Engenharia dos materiais

1. CAPITULO 1 – MATERIAIS PARA EQUIPAMENTOS DE PROCESSO
Equipamentos de processo: caldeiraria, maquinas e tubulações. Condições específicas para
maior grau de confiabilidade: regime de trabalho, cadeia continua onde qualquer redução na
produção ou paralização acarreta em prejuizos para a companhia e, condições de operações
como fluidos inflamaveis, toxivos, explsivos ou em elevadas temperaturas ou pressoes. Os
fatores que podem influenciar a escolha dos materiais dependem do cado específico de
aplicação do material e podem ser conflitantes entre si. O problema geral consiste em
selecionar e especificar um material que atenda com segurança às condições de serviço de
uma determinada aplicação, com menor custo possivel, levando-se em conta as propriedades
mecanicas dos materiais, resistenica à corrosão, facilidades de obtenção e de fabricação, vida
util e etc. devem ser considerados e evitados os possiveis prejuízos a terceiros, danos
ecológicos, infrações de marcas e patentes, etc. Alguns fatores de influência são: resistencia
mecanica do material, serviço (temperatura, fluidos em contato e ação dos mesmos, efeito dos
residuos, nivel de tensão, natureza dos esforços mecanicos), fabricação do equipamento,
disponibilidade dos materiais, custo, experiencia previa, tempo de vida util, variações
tolaradas de formas/dimensões, segurança. Fatores específicos de seleção: coeficientes de
atrito, condutividade termica, dureza e resistencia à abrasão, possibilidade de solda com
outros materiais.
Numerosas circunstâncias variáveis (temperatura, velocidade relativa do fluido, concentração,
impurezas, ph, etc) podem modificar completamente o comportamento do material. Algumas
partes costumam ser feitas de material diferente e mais nobre do que o empregado para a
construção do equipamento.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS PARA EQUIPAMENTO DE PROCESSO
Materiais metálicos são os mais importantes para todas as classes de equipamentos de
processo. O aço-carbono é o de maior uso. Possui boa soldabilidade, de fácil obtenção e
encontrável sob todas as formas de apresentação, alem de menor preço em relação à sua
resistencia mecanica.
RESISTENCIA MECANICA DOS MATERIAIS METALICOS
Parametros: resistencia à tração, ductilidade, tenacidade, dureza, resistencia à fluência e
resistênci à fadiga. Essas propriedades variam com a temperatura.Na resistência à tração são
determinadosos limites de resistência e escoamento (corresponde à tensao que causa uma
certa deformação plastica no material). A ductilidade é a capacidade do material em se
deformar sem se romper. A tenacidade é a capacidade do material de resistir a um choque
sem se romper. A dureza é a resistencia à penetração superficial. Materiais metálicos de
grande dureza são mais sujeitos à corrosão sob tensão. Materiais de dureza elevada possuem
baixa ductilidade. A dureza é proporcional ao limite de escoamento. A fadiga mecanica é o
fenomeno da ruptura de um material com tensões inferiores ao limite de resistencia, ou de
escoamento, em consequencia da aplicação de um carregamento ciclico.

2. RECURSOS PARA MELHORAR AS PROPRIEDADES MECANICAS DOS MATERIAIS METALICOS
Fatores de influência: composição quimica (o aumento na resistencia mecanica e na dureza
pode ser conseguido pela adição de elementos liga, bem como o aumento da resistencia à
fluencia, à tenacidade e à abrasão), processos de fabricação, acabamento, conformação e
espessura do material (o encruamento é o aumento na tensão necessaria para causar uma
nova deformação plastica), tamanho do grão do material (o aumento na resistencia mecanica
com a redução do tamanho dos grãos porque torna-se dificil a movimentação das
discordâncias devido ao maior numero de barreiras dificultando a condução termica),
tratamentos termicos (altera a estratura metalurgica). Os recursos para aumentar a resistencia
mecanica de uma material metalico são: adição de elementos liga, trabalhos de deformação à
frio, redução no tamanho dos grãos e tratamentos termicos. Para aumentar a resistencia
mecanica procura-se diminuir a moviemntação das discordancias. O refino dos grãos é o único
recurso que aumenta também a tenacidade.
PROCESSOS QUE CONDUZEM AS FALHAS EM SERVIÇO
Um material metalico pode falhar em serviço por: processos mecanicos (deformação
permanente, ruptura ou por fluencia ou por carregamento excessivo, fratura fragil, fratura por
fadiga mecanica ou termica), processos mecanicos-quimicos (fadiga associada à corrosão,
fragilização por hidrogenio ou por metal liquido, corrosão sob tensào ou corrosão-erosão) e
processos quimicos e eletroquimicos (corrosão generalizada, oxidação, carbonetação,
sulfetação e outros processos corrosivos, corrosão por pites, em frestas, intergranular, seletiva
ou outras formas de corrosão localizada).
