Ligação Metálica Elétrons da última camada dão origem a nuvens eletrônicas Elétrons livres entre cátions de metais

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4 Ligação Metálica Elétrons da última camada dão origem a nuvens eletrônicas Elétrons livres entre cátions de metais 4 Agregado de cátions mergulhados em um mar de elétrons livres

5 Rede Cristalina Disposição geométrica dos átomos que se repete regularmente no espaços; Os íons metálicos se distribuem nos reticulados unitários 5cristalinos; A estrutura dos reticulados cristalinos é compacta e altamente estável; A estrutura cristalina deforma-se com facilidade.

6 Dureza Resistência a deformações permanentes; Relação com a força de ligação dos átomos; 6 Mais duro: CROMO (Cr); Mais brandos: ALCALINOS (Li, Na, K, Ca). Durômetro HB Medição de Dureza Brinell

7 Dureza 7

8 Densidade 8 Variação da densidade dos diferentes tipos de materiais

9 Pontos de Fusão e Ebulição Normalmente elevados Tungstênio (W): PF = 3410 C; PE = 5927 C Mercúrio 9 (Hg) PF = 39 C; PE = 357 C

10 Maleabilidade Capacidade de formar lâminas; Os metais são na sua maioria maleáveis. 10 ouro

11 Ductilidade Capacidade de formar fios. 11

12 Condutividade Bons condutores térmicos e elétricos Destaques: Au, Ag, Al e Cu 12

13 Resistência Mecânica Resistência à Tração: É medida submetendo-se o material à uma carga ou força de tração, paulatinamente crescente, que promove uma deformação progressiva de aumento de comprimento. NBR-6152 para metais 13

14 Escoamento Deformação do metal mesmo sem o acréscimo de tensão; 14 Deformações de natureza plástica.

15 Resistência Mecânica Tenacidade: Corresponde à capacidade do material de absorver energia até sua ruptura 15

16 Corrosão Tendência do metal de voltar a forma mais estável 16

17 Metais Ferrosos: Metais Não Ferrosos: 17

18 18

19 19 Minério: Galena (PbS)

20 Aplicações 20 Tubos e artefatos de canalizações Impermeabilização de coberturas; Chapas soldadas; Apoios de peças submetidas a vibrações; Máquinas, pontes; Fabricação de tintas.

21 Ligas contendo chumbo Solda de encanador - 2/3 chumbo e 1/3 estanho, Sn. Empregado em tubos e artefatospara canalização, absorventes de choques. 21

22 22 Minérios: Calcopirita (CuFeS2) e Cuprita (Cu2O) Metal de cor avermelhada, muito dúctil e maleável, embora duro, pode ser reduzido a laminas e fios extremamente finos.

23 Aplicações Ponto de fusao entre 1050 e 1200 C; Densidade relativa entre 8,6 e 8,96; Ruptura à tração entre 20 e 40 Kgf/mm²; Indústria de tintas (Fungicida); 23 Condutores elétricos (Fios e cabos); Instalações diversos. de água quente e de gás; Revestimento de paredes e ornatos

24 Ligas contendo cobre Bronze - Cu-Sn 85% a 95% de Cobre 24 Usado na construção de ferragens e ornatos; É de difícil oxidação, muito duro, mas bastante flexível. alta condutibilidade térmica; Muitas vezes a liga tem também zinco e chumbo.

25 Ligas contendo cobre Latão - Cu-Zn 60% a 95% de cobre Dúctil e maleável a quente. Dificilmente se oxida e é muito resistente. Mais estável no ar que o cobre 25Pode adquirir belo polimento. É muito empregado em ferragens: torneiras, tubos, fechaduras, ornatos, ferragens de esquadria, metais sanitários.

26 26 Minério: Esfarelita (sulfeto de zinco) Metal cinza-azulado

27 Aplicações Ponto de fusão 400 C; Densidade relativa 7 e 7,2g/cm³; Resistência à tração 16kgf/mm²; Baixa resistência a ácidos; Fabricação de ligas Proteção superficial do aço 27 Galvanização Telhas e calhas para coberturas Pigmento de tintas Torneiras, tubos e fechaduras

28 28 Minério: Cassiterita

29 Aplicações Como substituto do chumbo; Na proteção superficial do aço, pois é de difícil oxidação; 29 Folhas de Flandres.

