente difícil. A resistência mecânica é baixa, principalmente para esforços de tração e de flexão; o ferro fundido, entretanto, possui uma boa resistência à compressão e grande capacidade de absorção de vibrações. O ferro fundido não pode ser trabalhado a frio.

Em geral, a resistência a corrosão do ferro fundido é sensivelmente melhor do que

aços-carbono, devido à maior quantidade de carbono livre e de cementita, que são componentes catódicos. O ferro fundido, embora se cubra de uma camada de ferrugem, tem excelente comportamento em contato com atmosfera com o solo e com águas neutras ou alcalinas. No contato com todos esses ambientes corrosivos, a ferrugem de ferro fundido progride bem mais devagar do que a dos aços-carbono.

Existe o ferro fundido maleável e o nodular. O ferro fundido maleável além do carbono apresenta silício e mangânes. A resistência a corrosão e os limites de temperatura de emprego do ferro maleável são equivalentes aos de ferro fundido cinzento, sendo de notar que esse material não está sujeito à corrosão grafítica. O ferro maleável tem, entretanto bem melhores qualidades mecânicas, sendo mais dúctil (menos quebradiço) maleável e com limites de resistência à tração mais elevadas. Emprega-se o ferro maleável na fabricação de conexões de tubulações para pequenos diâmetros e baixas pressões

4) Coloque em ordem crescente, quanto a resistência à corrosão (1 mais

resistente e 3 menos resistente) considerando a utilização em tubos de

trocadores de calor em contato com a água salgada, os materiais

abaixo:

Latão de Al ( 3 )

Cuproníquel 70/30 ( 2 )

Titânio ( 1 )

Latões: quanto maior for a quantidade de zinco, maior será a resistência mecânica do

latão e menores serão os custos e a sua resistência à corrosão. Os latões são usados, principalmente, para tubos e espelhos em aparelhos de troca de calor, bem como para válvulas de pequeno diâmetro e pra peças internas em válvulas grandes, todos pra serviços de baixa pressão e temperatura moderada

Titânio: apresenta preços extremamente elevados; são metais muito reativos, com grande afinidae pelo oxigênio, motivo pelo qual passivam-se facilmente, com a formação instantânea de um filme de óxidos, mesmo em ambientes contendo apenas traços de oxigênio ou de umidade. Esse filme é bem mais resistente e impenetrável do que o filme passivador dos aços inoxidáveis ou do alumínio. Apresentam assim extraordinária resistência à corrosão. Apresenta solda difícil; não apresenta temperatura frágil.

Cuproníquel 70/30: são ligas à base de cobre de melhor resistência à corrosão e à temperatura elevada e também de mais alto preço. Compõem-se basicamente, de cobre e níquel em várias proporções. Quanto maior for a quantidade de níquel na liga, melhor será a resistência à corrosão e à temperatura, e mais elevado será o custo. O cobre-níquel são usados, principalmente, para feixes tubulares de aparelhos de troca de calor, onde circula água salgada ou outras águas agressivas e nos quais a temperatura ou a velocidade são mais altas do que o permissível para as ligas de cobre mais econômica.

5) O cloreto de polivinil (PVC) é empregado em tubos de pequenos

diâmetros, válvulas e acessórios de tubulações. Quais as restrições para

o uso material na indústria química? - É restrito para a utilização com solventes aromáticos, solventes clorados, ésteres e

acetonas. Não deve ser empregado em equipamentos que trabalham com fluido inflamável

ou equipamentos para combate a incêndios.

O PVC é atualmente um dos materiais termoplásticas de maior uso industrial; é usado para revestimentos anticorrosivos, aplicados sobre chapas ou tubos de aço e para construção de tanques e vasos de pequenas dimensões e sem pressão.