TENSÕES ADMISSIVEIS DAS NORMAS DO PROJETO
As tensões admissiveis variam com a temperatura. Em altas temperaturas as tensões
admissiveis dependem da deformação permanente residual.
COMPARAÇÃO DE CUSTOS DOS MATERIAIS
Na comparação dos custos dos materiais deve-se levar em consideração: resistencia à
corrosão, dificuldade de soldagem, facilidade de conformação e de trabalho do material,
necessidade de alivio de tensões (dependendo da espessura do material).
CAPITULO 2 – EFEITO DA TEMPERATURA NO COMPORTAMENTO MECANICO DOS MATERIAIS
METALICOS
PROPRIEDADES MECANICAS DOS MATERIAISMETALICOS EM TEMPERATURAS ELEVADAS
O aumento da temperatura faz diminuir o mlimite de resistencia, o limite de escoamento, a
dureza e o modulo de eslasticidade dos materiais, além de modificar a estrutura meralurgica,
transofrmar quimicamente, reduzis a resistencia à corrosão dentre outros fatores. As
propriedades em temperaturas elevadas dependem dos tratamentos termicas e dos processos
de fabricação do produto metalico. A elevação na temperatura causa um aumento na

3. dictilidade. As propriedades mecanicas dos materiais em temperaturas elevadas variam em
função do tempo decorrido.
O FENOMENO DA FLUÊNCIA
A fluência é a deformação permanente, lenta e progressiva, que se observa nos metais e nas
ligas metalicas com o decorrer do tempo, quando submetidos a um esfor;co de tração em
temperatura elevada. O chumbo é um material que possui um baixo ponto de fusão e
apresenta fluência mesmo em temperatura ambiente. As deformações por fluência serão
tanto maiores e mais rapidas quanto mais altas forem as tensões no material, ou quanto mais
elevada for a temperatura. As deformações são irreversiveis e permanentes na faixa de
temperatura de fluencia.
A FLUÊNCIA E O PROJETO DOS EQUIPAMENTOS
Deve-se limitar as deformações em peças de vedação, peças com ajustagem mecanica de certa
precisão. A composição quimica da liga metalica, o sistema de cristalização e o tamanho dos
grãos da estrutura metalurgica afetam muito a resistencia à fluência. A granulação grossa é
mais resistente às deformações por fluência do que a granulação fina. Em geral, a resistencia à
fluência pode ser melhora pelo aumento do tamanho dos grãos ou pela adição d eelementos
de liga. A ESTRUTURA CFC RESISTE MAIS QUE A CCC.
SERVIÇO EM TEMPRATURAS ELEVADAS
Deve-se considerar: temperaturas-limite que possam ocorrer, em operação normal ou em
qualquer outra condição; tempo previsto de serviço em cada faixa de temperatura; resistencia
mecanica dos materiais na temperatura de projeto; resistencia à fluencia; resistencia à
corrosão em temperatura elevada; modificação a estrutura metalurgica do material (e suas
consequencias na resistencia mecanica e na resistencia à corrosão). Lembrnado que
temperaturas anormalmente altas podem causar incendios ou falhas operacionais.
FRAGILIDADE À BAIXA TEMPERATURA
Alguns materiais metalicos apresentam um comportamento ductil em temperatura ambiente,
podem se tornar quebradiços quando submetidos a temperaturas baixas, o que é chamado
fragilidade à baixa temperatura. Apresentam pouco ou nenhuma deformação previa. Não
causam nenhum dano permanente ao material, sendo tanto a ductilidade como a resistencia
ao impacto plenamente recuperadas quando o material é aquecido. A fratura fragil sera tanto
maior quanto maior for a tensão no material e mais baixa a temperatura. As fraturas frageis é
uma caracteristica de materiais de cristalização CCC (cubica de corpo centrado)
CONDIÇÕES PARA FRATURA FRAGIL
Condições: tensão de tração elevada, existencia de um entalhe suficietemente grave ou
temperatura inferior a um certo valor que depende da natureza do material.

4. FATORES DE INFLUÊNCIA PARA AS FRATURAS FRAGEIS
O aspecto e a posição da curva de variação da energia de ruptura com a temperatura podem
varia de acordo com: natureza e nivel das tensões (quanto mais elevadas forma as tensões no
material, maior será a probabilidade de ocorrer um fratura fragil), espessura da peça (a
elevação da tensão elastica favorece a fratura fragil, a tensão aumetará até causar a clivagem),
existencia de contradores de tensões ou entalhes (a maior quantidade, tamanho ou gravidade
favore grandemente a deflagração de uma fratura fragil), composição quimico e elementos
presentes, tamanho dos grãos de estrutura metalurgica (granulação grosseira tem menor
resistencia à fratura fragil do que os grãos que tenham granulação fina), tratamento termicos,
a direção da laminação em relação à peça, processo de fabricação e estado da superficie, etc. é
necessario a ocorrência simultânea de 3 condições para o desecadeamento de uma fratura
fragil. Não há nenhuma modificação na micro-estrutura ou nas propriedade do material que
antecedem a esse tipo de fratura.
TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO – TESTES DE IMPACTO
É a temperatura abaixo da qual existe a possibilidade de fratura fragil de uma peça metalica.
Não é uma caracteristica fisica do material metalico. Peças mais espessas tem mais tendencia à
fratura fragil.
OCORRENCIA DE BAIXAS TEMPERATURAS
Podem ocorrer como condição normal de operação ou como condição eventual. 2 causas:
descompressão acidental de um gas que seja mantido liquefeito, sob pressao em temperatura
ambiente e teste hidostático em equipamentos
SERVIÇOS EM BAIXAS TEMPERATURAS
Devem ser considerados: minimos de temperatura, seleção de materiais (em função do
minimo de temperatura, da espessura de cada peça e do nivel de tensões do material), testes
de impacto, detalhes do projeto, alívio de tensões (tratamentos termicos), inspeção de
materia prima e de fabricação e segurança e custo. Deve-se evitar: cargar concentradas,
transições bruscas de formas, transições bruscas de espessura, reforços em aberturas,
abertura em forma não-circular e soldas em ângulo.
A fratura frigil resulta, quase sempre, na perda completa do equipamento. A única maneira
efetiva de se evitar qualquer risco é adotar um material que se mantenha sempre ductil,
mesmo nos minimos de temperatura e que não exista nenhum defeito no material ou nenhum
ponto de forte concentração de tensão.

5. CAPITULO 3 – CORROSÃO
GENERALIDADES SOBRE CORROSÃO
É um conjunto de fenomenos de deterioração prograssiva dos materiais, principalmente
metalicos, em consequencia de reações quimica ou eletroquimicas entre o material e o meio
ambiente, ou com o proprio fluido, pela atmosfera externa, pelo contato com a agua ou com o
solo, pelo contato entre diferentes metais diferentes ou pela ação simultânea de mais de uma
dessas causas. É um processo espontâneo. A corrosão nada mais é do que a reversão natural
dos metais para a forma de compostos mais estaveis, que são justamente os minerios de
origem. É um fenomeno de longa duração.
CORROSÃO METALICA: ELETROQUIMICA E QUIMICA
A corrosão eletroquimica é devido à ocorrencia de reações que envolvem o tranposrte de
cargas eletricas atrasves de um eletrolito, em meios umidos com presença de agua, ou não.
Tambem é denominada corrasao umida, ocorre na temperatura ambiente, ou um pouco
acima. O ataque quimico é devido a reações quimicas diretas do material com o meio
corrosivo. A corrosão eletroquimica é a maior causadora de prejuizos.
CAUSAS DA CORROSÃO ELETROQUIMICA – PASSIVAÇÃO
É necessario que haja um circuito eletrico completo com elementos metalicos entre os quais
existam uma diferença de potencial. O anodo será corroido enquanto o catodo sera o
elemento protegido. Causas para a origem da diferença de potencial: irregularidades
microscopicas na superficie (ou não), diferença de estado de tensões, diferença de tratamento
termico de uma regiao para a outra, diferença de trabalho de deformação à frio, diferença de
temperatura, de umidade, de aeração ou de iluminação, diferença de acabamento superficial,
metais de diferentes ligas metais, defeitos ou falhas de revestimentos, diferença de
concentração do fluido. As pilhas de corrosão serao formadas por graos vizinhos entre os quais
existam diferenças de natureza, de estrutura cirstalina, de composição quimica, de tamanho,
de orientação, etc, bem como a existencia de inclusões, segregações, bolhas e trincas. Os
metais puros e as ligas monofasicas são mais resistentes à corrosão por neles não existem
graos de natureza diferente. A destruição das areas anodicas sera tanto mais rapida quando
maior for a intensidade da corrente eletrica. A corrosao é um fenomeno lento e progressivo. A
passivação corre quando os residuos da corrsao formam uma pelicula forte, continua,
impermeavel e aderente sobre a superficie do material, isolando-o do com o ambiente
corrosivo, interrompendo, dessa forma, a pilha de corrosão e impedindo o seu
prosseguimento. A ferrugem é altamente porosa, não evitando o contato do material como
meio corrosivo. A possibilidade de um material ser passivado depende do potencial de
eletrodo do material e do eletrolito (meio corrosivo) e do ph do eletrolito. Verificar o diagrama
de pourbaix onde há regiões que inidicam atividade (corrosão), passividade e imunidade.
