Aula sobre elementos de máquinas nível básico

Aula sobre elementos de máquinas nível básico

1. Fundamentos da Tecnologia Mecânica
Aula 11
Serviço Nacional de Aprendizagem
Industrial
Prof. MsC. João Pedro Cruz de Almeida

2. r
Conteúdo da aula de hoje
1º Momento: Ligas metálicas

2º Momento: Ligas de aço;
3º Momento: Elementos de liga;
4º Momento: Quiz.

3. CIÊNCIA DOS MATERIAIS E
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MECÂNICA
Parte I: Ligas metálicas

4. Introdução
Muitas vezes, um dado material não possui todas as características ideias para
uma aplicação específica;
Para atender as demandas da indústria, o homem desenvolveu as ligas
metálicas – combinações de dois ou mais elementos, sendo pelo menos um
deles metal, que resultam em materiais com propriedades aprimoradas em
relação aos metais puros.

5. Introdução
Idade do Bronze (cobre + estanho)

6. Introdução
Aço (ferro + carbono), que revolucionou a
construção civil e a indústria

7. Introdução
Amalgama (liga metálica que contém mercúrio)

8. Tração
Essa união, controlada e planejada, permite criar materiais com características
superiores às de seus componentes originais;
Ao alterar a proporção dos elementos e aplicar tratamentos térmicos ou
mecânicos, é possível modificar profundamente as propriedades finais do
material;
Como que se é feita uma liga metálica?

9. Tração
“Fatia da liga”
Elemento químico
principal
Elemento químico
de liga

10. Tração

11. Tração
Mas por quê usar ligas metálicas?
Maior resistência mecânica
Aumento da dureza
Maior resistência à corrosão
Estabilidade térmica
Propriedades específicas
Maior custo-benefício de produção

12. Introdução
O ouro puro é extremamento maleável...

13. Introdução
Mas em forma de liga apresenta elevada dureza

14. Introdução
O alumínio nesse caso também é extremamente maleável....

15. Introdução
Mas em liga, se apresenta muito resistente

16. CIÊNCIA DOS MATERIAIS E
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MECÂNICA
Parte II: Ligas ferrosas

17. Definição
As ligas metálicas, em virtude de sua composição, são agrupadas
frequentemente em duas classes — ferrosas e não ferrosas;
As ligas ferrosas são aquelas nas quais o ferro é o principal constituinte, e
incluem os aços e os ferros fundidos;
Como nascem os aços?

18. Definição
Minério de ferro - hematita (Fe₂O₃) e a magnetita (Fe₃O₄)

19. Definição
Minério de ferro - hematita (Fe₂O₃) e a magnetita (Fe₃O₄)

20. Definição
Coque (tipo de carvão)

21. Definição

22. Após esse processo, o aço pode apresentar 3 fases bem distintas em relação a
suas propriedades:
Ferrita (fase α);
Austenita (fase γ);
Ferro fundido.
Mais carbono = mais
deformação na estrutura
cristalina = mais resistência
Definição
Até 0,02% de carbono
Até 2,11% de carbono
Mais 2,11% de carbono
Aumento da resistência

23. Definição
Ferrita

24. Definição
Austenita

25. Definição
Ferro fundido

26. Fase / Material Principais Propriedades
Ferrita (α-ferrita)
Alta ductilidade, Baixa dureza e resistência, Pouca
solubilidade de carbono (~0,02%)
Ferro fundido
Boa fluidez na fundição, Alta resistência à compressão,
Fragilidade maior que o aço, difícil usinabilidade
Austenita (γ-ferro)
Alta ductilidade e tenacidade, Solubilidade de carbono até
2,11%, Permite tratamentos térmicos
Definição

27. CIÊNCIA DOS MATERIAIS E
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MECÂNICA
Parte III: Elementos de liga

28. Elementos de liga são os elementos químicos adicionados intencionalmente a
um metal para melhorar característica bem específicas;
As propriedades mais visadas para a adição de elementos de liga são: corrosão,
dureza e ductilidade.
Definição

29. Cromo: aumenta a resistência à corrosão
Flexão

30. Cromo: aumenta a resistência à corrosão
Flexão

31. Molibdênio: aumenta resistência a altas temperaturas e à corrosão
Flexão

32. Vanádio (V): refina o tamanho de grão do aço
Flexão

33. Dúvidas?