6) Quais os tipos de revestimentos metálicos anticorrosivos usados na

indústria química? Entre os revestimentos metálicos, podemos citar como mais importantes para os

equipamentos de processo:

- cladeamento (clading)

- alonização (também conhecida como calorização)

- galvanização

- revestimentos não-integrais diversos (lining)

- revestimentos por deposição de solda (wild overlay)

O cladeamento e a alonização são revestimentos feitos na matéria-prima. A galvanização pode ser feita na matéria-prima ou na peça pronta. Os revestimentos não integrais são aplicados no equipamento depois de completamente prontos e os revestimentos por deposição de solda são aplicados na fase final de fabricação do equipamento.

O cladeamento é um revestimento metálico anticorrosivo de alta qualidade, em que se tem aplicação de uma chapa fina de revestimentos sobre chapas de aço carbono ou de aços de baixa liga, resultando nas chamadas "chapas cladeadas" ou "chapas conjugadas". O revestimento é feito quase sempre somente em uma das faces de chapa-base ou raramente em ambas as faces. Em qualquer caso, consegue-se um forte ligação metarlúrgica na interfface bimetálica. O cladeamento pode ser conseguido por vários processo, sendo mais importantes os processos de colominação e de explosão.

A alonização consiste em um revestimento de alumínio feito sobre tubos de qualquer tipo de aço e de qualquer diâmetro, em que há difusão superficial do alumínio no aço e a formação de uma liga de Al-Fe, dando uma grande aderência ao revestimento. A alonização pode ser feita externamente ou internamente, ou por ambos os lados do tubo. Os tubos podem ser soldados ou madrilados em espelhos, sem que o revestimento seja prejudicado. Embora o alumínio tenha pequena resistência a temperatura, a liga Al-Fe é muito resistente, só iniciando a oxidação a 900ºC. Os tubos alonizados resistem muito bem aos produtos de enxofre em altas temperaturas podendo ser empregados até 900ºC., dependendo da temperatura-limite de resistência mecânica do metal-base. Para temperaturas inferiores ao ponto de orvalho, há perigo de corrosão galvânica (com o revestimento de alumínio fucionando como anodo de

sacrifício) onde houver contato do tubo com outros metais. Os tubos calorizados têm sido empregados para feixos tubulares de trocadores de fornos.

A galvanização é um revestimento de zinco, de baixo custo, empregado em peças de aço, de ferro forjado e de ferro maleável. A galvanização pode ser feita por eletrodeposição, por projeção (metalização), ou por imersão da peça em um banho de zinco fundido; em qualquer caso, só é possível em peças de dimensões moderadas. A grande vantagem da galvanização, além do preço baixo, é o fato de o revestimento funcionar também como proteção catódica, sendo o zinco o anodo de sacrifício, devido à sua posição extrema na série galvânica dos metais. A galvanização é empregada apenas em tubos de aço e de ferro forjado e para acessórios de tubulação de ferro maleável, todos de pequeno diâmetro. Não pode ser soldado.

Revestimento por deposição de solda - deposição direta de solda do material de revestimento sobre a chapa-base, no interior do equipamento durante a fabricação do mesmo. A deposição direta da solda do metal de revestimentos sobre a chapa-base só é possível quando os dois materiais diluem-se mutuamente. Este é o caso, por exemplo, da deposição de qualquer tipo de aço inoxidável sobre aço-carbono ou aços-liga.

Dublagem: soldagem de pequenos retângulos de chapa fina sobre a chapa base. Empregado onde não é possível empregar o cladeamento.

7) Descrever o processo de produção do aço efervescente e do aço

acalmado. Durante a reação de oxidação que leva a transformação de ferro gusa em aço líquido, o

oxigênio reage com o carbono presente no ferro-gusa para formar monóxido de carbono

(C), gás que tenta escapar do aço líquido gerando efervescência. (concentração de

impurezas como S no núcleo do lingote causam variações nas propriedades mecânica).

Principal vantagem: superfície livre de defeitos

Fe + O2 Fe2O3

Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO2

2C + O2 2CO .