FORMAS DE CORROSÃO ELETROQUIMICA
A corrosão uniforme é a perda de espessura constante. A corrosão localizada podera se rlenta
ou ate muito rapida. Nas forma microscopicas pode haver um dano consideravel antes que o
efeito seja visivel geralmente de ação mais rapida.

6. CORROSÃO UNIFORME E CORROSÃO POR PITES
Na corrosão uniforme as diferenças de potencial são causadas pelas irregularidades
microscopicas na estrutura metalurgica. O ferro e o aço não são materiais passiveis.
A corrosão por pites apresenta um pequeno diametro e uma maior profundidade. É uma
forma destrutirva e perigosa de corrosão. Este tipo de corrosão é caracteristica de materiais
passivados. A causa é a existencia de pequenas areas no material, altamente anodicas em
relação às areas catodicas, chamada pilhas passivo-ativo. Dentre os motivos para este
fenomeno são: danificação, destruição ou não-regeneração em alguns pontos da camada
passivadora, defeitos locais no material, quaisquer defeitos ou descontinuidades ou produtos
da corrosão uniforme, formando sobre o material uma caracteristica descontinua ou irregular.
A corrosão alveolar é uma variante da corrosão por pite, em qua as cavidades são de maior
diametro e menor profundidade.
CORROSÃO SOB TENSÃO
Provocada pela existencia de tensões de tração em algumas regiões da peça metalica.
Aparecimento de trincas intergranulares ou transgranulares, ramificadas ou não. Para este tipo
de corrosão é necessaria a presença de 3 fatores: tensão de tração elevada, meio corrosivo e
material metalico suscetivel. Pode ser agravada por: altos valores de limites de scoamento e da
dureza do material, nivel de tensões de tração e concentração e temperatura do meio
corrosivo. A corrosão sob tensão é um fenomeno tipico de alguns materiais metalicos em
contato com determinados meio corrosivos. Admite-se que somente metais quimicamente
puros são inertes à corrosão sob tensão. Não existe nenhum meio de impedir o aumento da
propagação de trincas.
OUTRAS FORMAS DE CORROSÃO
CORROSAO GALVANICA
Caracteristica que se dá quando 2 metais ou 2 ligas em contato com um meio eletrolitico
formando uma pilha ativa-passiva. É tanto maios intensa quanto mais distanciados entre si
estiverem os 2 materiais na serie de pontencial eletrico ou quanto melhor condutor de
eletricidade for o meio corrosivo. A resistencia à corrosão de um material é tanto maior
quanto mais proximo ele estiver da extremidade catodica da serie galvanica. Dependerá
também da relação de areas, é mais intensa quando a área anodica dor muito menor, neste
caso a corrosao estara localizada e muma area pequena. Pode ser contolada pela colocação de
anodos de sacrificio, constituidos por elementos de metais altamente anodicos.
CORROSAO SELETIVA
Forma de corrosao preferencial nas quais apenas um dos elementos de uma liga metalica é
corroido porque existe uma grande diferença de potencial entre os 2 elementos. Na
dezincificação o zinco é atacado, a corrosao grafitica ocorre nos ferros fundidos cinzentos.

7. CORROSAO EM FRESTAS
Quando liquidos corrosivos ficam retidas ou estagnadas em frestas, cavidades ou quaisquer
espaços confinados, possibilitando a corrosao por pilha de aeração diferencial ou por pilhade
concentraçào inocia diferencial. O ataque será tanto mais intenso quanto menor for a abertura
da fresta e quanto maior for a sua profundidade.
CORROSAO INTERGRANULAR
Formam-se trincas microscopicas ao longo do contorno dos grãos da estrutura metalurgica do
material.
CORROSAO INCISIVA
É variante da corrosao intergranular, apresentando-se em uma faixa muito estreita ao longo
das soldas, causada tambem pela diminuição do cromo livre.
CORROSÃO BACTERIOLOGICA
A ação de microorganismos pode ocasionar: a produção de acidos mineirais, acidos organicos,
destruindo acamada passivadora ou revestimento proptetores bem como despolarizando
àreas catodicas pelo consumo de hidrogenio
CORROSÃO POR GASES EM TEMPERATURA ELEVADA
Provoca varias reações como: oxidação, sulfetação, carbonetação. A forma de corrosão
uniforme é ativada pelo aumento de temperatura.