30 30 Minério: Bauxita (Al2O3. H2O)

31 Características e Propriedades Leve e Versátil (densidade relativa entre 2,56 e 2,67 g/cm³); Ruptura à tração entre 8 e 14 Kgf/mm² - temperado: 50Kgf/mm². Se funde a 600 a 650 C; 31 Excelente condutividade elétrica e térmica; Difícil a soldagem; Resistente ; Durável; Não oxida - enferruja; Permite belo acabamento; Fácil manutenção; Caro.

32 Aplicações esquadrias (portas e janelas), forros, divisórias, acessórios para banheiros, estruturas pré-fabricadas, elementos decorativos de acabamento Transmissão de energia elétrica. 32

33 Aplicações Lâminas e chapas, lisas ou lavradas, estampadas, corrugadas, vincadas ou estiradas Telhas e fachadas Tintas 33

34 Condutividade e Resistência Elétrica Os metais puros apresentam maior condutividade que as ligas; Os elétrons movimentam-se mais facilmente em meio homogêneo (99,98%de pureza): Utilizado como condutor elétrico 34 ( 60% de Ni + 40% de Cr): Utilizada como resistência de chuveiro Resistência elétrica 12 vezes maior que o Ni e 8 vezes maior que o Cr.

35 Resistência Mecânica As ligas superam os metais puros porque a presença de outros átomos no reticulado cristalino dificulta a deformação da estrutura. 35 O aço é 3 vezes mais resistente à tração que o ferro puro.

36 Dureza São mais duras que os metais componentes; Entretanto, não são tão maleáveis. 36 Ferro com alto índice de carbono é duro e quebradiço.

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38 38 Minério de Ferro: Hematita e Magnetita

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44 Obtém-se o aço abaixando-se a porcentagem de carbono do ferro gusa. A porcentagem de carbono no aço varia entre 0,05% a 1,7%. 44

45 Características e Propriedades Representa 90% dos metais consumidos; Alta Resistência ( impacto, corrosão, desgaste); Baixo custo; Flexível; Liberdade no projeto de arquitetura: 45 Maior área útil; Compatibilidade com outros materiais; Menor prazo de execução; Organização do canteiro de obras;

46 Características e Propriedades 46 Racionalização de materiais e mão-de-obra; Alívio de carga nas fundações; Garantia de qualidade; Antecipação do ganho; Precisão construtiva.

47 Diagrama tensão x deformação diferentes teores de carbono 47

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50 Há duas classes gerais de aços: os aços ao carbono; os aços especiais ou aços-liga. 50

51 Aço Carbono São os que contém além do ferro, pequenas porcentagens de: carbono, manganês, silício, enxofre e fósforo. Os elementos mais importantes: ferro e Carbono. manganês e silício melhoram a qualidade do aço, enxofre e fósforo são elementos prejudiciais. 51 A quantidade de carbono define a resistência do aço: Um aço com 0,50% é mais resistente que um aço com 0,20% de carbono.

52 Produção do Aço 3 etapas metalúrgicas: Redução Refino 52 Laminação

53 Produção do Aço No processo de redução, o ferro se liquefaz e é chamado de ferro gusa ou ferro de primeira fusão. Impurezas como calcário, sílica etc. formam a escória, que é matéria-prima para a fabricação de cimento. 53

54 Produção do Aço A etapa seguinte do processo é o refino. O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado líquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. 54

55 Produção do Aço Na laminação o aço, em processo de solidificação, é deformado mecanicamente e transformado em produtos siderúrgicos utilizados pela indústria de transformação, como chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras, etc. 55

56 56 Formas comerciais do Aço

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58 Folhas de Flandres: São chapas finas de aço cobertas por leve camada de estanho, para não oxidar, obtida por imersão ou deposição eletrolítica. Chapas Galvanizadas: São chapas finas de aço revestidas com zinco. É a imersão da chapa em um banho de zinco fundido. Chapas Lisas Pretas: São chapas de ferro fundido, pretas, lisas laminadas a quente e a frio. 58

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60 Aço Galvanizado Mais resistente; Possui a mesma composição química do carbono mas é revestido por uma camada de zinco. Usado em calhas para coleta d'água e alguns tipos de tubulação. 60

61 Aço Carbono os aços com porcentagem acima de 0,35% de carbono podem ser endurecidos por um processo de aquecimento e resfriamento rápido denominado têmpera. 61

62 Aço Cortain Superfície oxidada e impermeável, que veda a entrada de umidade e impede o avanço da ferrugem; Mais caro que o aço comum, Bonito, com aspecto patinado, envelhecido e cor acobreada; Dispensa o uso de produtos protetores. 62

63 Aplicações Aços Perfilados: Aço fundido, laminado, apresentado em forma de barras redondas, quadradas, retangulares, perfis L, T, I, U; 63 Arames e Telas: Os arames são finos fios de aço laminado, galvanizados ou não; Pregos: São fabricados a partir de arame galvanizado em máquinas apropriadas que cortam o arame e moldam a ponta e a cabeça do prego.