Para aumentar a qualidade acalma-se o aço com Si ou Al. O Al e Si se combinam com o

O2 removendo as bolhas do gás, o Si aumenta a resistência mecânica. Aumenta a

resistência do aço-carbono e a fluência. As reações são:

Fe2O3 + Al Fe + Al2O3

Fe2O3 + Si Fe + Si2O3

O aço-carbono é o material de menor preço em relação à sua resistência mecânica, além de ser um material fácil de se obter, de se trabalhar, de soldar e encontrável em todas as formas de apresentação. São, por isso, construídos de aço-carbono quase todos os equipamentos e tubulações que trabalham com água, vapor de baixa pressão, ar comprimido, condensado, óleos e muitos outros fluidos pouco corrosivos.

O aumento na quantidade de carbono provoca, basicamente, um aumento na dureza e nos limites de resistência e de escoamento do aço e uma redução na ductilidade. À medida que aumenta a quantidade de carbono, aumenta também a temperabilidade do aço (possibilidade de formação de martesita), o que torna a sua soldagem cada vez

mais difícil, devido à tendência ao endurecimento e aparecimento de trincas nas soldas e na região termicamente afetada pela solda.

A adição de manganês resulta, também em um aumento na dureza e na resistência mecânica do aço, com muito menor prejuízo para a soldabilidade e a ductilidade. Ele aumenta a tenacidade do aço, promovendo um abaixamento na temperatura de transição dúctil-frágil.

O silício e o alumínio são elementos desoxidantes, que se combinam com o oxigênio, removendo assim as bolhas de gás que se formam na solidificação do metal em fusão devido aos gases dissolvidos no metal líquido.

Os aços-carbono são totalmente desoxidados são denominados "acalmados" com uma quantidade de elementos desoxidantes suficientes para a completa eliminação das bolhas de gás. Os aços acalmados são mais caros, apresentando entretanto menor incidência de defeitos internos (inclusões, bolhas etc.), e melhor uniformidade de estrutura metalúrgica, de composição química e de propriedades mecânicas, além do de melhor comportamento tanto em temperaturas elevadas como baixas.

Os aços-carbono não desoxidados são denominados efervescentes, não contendo os elementos desoxidantes.

A desoxidação com sílicio produz os aços com grãos grandes, indicados para temperaturas elevadas, por apresentarem melhor resistência à fluência. A desoxidação com alumínio restringe o crescimento dos grãos, produzindo os aços de grão fino, especiais para serviços em baixa temperaturas.

O enxofre e o fósforo são elementos presentes como impurezas, sempre indesejáveis, porque prejudicam a qualidade do aço. O enxofre, por exemplo, prejudica a soldabilidade, além de causar a fragilização a quente e outros efeitos nocivos.

O cobre é adicionado em alguns aços-carbono para melhorar a resistência à corrosão atmosférica produzindo os denominados "aços patináveis".

8) Qual a importância das discordâncias nas estruturas cristalinas? - entre um dos defeitos na estrutura cristalina esta o defeito de linha (falta de um semi-

plano na rede cristalina) dentro deste defeito temos a discordância, que influência o

processo de deformação dos materiais.

- Quando aplicamos esforços cisalhamento macroscopicamente, o material deforma se

haver discordância; se não houver o material quebra. A discordância influência então no

processo de deformação dos materiais. É o falta de um semiplano na rede cristalina.

9) Dado o diagrama Fe-C diga, quais os constituintes e as respectivas %, à

temperatura ambiente, de um aço com 0,1% de C.

10) Dado as curvas de Tensão X Deformação de dois materiais, faça

uma comparação entre ductidade, tenacidade e resiliência dos materiais.

Explique.

O gráfico B (maior área) corresponde a um material com maior ductilidade, maior

temperatura e maior resistência pois:

Ductilidade: capacidade de deformação dos materiais, medida através do

alongamento até a fratura e pela redução de área na fratura.

Tenacidade: capacidade do material de armazenar energia na região de

comportamento plástico medida através da área abaixo da curva (tensão x

deformação) até a fratura. Rompe mais facilmente, maior capacidade de absorver

energia.

Resiliência: capacidade do material de armazenar energia na região do

comportamento elástico medida através da área abaixo da curva (tensão x

deformação) até a tensão limite de elasticidade. Demora muito a romper (grande

deformação), mais resistente , maior ductividade.