FATORES QUE INFLUENCIAM A CORROSÃO
Caracteristicas do fluido em contato (concentração do fluido – corrosão mais severa para altas
concentrações, ph, presença de impurezas, presença de oxigenio, carater oxidante ou redutor
do fluido, gases dissolvidos em liquidos ou solidos em suspensao – os solidos em suspensao
possibilitam a erosão), temperatura (o aumento da temperatura aumnta a atividade quimica e
temperturas acima do ponto de orvalho não ocorrem em diversas formas de corrosão
eletroquimica), umidade, velocidade, pressao, esforços ciclicos, tensões mecanicas, condições
de superficie do metal (quanto maios for o acabamento superficial, tanto maior sera a sua
resistencia à corrosão), interface entre liquido e gas e interface solo-atmosfera, corrosão
atmosferica (agrava pelo aumento da poluiçào, pelo aumento da umidade e pela atmosfera
marinha).
MEIO DE CONTROLE DA CORROSÃO
PROJETO CONTRA A CORROSÃO
Providencias como: emprego de materiais mais resistentes à corrosão, emprego de
revestimentos protetores (quanto menor for a área do defeito ou falha, mais grave sera o
problema, porque menor sera a area anodica e assim a corrosão localizada sera mais intensa e
mais rapida), detalhes de projeto contra a corrosão, margem para a corrosão e proteção
catodica (por anodos de sacrificio ou por corrente impressa). Anodos de sacrificio são ligados

8. eletricamento ao equipamento, são eficientes e economicos porem dependentes de inspeções
e substituições periodicas. A corrente impressa consiste em fazer um circuito circular com uma
corrent eeltrica continua entre o solo e o equipamento. Em contato com a atmosfera a
proteção catodica não é possivel porque exigiria a existencia de um eletrolito continuo.
Espessura de sacrificio pode ser utilizada em formas de corrosão que resultam na redu;cao de
espessura do material como: corrosão-erosao, corrosão seletiva e alguns casos moderadas de
corrosão por pites mas não adiantam com as corrosões intergranular e trangranular. Pequenas
diferenças de natureza do fluido, concentração, temperatura, velocidade, ph podem alterar o
comportamento do material quanto à resistencia à corrosão. Quando se aumenta a margem
para corrosão aumenta-se a vida util provavel da peça metalica.
CORROSÃO NOS MATERIAIS NÃO-METALICOS
Nos materiais polimericos não existem reações eletroquimicas. A corrosão para este tipo de
material sera consequencia exclusica de reações quimica diretas entre o material e o fluido em
contato ou da dissoluçõ do material no fluido.
CAPITULO 4 – AÇO-CARBONO (liga de ferro e carbono)
Suas propriedades podem ser melhoradas por meio de tratamento termicos ou de trabalhos
de deformação a frio no material causando uma redução na ductilidade do aço. Possui um
menor preço em relação à sua resistencia mecanica, é facil de se obter, de se trabalhar, de se
soldar e encontravel em todas as formas de apresentação.
EFEITOS DA COMPOSIÇÃO QUIMICA
O aumento na quantidade de carbonos provoca um aumento na dureza e nos limites de
resistencia e escoamento e uma redução na dusctilidade e no alongamento, deixando a
soldagem cada vez mais dificil. A quantidade d ecarbono tem grande influencia na tenacidade
e nas propriedades do aço em baixas temperaturas. Os limites de resistencia e de escoamento
são maiores para as chapas finas do que para as chapas grossas porque as finas sofrem maior
numero de passem de laminação o que contribui para melhorar a resistencia mecanica.
SOLDABILIDADE E TRATAMENTOS TERMICOS
O alivio de tensões causa uma redução doslimites de resistencia e de escoamento, um
aumento na temperatura de transição ductil-fragil e alguma alteração dimensional. O aço
carbono laminado não é submetido a nenhum tipo de tratamento termico. Quanto menor for
o tamanho dos grãos e quanto mais uniforme a estrutura, melhor sera a soldabilidade.
EFEITOS DA TEPERATURA ELEVADA NOS AÇOS-CARBONO
A variação do limite de reisstnecia com a temperatura depende da qualidade do aço, do
processo de fabricação e dos tratamentos termicos. Os aços mais desfavoraveis quanto a esse
aspecto são os de grão fino. Qualquer meio oxidante, em temperaturas elevadas, sofrem uma

9. intensa oxidação superficial e escamação. A exposição prolongada a temperaturas superiores
pode causar a grafitização, ou seja, a decomposição de cementita e a liberação de carbono
livre, fragilizandoo e tornando-o muito quebradiço. O aquecimento do aço-carbono a
determinadas temperaturas provoca o crescimento exagerados dos grãos e a esferoidização,
que diminuem a sua existencia mecanica. Em temperaturas superiores a 400 os aços serao
totalmente acalmados, preferir os aços de grãos grossos.