64 Aços Níquel 1 a 10% de Níquel- Resistem bem à ruptura e ao choque, quando temperados e revenidos. Usos- peças de automóveis, máquinas, ferramentas, etc. 10 a 20% de Níquel- Resistem bem à tração, muito duros - temperáveis em jato de ar a 50% de Níquel- Resistentes aos choques, boa resistência elétrica, etc. Usos- válvulas de motores térmicos, resistências elétricas, cutelaria, instrumentos de medida, etc.

65 Aços Cromo - inox até 6% Cromo- Resistem bem à ruptura, são duros, não resistem aos choques. Usos- esferas e rolos de rolamentos, ferramentas, projéteis, blindagens, etc. 11 a 17% de Cromo- Inoxidáveis. 65 Usos- aparelhos e instrumentos de medida, cutelaria, etc. 20 a 30% de Cromo- Resistem à oxidação, mesmo a altas temperaturas. Usos- válvulas de motores a explosão, fieiras, matrizes, etc.

66 Principais Atributos do Aço Inox 66 Resistência à corrosão; Resistência mecânica superior aos aços de baixo carbono; Facilidade de limpeza / baixa rugosidade superficial; Aparência higiênica; Material inerte: não modifica cor,sabor ou aroma dos alimentos; Facilidade de conformação; Facilidade de soldagem / união;

67 Principais Atributos do Aço Inox Mantém suas propriedades numa faixa muito ampla de temperatura, inclusive muito baixas; Acabamentos superficiais variados; Relação custo/benefício favorável; Baixo custo de manutenção; Material 100% reciclável. 67

68 Aços Alumínio-Cromo 0,85 a 1,20% de alumínio, 0,9 a 1,80% de cromo- Possibilita grande dureza superficial por tratamento de nitrelação - (termo-químico). 68 Usos- camisas de cilindro removíveis de motores a explosão e de combustão interna, virabrequins, eixos, calibres de medidas de dimensões fixas, etc.

69 Patologias Corrosão localizada; Corrosão generalizada; 69 Deformações excessivas; Flambagem local ou global; Fraturas e propagação de fraturas;

70 Proteção dos aços contra a corrosão A oxidação resulta de fenômenos eletrolíticos que formam o óxido de ferro, que é poroso, e que permite a continuação do processo. A oxidação é favorecida pela presença de ácidos e bases. 70 Para a proteção do ferro seja eficaz é necessário limpá-lo previamente, quer por processos mecânicos ou químicos.

71 Pinturas A pintura é o processo de proteção do aço corrosão utilizado em todos os casos em contra a que não se apresentem dificuldades particulares devidas às finuras das arestas, à extensão das superfícies ou a condições de exposições severas. Na elaboração de um sistema de pintura devem ser considerados dados como: 71 o meio ambiente e sua agressividade, o tipo de tinta, a preparação da superfície, A seqüência de aplicação, o número de demãos, as espessuras, o tipo de aplicação e as condições de trabalho a que estará submetida a superfície. Durante sua aplicação, a superfície deverá estar isenta de pó, carepas, ferrugens, óleos ou graxas e a unidade relativa do ar não deverá estar superior a 85%.

72 Metalização Consiste na proteção do aço/ferro recobrindo-o com delgadas capas de outros metais, mais Nobres. Um dos processos de metalização é a galvanização com obtenção do aço ou ferro galvanizado. Executa-se por imersão de peças em banhos de 72 zinco fundido (galvanização) ou por processos de eletrólise (galvanoplastia), sendo o cátodo a peça a revestir e o ânodo o metal de recobrimento puro.

73 Metalização Outra possibilidade é ainda a pulverização. Estes revestimentos também podem ser em níquel, cromo, estanho, chumbo ou cobre. 73

74 Metalização É necessário que a camada seja espessa visto que o poder de proteção do zinco é mais ou menos proporcional à sua espessura. Todas as operações de fabrico, em particular as dobras e soldaduras devem ser efetuadas antes da zincagem. 74