Hoje é praticamente impossível encontrar alguma área da atividade humana na qual o metal não esteja presente e intimamente ligado ao desenvolvimento.

Transcrição

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2 Hoje é praticamente impossível encontrar alguma área da atividade humana na qual o metal não esteja presente e intimamente ligado ao desenvolvimento. Mas para isso, o homem percorreu um longo caminho.

3 O ouro teria sido o primeiro metal a ser usado, aproximadamente 8000 anos antes de Cristo. Ele é um metal encontrado em estado puro na natureza e não necessita de processo de beneficiamento. Apesar de ser facilmente trabalhável devido a suas propriedades (alta ductilidade, baixa dureza e baixa resistência mecânica), essas mesmas propriedades impediram que o material fosse usado para finalidades práticas, como a fabricação de armas e ferramentas.

4 Aproximadamente 7000 anos antes de Cristo, o homem já fazia experiência com o cobre. Por acaso, os primeiros artesãos descobriram que, apesar de bastante dúctil e maleável, o cobre ficava mais duro quando martelado com outra ferramenta. Descobriu também que era fácil soldá-lo com ele mesmo e que, assim, era possível construir ferramentas mais complexas.

5 Apesar de ser o quarto elemento mais abundante existente na crosta terrestre (5,01%) e de existir em quantidades muito maiores que o cobre (só 0,01%), o ferro só começou a ser usado muito depois (por volta de 3500 a.c.) devido às dificuldades de processamento

6 O homem da Antiguidade trabalhava o ferro por uma técnica chamada forjamento, na qual o metal é aquecido até ficar incandescente, ou seja, até ficar vermelho, e martelado até atingir a forma desejada. Assim não era necessário fundir o metal, pois essa técnica ele ainda não dominava.

7 Bem mais tarde, por volta do ano 1000 a.c. na China, foram construídos os primeiros fornos de redução do minério de ferro para a produção de aço e, depois, de ferro fundido. Essa tecnologia, de fundição bem sofisticada, foi desenvolvida, independentemente, na Europa só muito mais tarde, no século XIV.

8 Depois, a partir da segunda metade do século XIX, com o desenvolvimento do alto-forno e o descobrimento do processo de diminuição do carbono do ferro-gusa, foi possível obter o ferro fundido e o aço em grandes quantidades. A partir daí, o caminho estava aberto para todas as utilizações desses materiais que se fazem hoje.

9 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS Materiais Metais Não- Metais Ferrosos Não- Ferrosos Sintéticos Naturais Aço F F Pesados Leves Plásticos Resinoides Madeira, Couros, etc

10 VIRABREQUIM (AÇO) USADO EM MOTOR DE CARROS METAIS FERROSOS ENGRENAGEM (ALUMÍNIO) MUITO UTILIZADA ENGRENAMENTOS DE MAQUNAS METAIS NÃO FERROSOS

11 Madeira, usada em construções civis e em outras atividades NATURAL Lego, usado para crianças utilizarem de forma educativa. (Plástico) SINTÉTICO

12 A estrutura atômica dos metais é a cristalina, que se constitui por cátions do metal envolvidos por uma nuvem de elétrons. A capacidade que os metais têm de conduzir eletricidade se explica pela presença dessa nuvem de elétrons, que conduz corrente elétrica nos fios de eletricidade, não só neles, mas em qualquer objeto metálico. Destacamos 4 tipos HEXAGONAL COMPACTA (HC) CÚBICO SIMPLES CÚBICO DE CORPO CENTRADO (CCC) CÚBICO DE FACES CENTRADAS (CFC)

13 HEXAGONAL COMPACTA (HC) HEXAGONAL LADOS: a = b c ângulos:α = β = 90 γ = 120

14 CÚBICO SIMPLES

15 CÚBICO DE CORPO CENTRADO

16 CÚBICO DE FACES CENTRADAS

17 Ferro alfa ou delta Fe - α ou Fe - δ Ferro (CCC) FERRITA Ferro gama Fe - γ Ferro (CFC) AUSTENITA

18 Produção do Ferro Gusa Produção do Aço Ajustagem do Aço PRODUTO

19 minério de ferro calcário alto forno Escória carvão ferro gusa recozimento têmpera revenimento processamento térmico lingotamento aço aciaria conformação usinagem união processamento mecânico

20 Não é encontrado na natureza sob a forma metálica É encontrado somente na forma de óxidos (minério) No Brasil o óxido de ferro predominante nos minérios é o Fe2O3

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22 Composição química: 65% de Fe 28% de Oxigênio Restante: impurezas Não tem as propriedades físicas do ferro. É uma pedra igual a tantas outras existentes na natureza

23 O grande desafio da metalurgia do ferro é conseguir extrair o metal ( Fe ) do minério ( Fe2O 3 ) A extração do Fe do minério é feita no alto-forno O Alto Forno é um reator, contra corrente, onde processa-se a redução de óxido de ferro (minério) geralmente é usado o carvão vegetal como elemento redutor.

24 Sinter e pelota: finos de minério de ferro que foram aglomerados para utilização no alto forno. Coque ou carvão vegetal: agente redutor e combustível do processo Fundentes: tudo aquilo que facilita a formação de escória líquida (calcário e quartzo)

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26 Ferro gusa: principal produto do alto-forno, matéria-prima do aço carbono - 3 a 4,5% fósforo - 0,05 a 2,0% silício - 0,5 a 4,0% manganês - 0,5 a 2,5% Escória: combinação dos elementos dos fundentes com impurezas do minério Escória: combinação dos elementos dos fundentes com impurezas do minério e cinzas SiO2-29 a 38% CaO + MgO - 44 a 48% Al2O3-10 a 22% FeO + MnO - 1 a 3%

27 ENTRADAS Minério/Pelota/Sinter Coque /Carvão Vegetal Fundentes SAÍDAS Gás de Alto Forno (CO, CO 2, N 2, H 2 O, CH 4, H 2 ) Pó(finos de minério e carvão carregados pelo gás) Ar (Quente) O 2 (enriquecido) Finos de carvão Gás Natural Gusa Escória

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