EFEITO DAS BAIXAS TEMPERATURAS NO AÇO-CARBONO
O aço apresente a transição de comportamento ductil-fragil em baixas temepraturas e é muito
influenciada pela composição quimica e pelo tamanho dos grãos. O aumento na quantidade de
carbono é desfavoravel porque causa um alargamento na faixa de temperatura de transição e
uma redução a energia absorvida nos testes de impacto. O aluminio refina os grãos da
estrutura metalurgica. A temperatura de transição ductil-fragil é influenciada por outros
fatores como o nivel de tensões, a espessura da peça, a existencia de entalhes e os
tratamentos termicos. O tratamento termico de alivio de tensões melhora muito o
comportamento dos aços em baixas temperaturas porem a repetição desse tratamento é
prejudicial porque pode causa o aumento do tamanho dos grãos.
CORROSÃO NOS AÇO-CARBONO
A ferrugem é tanto mais intensa e mais rapida quanto maiores forem a umidade e a
temperatura, a presença de agentes poluidores acelera a corrosão. A ferrugem normalmente
não passiva o aço porque a camada de oxido é altamente porosa e não impede o
prosseguimento da corrosão. Pequenas quantidades de cobre, niquel, niobio ou cromo
melhoram a resistencia do aço à corrosão atmosferica. Os aços patinaveis desenvolvem uma
ferrugem compacta e aderente com caracteristicas protetoras.
TIPOS DE AÇO-CARBONO
A quantidade maxima de carbono permitida varia bastante com a espessura do material. Para
espessuras grandes é necessario aumentar a quantidade de carbono para garantir a mesma
resistencia mecanica.
AÇOS DE BAIXO CARBONO
São faceis de trabalhar à frio, muito faceis de soldar.
AÇOS DE MEIO CARBONO, NÃO ACALMADOS
Possuem melhor resistencia mecanica
AÇOS DE MEDIO CARBONO, ACALMADOS PARA TEMPERATURAS ELEVADAS
São mais caros do que os não acalmados
AÇOS PARA BAIXAS TEMEPRATURAS
Alguns aços são acalmados com aluminio no lugar de silicio, o que refina os grãos e melhora a
tenacidade e a resistencia ao impacto. Possuem melhor soldabilidade do que os especificos

10. para temperaturas elevadas embora sejam especificos para baixas temperaturas, são os
preferidos para vasos de pressão e outros equipamentos importantes.
AÇOS DE QUALIDADE ESTRUTURAL
Destinados a construção de estruturas metalicas no geral ão sujeita à pressão. Não possuem
composição quimica completamente definida e são sensivelmente mais baratos. Aços de
qualidade comenrcial são materiais não qualificados e não costumam ser empregados em
nenhuma parte de qualquer equipamento de processo.
AÇOS-CARBONO DE ALTA RESISTENCIA
Materiais submetidos a tratamento termicos de tempera e revenido com elevados limites de
resistencia, de escoamento e de dureza. A porcentagem de carbono é muito baixa e a solda é
muito facil. Não é adequado para temperatura elevdas nem para serviços em baixas
temperaturas, são mais susctiveis à corrosão sob tensão e à fratura frágil além de serem
empregados em altas pressões ou grandes dimensões.
CAPITULO 5 – AÇOS LIGA
Possuem qualquer quantidade de outros elementos além do que entram na composição
quimica do aço-carbono, além de serem mais caro. Classificados em aços de: baixa liga, media
liga ou alta liga. Aços inoxidaveis são aços de alta liga com no minimo 12% de cromo. Principais
casos onde são necessarios os empregos desses aços especiais: altas temperaturas
(temperaturas acima dos limites de uso pratico dos aços-carbono, onde é necessaria uma
maior resistencia mecanica, maior resistencia à fluência ou meio resistencia à corrosão ou à
oxidação), baixas temperaturas, alta corrosão, necessidade de não-contaminação, segurança
(contra vazamentos ou outros acidentes) e alta resistencia.
AÇOS LIGA MOLIBDENIO E CROMO-MOLIBDENIO
Podem ser empregados em temperaturas elevadas e possuem até 1% de molibdenio e 9% de
cromo, são materiais magneticos de estrutura ferritica. O efeito da adiçao do cromo ao aço é
uma melhoria na resistencia à oxidação e na resistencia à corrosão (capaz de passivar o ferro).