Sendo a área B maior que a área A, a área B tem maior ductilidade, tenacidade e

resiliência.

11) Dado os aços-carbono a seguir indique qual deles você escolheria

para usar em forno. Explique.

Aço C(%) Mn(%) Si(%) Al(%) Granulação

A

0,38 1,0 0,15 - Fina

B 0,2 1,2 - 0,2 Grosseira C 0,39 1,0 0,1 - Grosseira D 0,15 1,5 0,1 - Grosseira

- Carbono: aumenta a dureza, o limite de ruptura, o limite de elasticidade, aumenta a

resistência mecânica, diminui a ductilidade e a soldabilidade.

- O Sílicio e o alumínio: elementos desgaseificantes. O Si (granulação grosseira,

resistência a fluência); o Al (granulação fina)

- O S(enxofre) e P(fósforo) : impurezas

- O Cr (cromo): melhora a resistência a corrosão

- O Mn: desoxidante , diminui a temperatura de transição e aumenta a resistência

mecânica.

Para usar em um forno o material deve ter granulação grosseira, ou seja, deve ser um aço

acalmado e que não tenha Al e tenha Sn. Quanto maior a capacidade do material soldado,

maior a probabilidade de sofre trinca na parte de solda por isso o material deve ter pouca

porcentagem de carbono e deve ser de boa resistência a ruptura (alto Mn).

Então, escolhemos o aço D (baixo C, alto solda, alto Mn, alto resistência mecânica,

granulação grosseira).

12) O que são tensões admissíveis? -Tensão admissível característica do material e indica até quando o material aguenta antes

de se romper. As normas do projeto das diversas classes de equipamentos estabelecem

tensões admissíveis para quase todos os tipos de materiais usualmente empregados, em

função dos quais é feito adimencionamento mecânico desses equipamentos. Os valores

dessas tensões dependem dos seguintes fatores: tipo de materiais (dúctil ou frágil), grau

de risco, grau de inspeção de matéria-prima e fabricação.

13) Mostre graficamente o comportamento da deformação por fluência

ao longo do tempo. Indique as fases do fenômeno. - O fenômeno de deformação permanente, lenta e progressiva, que se observa nos metais

e ligas metálicas, com o decorrer do tempo, quando submetidos a um esforço contínuo em

temperaturas elevadas. Logo quando uma peça metálica é submetida a um esforço em

temperatura superior ao início da taxa de fluência observa-se que as deformações

decorrentes vão sempre aumentando progressivamente com o passar do tempo, ainda que

seja constante esse esforço e qualquer que seja o valor. Em temperaturas abaixo da faixa

de fluência as deformações são independentes do tempo. Essa deformação é decorrente

as imperfeições dos materiais.

14) Explique o provável motivo do afundamento do navio Titanic.

Utilize os conhecimentos adquiridos nessa disciplina. - O aço carbono do titanic havia uma grande concentração de carbono aumentando a

fragilidade do material nas baixas temperaturas da água levando a fratura frágil do

material, ocorrendo a propagação da trinca de forma veloz. Além disso, apesar de ser o

melhor aço da época, apresentava taxas elevadas de impurezas e baixo teor de Mn, o que

fazia com que os mesmos tivessem tendência a se comportar de forma frágil em baixas

temperaturas. E as propriedades do aço facilitariam o rompimento do mesmo sob tais

condições.

15) Quais os tratamentos térmicos que devem ser feitos, antes, durante

e após a soldagem de um vaso de pressão cuja espessura da chapa é

de 40mm? - Antes da soldagem deve ser feito o pré-aquecimento de 80ºC e o aquecimento entre

passes (destina-se aumentar o tempo de resfriamento das soldas evitando ou diminuindo a

formação de trincas nas soldas); após a soldagem deve ser feito um alívio das tensões

16) Marque com um “X” no lugar correspondente.

