tecnologia dos materiais-resistncia

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  1. 1. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS Centro de Formao Profissional Euvaldo Lodi
  2. 2. Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade Gestor do SENAI Petrnio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leo dos Santos Gerente de Educao e Tecnologia Edmar Fernando de Alcntara Elaborao SENAI CETEM - BETIM Unidade Operacional Centro de Formao Profissional Euvaldo Lodi
  3. 3. Sumrio NOES GERAIS DOS MATERIAIS METLICOS ..................................................... 05 CLASSIFICAO E CARACTERSTICAS DE MATERIAIS........................................... 06 OBTENO DO FERRO GUSA E FERRO FUNDIDO.................................................... 23 AO .................................................................................................................................. 44 COMPORTAMENTO DAS LIGAS FUNO DA TEMPERATURA E COMPOSIO...74 DIAGRAMA FERRO-CARBONO..................................................................................... 83 TRATAMENTOS TRMICOS DOS AOS ...................................................................... 97 METAIS NO-FERROSOS E LIGAS............................................................................. 121 SINTERIZAO ............................................................................................................. 138 MATERIAIS PLSTICOS............................................................................................... 146 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................. 169
  4. 4. Apresentao Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. Peter Drucker O ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo, coleta, disseminao e uso da informao. O SENAI, maior rede privada de educao profissional do pas, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a gide do conceito da competncia: formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e conscincia da necessidade de educao continuada. Vivemos numa sociedade da informao. O conhecimento, na sua rea tecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualizao se faz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia, da conexo de suas escolas rede mundial de informaes internet - to importante quanto zelar pela produo de material didtico. Isto porque, nos embates dirios, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiais didticos, tomem sentido e se concretizem em mltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didticos, aguar a sua curiosidade, responder s suas demandas de informaes e construir links entre os diversos conhecimentos, to importantes para sua formao continuada! Gerncia de Educao e Tecnologia
  5. 5. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS ____________________________________________________________ 5 NOES GERAIS DOS MATERIAIS METLICOS Constituio da matria A mteria constituda de pequenas partes, chamadas tomos. O tomo constitui-se de um ncleo carregado de eletricidade positiva e em sua volta giram os eltrons carregados de carga negativa. O tomo eletricamente neutro, enquanto a carga positiva concentrada no seu ncleo igual carga negativa dos eltrons. Representao convencional de um sistema planetrio atmico segundo C. W. Richards. O dimetro dos tomos muito pequeno, varia entre 2 e 5 (Angstrom). 1 = 10 10 m = 0,000.000.000.1 m ou 10-7 mm = 0,0000001 mm Em muitas substncias os tomos se juntam em pequenos grupos formando as molculas. - Estrutura cbica de corpo - Estrutura cbica de faces centrado. 9 tomos centradas. 14 tomos
  6. 6. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS ____________________________________________________________ 6 Exemplo: Uma molcula de gua ( H2O) constituda por dois tomos de hidrognio e um de oxignio. As substncias slidas podem se apresentar no estado amorfo e no cristalino. Os corpos em estado amorfo, tem os tomos das molculas desordenados, enquanto os corpos em estado cristalino tem os tomos ordenados e ligados por determinados pontos. No caso dos materiais metlicos a disposio dos tomos no cristal elementar pode ser: - Cbico de corpo centrado ( metais duros: ferro tungstnio, molibdnio, vandio, etc.). - Cbico de faces centradas ( metais dcteis: ferro, cobre, nquel , alumino, ouro, etc.). - Hexagonal (zinco e magnsio). No caso do ferro, na passagem do estado slido para o estado lquido, temos um acrscimo de tomos, ou seja, o aumento da densidade. O conhecimento da temperatura exata onde se verifica tal fenmeno tem particular importncia para a execuo dos tratamentos trmicos dos materiais ferrosos. Classificao e Caractersticas de Materiais Introduo Quando da confeco de um determinado produto, deve-se, como um dos fatores prioritrios, selecionar o material adequado que o constituir. Para tanto, o material deve ser avaliado sob dois aspectos: suas qualidades mecnicas e seu custo. Classificao de materiais Apresentamos abaixo uma classificao dos materiais mais comumente utilizados, tendo cada um sua importncia e emprego definido em funo de suas caractersticas e propriedades.