Os efeitos são tanto mais acentuados quando maior for a quantidade de cromo no aço. Para os
aços não-inox, com menos de 12% de cromo, a ferrugem existe embora mais acentuada e
progredindo de forma mais lenta. A medida que aumenta a quantidade de cromo, aumenta a
temperatura de inicio de formação de carepas e decresce a velocidade de aumento da
oxidação com a temperatura. O cromo aumenta a resistencia a grafitização e com a adiçao de
Si, pode reduzir sensivelmente a oxidação em temperaturas elevadas. O molibdenio melhora a
resistencia à fluencia do aço, aumenta a resistencia mecanica em temperaturas elevadas e as
resistencia à corrosão por pites. Essas ligas são soldaveis. As temperabilidade aumenta a
medida que aumenta a quantidade de cromo e molibdenio no aço, causando dureza excessica
e tendecia à trincas à frio nas soldas. Esses aços-liga podem ser trabalhados à frio. Para um
melhor comportamento à fluência, pode-se aumentar a granulação do aço.

11. EFEITOS DE TEMPERATURA NOS AÇO-LIGA MO E CR-MO
A principal açao do molibdenio é o grande aumento que causa à fluência. Quanto mais
molibdenio, mais tensão admissivel dos aços-liga de baixo cromo/alto cromo devido à reduçào
na resistencia à fluencia.
EMPREGO DOS AÇOS-LIGA MOLIBDENIO E CROMO-MOLIBDENIO
Cromo/molibdenio aumentam a resistencia do a;co ao ataque pelo hidrogenio em altas
temperaturas
A;COS-LIGA NIQUEL
Empregados para baixas temperaturas, não são facilmente soldaveis, tem transição ductil-
fracil, mas a faixa de temperaturas de tranisção é tanto mais baixa quanto maior for a
quantidade de niquel presente. Para um melhor comportamento em baixas temperaturas
pode-se refinar os grãos.
OUTROS AÇOS-LIGA
Aços-liga com manganes são destinados à temperatura ambiente e moderada ou em baixas
temperaturas aplicados em grandes dimensões ou para pressoes elevadas. Manganes tem a
finalidade de conseguir melhor resistencia mecanica e tenacidade. Os aços micro-ligados
podem conter diversos elementos proporcionando um aumento na resistencia mecanica sem
prejuizo na ductilidade, tenacidade e resistencia à fadifa. A quantidade de carbono é
geralmente muito baixa o que melhora a soldabilidade. Os aços-liga de alta resistencia não são
apropriados para trabalho em baixas temperaturas nem em temperaturas elevadas.

12. CAPITULO 6 – AÇOS INOXIDAVEIS
Não enferrujam, mesmo pela exposição prolongada a uma atmosfera normal. Possuem 12% de
cromo e são mais caros. O grau de inoxibilidade ao aço depende da estabilidade da pelicula
passivadora de oxidos do cromo. Classificados em aços inoxidaveis: austeniticos, ferriticos e
martensiticos. Estao sujeitos à corrosao por pites e corrosão por frestas nos meios em que a
passivação é rompida. Sua resistencia à corrosão depende bastante do estado de acabamento
da superficie do metal. Estao sujeitoao fenomenos da corrosao-erosão.
AÇOS INOX AUSTENITICOS
Os aços austeniticos são os mais importanto, de maior custo meio e de melhor resistencia à
corrosao. Não são temperaveis. A estabilização da austenita é adquirida pela adição de 7% de
niquel (ou niquel e manganes) ou pelo acrescimo de pequenas quantidades de nitrogenio.
Classificados em: aço de carbono normal, aço de baixo carbono e aço de carbono controlado.
Os aços austeniticos com a adição de nitrogenio melhoram a resistencia mecanica do aço.
Utilizado tambem para estabilizar a austenita e aumentar a resistencia à fluência. Possuem
melhor a resistencia à corrosão, custo elevado e são imunes à sensitização.
PROPRIEDADES
São todos magneticos e apresentam grande coeficiente de dilatação. Possuem estrutura
cristalina CCC e tem grande resistencia à fluência (principalmente os que contem molibdenio e
os tipos estabilizados), menores tensões admissiveis e maior temperaturas de inicio de
oxidação. Os aços de baixo carbono possuem menor resistencia à fluencia. Possuem também
grande resistencia à fadiga mecanica, são faceis de deformar à frio, não apresentam
temperatura de transição ductil-fragil e são imunes às fraturas frageis. Tendem a formar
ferrita: Mo, Si, Ti, Nb e Cr. Tendem a formar austenita: C, Ni, Mn, N e Cu. Aços com mais de
17% de Cr há uma formação da fase sigma (proveniente da ferrita) tornando a aço duro e
quebradiço, motivandoa ocorrencia de trincas durante o resfriamento ou soldagem. Os aços
austeniticos são materiais de solda fácil. A difusão do carbono resulta em uma perda de
resistência mecânica e em fragilização.
AÇOS AUSTENITICOS – CORROSAO EM GERAL
Para este aço é possível corrosão intergranular e corrosão sob tensão em presença de cloretos.
Todos os aços austeniticos possuem grande resistência à oxidação em temepratura selevadas.
