SUMÁRIO. 1 Introdução Obtenção dos Metais Apresentação do IBP... xiii. Apresentação da ABENDI... Apresentação da ABRACO...

Transcrição

1 SUMÁRIO Apresentação do IBP... xiii Apresentação da ABENDI... xv Apresentação da ABRACO... xvii Prefácio... xix 1 Introdução Exercícios Obtenção dos Metais Minérios Tipos de minérios Beneficiamento dos minérios Processos primários de obtenção dos metais Redução primária do ferro Redução primária do alumínio Redução primária do cobre Redução primária do zinco Redução primária do estanho Considerações sobre a obtenção de metais de uso mais restrito Principais impurezas resultantes do processo primário de redução Natureza da escória e seu aproveitamento Processos de refino Processo de refino dos materiais ferrosos Processo de refino do alumínio Processo de refino do cobre Processo de refino do zinco Processo de refino do estanho... 35

2 2.4 Influência das impurezas no comportamento dos materiais metálicos Visão geral das plantas metalúrgicas Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Estrutura dos Metais Estrutura atômica e ligação interatômica Estrutura cristalina dos metais Imperfeições e defeitos da rede cristalina Importância dos defeitos da rede cristalina nos materiais metálicos Difusão no estado sólido Avaliação da microestrutura Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Os Metais Puros e a Formação de Ligas Metálicas Metais puros Ligas metálicas Diagramas de fases em equilíbrio Diagramas isomorfos Diagramas com várias fases eutético eutetoide peritético Diagramas de fases Fe-C Diagrama com intermetálico Influência de elementos de liga nas ligas ferrosas e no diagrama Fe-C (Cr, Ni, Mn, Si, Mo, Ti, V) Influência das transformações de fase nos tratamentos térmicos Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios xxiv

3 5 Processos de Beneficiamento de Materiais Metálicos e de Utilização de Metais e Ligas na Fabricação de Componentes e na Montagem Industrial Influência nas Propriedades Beneficiamento Laminação Revestimentos Fabricação Fundição Forjamento Metalurgia do pó Soldagem Trefilagem Extrusão Estampagem Embutimento Ligação aparafusada e rebitada Avaliação da qualidade dos produtos no beneficiamento, fabricação de componentes metálicos e montagem industrial Ensaio visual Líquido penetrante Partículas magnéticas Ultrassom Radiografia, radioscopia e gamagrafia Correntes parasitas Análise de vibrações Termografia Emissão acústica Estanqueidade Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Tratamentos Térmicos Mecânicos Termoquímicos Influência nas Propriedades Tratamentos térmicos Recozimento pleno xxv

4 6.1.2 Recozimento subcrítico (intermediário) ou alívio de tensões Têmpera Revenido ou revenimento Tratamento por precipitação Tratamentos mecânicos Tratamentos termoquímicos Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Características e Propriedades dos Materiais Metálicos Características Opacidade e cor Brilho Massa específica Estado físico e temperatura de fusão Valência e potenciais eletroquímicos Propriedades Propriedades mecânicas Propriedades elétricas Propriedades térmicas Resistência à corrosão Resistência à fadiga Resistência à fluência Soldabilidade Resumo das características e propriedades Influências nas propriedades Influência das impurezas durante o processo de obtenção dos metais Influência da estrutura cristalina Influência da transformação de fases Influência dos elementos nas ligas Influência do processo de beneficiamento ou fabricação Influência dos tratamentos Influência do tamanho de grão Análise da correlação entre propriedades xxvi

5 7.5 Ensaios para determinação de propriedades Ensaio de tração Ensaio de compressão Ensaios de dureza Ensaio de endurecibilidade Ensaio de tenacidade Ensaio de fadiga Ensaio de fluência Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Principais Metais e Ligas Metálicas Aços-carbono Aços com baixo teor de carbono Aços com médio teor de carbono Aços com alto teor de carbono Aços-ligas Aços inoxidáveis Ferros fundidos Cobres e suas ligas Alumínio e suas ligas Zinco e suas ligas Níquel e suas ligas Chumbo e suas ligas Titânio e suas ligas Magnésio e suas ligas Outros metais Critérios de especificação de materiais metálicos Critérios de seleção de materiais metálicos Vasos de pressão e esferas Tanques metálicos de armazenamento Dutos Tubulações industriais Permutadores de calor Estruturas metálicas xxvii

6 Equipamentos de atracação de navios e embarcações e plataformas fixas de produção de petróleo Equipamentos de transporte Máquinas de fluxo Equipamentos que trabalham a quente (fornos, caldeiras, turbinas e reatores) Instalações elétricas Instalações de transporte e tratamento de resíduos líquidos e sólidos Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Integridade dos Materiais Metálicos Causas de Perda de Integridade Perda de integridade por processos corrosivos Corrosão eletroquímica Princípios básicos da corrosão química Técnicas de ampliação da resistência à corrosão ou de proteção anticorrosiva Perda de integridade por processos mecânicos associados ou não a processos corrosivos Fluência Erosão corrosão Cavitação corrosão Fratura mecânica dúctil e frágil temperatura de transição mecânica da fratura Corrosão sob tensão Fissuração induzida pela pressão de hidrogênio Fragilização por metal líquido Fadiga corrosão Carbonetação e descarbonetação Avaliação de integridade Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios xxviii

7 10 Aspectos Complementares Substituição dos materiais metálicos Critérios de substituição Materiais não metálicos Impactos ambientais e sustentabilidade da metalurgia Aspectos econômicos Aspectos relevantes no futuro Leitura adicional recomendada e referências bibliográficas Resumo e conclusão Resumo Conclusão Exercícios Apêndices Apêndice I Conceituações Importantes em Metalurgia I.1 Conceituações de termos usados na metalurgia e na caracterização dos materiais metálicos I.2 Revisão de conceitos básicos de química aplicáveis à metalurgia e aos materiais metálicos I.2.1 Elementos químicos I.2.2 Oxidação e redução I.2.3 Substâncias I.2.4 Ácidos I.2.5 Bases ou hidróxidos alcalinidade I.2.6 Sais I.2.7 Óxidos I.2.8 As substâncias químicas na natureza I.2.9 Reações químicas e cálculo estequiométrico I.2.10 Equivalente grama e concentração de soluções I.2.11 Eletrólise I.2.12 Equilíbrio químico I.2.13 Hidrólise de sais I.2.14 Leitura adicional recomendável Apêndice II Características e Propriedades dos Materiais Metálicos Ferrosos e não Ferrosos Classificação e Tabelas II.1 Características dos metais puros de uso mais frequente xxix

8 II.2 Propriedades dos materiais ferrosos II.3 Propriedades dos materiais não ferrosos Apêndice III Normalização Técnica III.1 Objetivo das normas técnicas em metalurgia e materiais metálicos III.2 Filosofia da normalização III.3 Elaboração de uma norma técnica III.4 Classificação das normas técnicas III.4.1 Quanto ao uso III.4.2 Quanto ao tipo III.4.3 Quanto à entidade normalizadora III.5 Uso das normas Apêndice IV Unidades do Sistema Internacional de Medidas e Conversão de Unidades para o Sistema Inglês IV.1 Unidades da grandeza comprimento IV.2 Unidades da grandeza área IV.3 Unidades da grandeza volume IV.4 Unidades da grandeza massa IV.5 Unidades da grandeza de pressão/tensão IV.6 Unidades da grandeza de energia IV.7 Unidades da grandeza de vazão Referências Bibliográficas Índice Remissivo xxx