Característica Elemento Aumento

de c Si Al S Mn Cu

Impureza

Elemento desgaseificante

Melhora a resistência a corrosão atmosférica

Aumenta a resistência mecânica

Dificulta a soldabilidade

Produz granulação grosseira

Produz granulação fina

Diminui a temperatura de transição

S - impurezas

Si e Al - elementos desgazeificantes

Cu - melhora a resistência a corrosão atmosférica

Mn - aumenta a resistência mecânica e diminui a temperatura de transição (fratura

dúctil-frágil)

C- aumenta de carbono dificulta a soldabilidade

Si - produz granulação grosseira

Al- produz granulação fina

17) Compare os aços inox 304 e 405 marcando as respostas corretas.

Afirmativas 304 405 - Tem melhor resistência a fluência

x

- Apresenta o fenômeno de fragilização a 885ºF

x

- Sofre corrosão intergranular

x

- Apresenta solda fácil

x

- Tem melhor comportamento em baixa temperatura

x

18) Compare o seguintes aços:

AISI 304 - excelente resistência à corrosão, mesmo com a presença de ácidos como o

ácido nítrico. Aço Cr-Ni, inoxidável austenítico, não temperável. Mantém boa ductibilidade

mesmo em baixas temperaturas. Resistência a oxidação

AISI 304L - aço Cr-Ni, inoxidável austenítico, não temperável, resistência a oxidação até

850ºC e resistência intercristalina até 350ºC.

AISI 316L - é cerca de 50% mais caro que o AISI 304; aço cromo-níquel-molibidênio;

inoxidável; austenítico; não temperável; possui boa ductibilidade mesmo em baixa

temperatura; resistência a corrosão até 875ºC e resistência intercristalina até 300ºC

19) O aço carbono a partir de 370ºC sofre o processo de fluência. Sobre este

fenômeno, explique os seguintes pontos.

o comportamento ao longo do tempo: inicialmente, a deformação tem velocidade

decrescente, passando por um estágio de velocidade constante e, por fim, velocidade

crescente.

o efeito do nível de tensão: aumenta-se o nível de tensão, e a fluência ocorre mais

rapidamente, e a deformação é maior.

o efeito da temperatura: para temperaturas altas o limite de ruptura abaixa muito

para temperaturas maiores que 400ºC; para baixas temperaturas passa a se ter influência

da composição química.

20) Revestimentos anticorrosivos

Vantagem dos revestimentos permanentes: custo, resistência mecânica, necessidade de

superfície lisa.

Desvantagem: continuidade do revestimento

Tipos: cladeamento, alonização, galvanização, dulcagem(linguee), revestimentos por

deposição de solda.

21) Em relação aos aços-liga Cr-Mo, marque as respostas certas:

Certo Errado - Apresentam excelente comportamento em baixas temperaturas e são recomendados para aço até -30ºC

x

- São aços mais resistentes à corrosão devido a presença de cromo.

x

- em relação a soldagem não apresentam dificuldades porém são mais dúcteis que o aço-carbono.

x

- são largamente empregados nas tubulações de ferro devido à presença de Mo que permite a resistência a fluência.

x

Tensões Adimissíveis de Projeto -

Fratura - Dúctil - se deforma mas não quebra - Frágil - quebra mas não deforma (Ex.: Vidro) Estrutura Cristalina :

O sistema cristalino CFC empacota mais do que o CCC, deslizamento dos planos gera a deformação do material. Então, o material mais compacto e mais fácil de deformar pois possui mais plano de deslizamento. A temperatura ambiente o aço carbono tem estrutura CCC, mas à elevadas temperaturas se comporta como CFC.

O grão de metal é um monocristal com uma direção. O policristal é formado por grãos em direções diferentes. Defeito de ponto: falta um átomo na rede cristalina, esse defeito facilita a difusão

dos átomos na rede cristalina. Defeito de linha ou discordância - falta um semiplano da rede cristalina aplicada

uma força cisalhante a discordância vai caminhando e o material vai deformando, o material rompe quando não tem mais discordância para deslizar pelos átomos em solução

Soldabilidade-

Metal Monel