Este documento apresenta uma classificação geral dos materiais, divididos em polímeros, cerâmicos, compósitos, metais e ligas metálicas. Detalha as características básicas dos materiais metálicos e conceitos sobre ligas ferrosas e não-ferrosas. Explora propriedades gerais como calor específico, coeficientes de expansão térmica e condutividade térmica.

1. 1
Classificação geral dos Materiais
 Há uma enorme variedade de materiais tecnológicos para
diversas aplicações na indústria, sendo inviável apresentar
todos eles numa única listagem.
 Classificação geral dos materiais:
É dada em função das propriedades intrínsecas de cada
material e das suas ligações químicas:
– polímeros
– cerâmicos
– compósitos
– metais e ligas metálicas
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Materiais Metálicos
 Características básicas:
– brilho metálico, altas condutividades térmica e elétrica
(devido à ocorrência das ligações metálicas);
– são endurecíveis e deformáveis pelos variados processos
de conformação mecânica.
 Há diversas possibilidades para fabricação de ligas metálicas:
(misturas de : metais + metais ou de metais + não-metais)
composição química (%peso) das ligas metálicas:
– interesses tecnológico e comercial dos fabricantes;
– alcance de melhores propriedades físicas e mecânicas;
– melhor desempenho de peças e equipamentos.
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Materiais Metálicos – conceitos
 Ligas metálicas:
São basicamente misturas de dois ou mais elementos
químicos, sendo pelo menos um deles de carácter metálico.
 Ligas ferrosas:
São basicamente misturas de dois ou mais elementos químicos,
sendo um deles obrigatoriamente o elemento ferro.
 Ligas não-ferrosas:
São basicamente misturas de dois ou mais elementos químicos,
formando uma liga metálica que não contém ferro.
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Composições químicas de alguns aços (% peso).
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Propriedades gerais dos materiais metálicos
 Estes valores encontrados em tabelas e publicações técnicas
(valores que devem ser referenciados por normas);
 Fabricantes X critérios de qualidade: valores que são tomados
com base em normas técnicas (para fins de comparação);
 Os resultados destas propriedades são determinados com
amostras do próprio material das peças:
corpos de prova (CPs) são de dimensões padronizadas;
procedimentos de ensaio são padronizados.
 Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT
adequação de normas e procedimentos de vários ensaios
mecânicos (com base em procedimentos internacionais).
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 Calor específico sensível, c [em cal/g.ºC]
– calor recebido ou cedido por um corpo que provoca
neste uma variação de temperatura
Q = m.c. T , onde Q é a quantidade de calor
 Propriedades térmicas intrínsecas num dado material
 Calor latente de transformação, L [em cal/g]
– calor que produz uma mudança de estado físico
no corpo em análise
Q = m.L
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 Coeficientes de expansão térmica linear [ ],
superficial [ ] e volumétrica [ ]
unidades: ºC-1
ou K-1
A expansão ou dilatação térmico de um dado material
é dependente direta da variação de temperatura!!
L = Lo
. . T , L: variação do comprimento ( L = Lf
- Lo
)
A = Ao. . T T: variação da temperatura ( T = Tf – To)
V = Vo. . T
: coeficiente de expansão térmica linear
: coeficiente de expansão térmica superficial
: coeficiente de expansão térmica volumétrica
= 2. e = 3.

2. 10
 Condutividade térmica, k [cal.cm/s.cm2
.ºC ou J/m.s.K]
– propriedade relacionada com:
fluxo térmico ( ), área de transferência (A),
variação da temperatura ( T) e a distância atravessada
pelo fluxo térmico (d) no tempo (t)
d
T
A
k
t
Q .
.
Material
Calor
específico, c
(J/kg.K)
Temperatura
de fusão,
(ºC)
Coeficiente de
dilatação linear,
(K-1)
Condutividade
térmica, k
(J/m.s.K)
Aço comum 500 1500 12 10-6 48
Cobre 390 1083 16 10-6 380
Vidro 750 1300 7 10-6 0,8
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Propriedades Químicas
 Propriedades químicas intrínsecas ao material
têm relação direta com as condições de deterioração:
– taxa de corrosão (perda de massa ou
perda de espessura em mg/ano ou mm/ano);
– velocidade da reação química.
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Propriedades Elétricas
 Propriedades elétricas intrínsecas de um dado material
metálico condutor:
(podem ser dependentes do tipo de material e da temperatura)
– resistividade elétrica,
– condutividade elétrica, c
(é o valor inverso da resistividade)
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– Resistividade elétrica,
“A resistência elétrica R de um condutor homogêneo de seção
transversal constante é proporcional ao seu comprimento l,
inversamente proporcional à área A de sua seção transversal e
dependente do material e da temperatura...”
2ª Lei de Ohm:
A
l
R .
unidade:
m
m
mm
.
10
.
1 6
2
14 15