  7. 7. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS ____________________________________________________________ 7 Conhecidas as classes dos materiais passemos agora a especific-los por grupo e emprego a que se destinam, pois todos os materiais possuem caractersticas prprias que devemos conhecer para podermos empreg-los mais adequadamente. Materiais Metlicos Ao estudarmos a classe dos materiais metlicos podemos dividi-los em dois grupos distintos: os ferrosos e os no-ferrosos Materiais Metlicos Ferrosos So os materiais metlicos que contm ferro em sua liga. Desde sua descoberta os materiais ferrosos tornaram-se de grande importncia na construo mecnica. Os materiais ferrosos mais importantes so: - Ao liga de Fe e C com porcentagem de carbono at 2% - material tenaz, de excelentes propriedades, de fcil trabalho podendo tambm ser forjado. Materiais No-metlicosMetlicos NaturaisSintticosNo-ferrososFerrosos Ao Ferro Fundido Madeira Couro, etc. Plsticos Resinides Pesados Leves
  8. 8. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS ____________________________________________________________ 8 - Ferro fundido liga de Fe e C com porcentagem de carbono variando entre 2 e 5%, material amplamente empregado na construo mecnica, e que, mesmo no possuindo a resistncia do ao, pode substitu-lo em diversas aplicaes, muitas vezes com grande vantagem. Como esses materiais so fceis de serem trabalhados, com eles construda a maior parte das mquinas, ferramentas, estruturas, bem como instalaes que necessitam materiais de grande resistncia. Materiais metlicos no-ferrosos So todos os demais materiais metlicos empregados na construo mecnica. Possuem empregos os mais diversos, pois podem substituir os materiais ferrosos em vrias aplicaes e nem sempre podem ser substitudos pelos ferrosos. Esses materiais so geralmente utilizados isoladamente ou em forma de ligas metlicas, algumas delas amplamente utilizadas na construo de mquinas e equipamentos. Podemos dividir os no-ferrosos em dois tipos em funo da densidade: - Metais pesados - ( > 5 kg/dm) cobre, estanho, zinco, chumbo, platina, etc. - Metais leves - ( 5 kg/dm) alumnio, magnsio, titnio, etc. Normalmente, os no-ferrosos so materiais caros, logo no devemos utiliz-los em componentes que possam ser substitudos por materiais ferrosos. Esses materiais so amplamente utilizados em peas sujeitas a oxidao, dada a sua resistncia, sendo muito utilizados em tratamentos galvnicos superficiais de materiais. So tambm bastante utilizados em componentes eltricos. Nos ltimos anos, a importncia dos metais leves e suas ligas tm aumentado consideravelmente, principalmente na construo de veculos, nas construes aeronuticas e navais, bem como na mecnica de preciso, pois tm-se conseguido ligas metlicas de alta resistncia e de menor peso e, com isto, tende- se a trocar o ao e o ferro fundido por esses metais. Materiais no-metlicos Existem numerosos materiais no-metlicos que podem ser divididos em: - Naturais madeira, couro, fibras, etc. - Artificiais ou sintticos baquelite, celulide, acrlico, etc. Os materiais plsticos esto sendo empregados em um nmero cada vez maior de casos como substitutos dos metais.
  9. 9. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS ____________________________________________________________ 9 Da a necessidade de conhecermos um pouco mais esses materiais que vm se tornando uma presena constante nos campos tcnico, cientfico, domstico, etc. Estrutura cristalina dos metais A maioria dos metais ao se solidificarem experimenta uma contrao de volume, o que indica uma menor separao entre os tomos no estado slido. Nesse estado, os tomos animados de pequena energia cintica no conseguem deslizar livremente uns em relao aos outros. No estado slido, os tomos no esto em repouso, mas vibram em torno de determinadas posies de equilbrio assumidas espontaneamente por eles ao se solidificarem. Arranjo dos tomos Essas posies no so assumidas ao acaso, pelo contrrio, apresenta uma ordenao geomtrica especial caracterstica, que uma funo da natureza do metal. Essa disposio ordenada, caracterstica dos metais slidos e de outros materiais no-metlicos, denomina-se estrutura cristalina. Tipos de estruturas cristalinas Dentre as estruturas destacamos trs tipos: - Rede cbica de faces centradas Metais: Ni, Cu, Pb, Al e tipo de ferro que se chama ferro .
  10. 10. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS ____________________________________________________________ 10 - Rede cbica de corpo centrado Metais: V, Cr, Mo, W e tipo de ferro que se chama ferro .
  11. 11. TECNOLOGIA DOS MATERIAIS