Os ciclos sucessivos de aquecimento e resfriamento podem danificar a película passivadora,
devida à diferença de coeficientes de dilatação entre o material e a película de óxidos. Os aços
austeniticos possuem grande resistência aos hidrocarbonetos em temperaturas elevadas.
SENSITIZAÇÃO E CORROSAO INTERGRANULAR NOS AÇOS AUSTENITICOS
Sensitização é a formação de carbonetos complexos de cromo devido a combinação do cromo
com o carbono livre resultante da decomposição da cementita. O aço sensitizado fica sujeito à
corrosão intergranular, caracterizada por trincas no contorno dos grãos. A sensitização é mais
intensa quanto e tanto mais rápida quanto maior for a quantidade de carbono no aço, ou
quanto mais tempo o material ficar na temperatura critica. Todos os aços austeniticos podem

13. ser sensitizados pó tratamento térmico ou pelo próprio processo de fabricação da peça. Essa
corrosão é difícil de ocorrer em pequenas espessuras porque a dissipação de calor é muito
rápida. Para conrtornar o problema da sensitização é possível reduzir a quantidade de carbono
ou adicionar pequenas quantidades de elementos estabilizantes porem nenhum dos métodos
de controle da sensitização é absoluto. A sensitização não prejudica as propriedades
mecânicas do aço nem a resistência à baixas temperaturas ou à fluência, também não diminui
a resistência à corrosão atmosferica ou a resistência a muitos outros meios corrosivos. É
possível desfazer a sensitização por meio de um tratamento térmico chamado recozimento de
solubilização. Características para os aços estabilizados: maior resistência mecânica, menor
resistência à corrosao e alguns sujeitos à corrosão incisiva. Características para o aço de baixo
carbono: menor resistência mecânica, maior resistência à corrosão, sujeitos à sensitização e
maior tenacidade e resistência à fadiga. Os aços com Ti possuem mais tendência à geração de
fase sigma.
AÇOS INOXIDAVEIS FERRITICOS E MARTENSITICOS
Aços inox isentos de níquel. São ligas magnéticas que não temperam, endurecem quando
submetidas a trabalhos de deformação à frio e possuem elevados valores de dureza a limite de
resistência. O tipo de estrutura do aço depende das porcentagens de carbono e cromo
presentes. Aços ferriticos +14% de cromo, aços martensiticos -14% de cromo. A resistência
mecânica em temperaturas elevadas e a resistência à fluência desses aços inox ferriticos e
martensiticos são comparáveis com as resistências dos aços de baixa liga, sendo a resistência à
flunecia sensivelmente inferiror à dos inox austeniticos. Os aços possuem menor resistência
em temperturas elevadas alem de estarem sujeito à fraturas frágeis. Aços ferriticos são de
solda difícil devido ao crescimento exagerado e irreversível dos grãos resultando em uma
fragilização e uma perda da ductilidade. Para os aços martensiticos a solda também é difícil
devido à possibilidade de fissuração a frio pelo hidrogênio. Devido à essas dificuldade é muito
raro o emprego desses aços para estruturas soldadas, são utilizados apenas para
revestimentos. Nos aços com cromo acimen de 17% há a formação da fase sigma, essa
tendência será maior quanto maior dor a porcentagem de cromo no aço. Uma quantidade
significativa de fase sigma fragiliza gravemente os aços. O numero de meios capazes de
provocar uma corrosão intergranular nesses aços é bem menos do que ara os aços austeniticos
e por isso o fenômeno é mais raro de ocorrer. A sensitização independenda quantidade de
cromo entao a redução na quantidade de carbono diminui a tendência à sensitização.
AÇOS FERRITICOS E MARTENSITICOS – CORROSAO EM GERAL
Esses aços são menos resistentes à corrosão do que os aços austeniticos. Nos aços
martensiticos, a tempera (tratamento térmico) melhora a resistência á corrosão.
AÇOS INOX ESPECIAIS
São muito mais caros e foram desenvolvidos para atingir: melhor resistência à corrosão, em
particular menor suscetibilidade à corrosão por pites e corrosão sob tensão e à sensitização e
corrosão intergranular e maior resistência mecânica. A resistência à corrosão por ser obtida
atrávez da adição de uma alta porcentagem de níquel ou silício. A resistência à corrosão por

14. pites é conseguida com adição de molibdênio. Uma maior resistência mecânica pode ser
conseguida com a adição de nitrogênio ou pelo endurecimento por precipitação.
CAPITULO 7 – OUTROS METAIS FERROSOS
FERRO FUNDIDO CINZENTO
É obtido por refusao de gusa com sucata de aço ou do próprio ferro fundido. É um material
quebradiço que possue baixas ductilidade, resistência à tração, resistência mecânica porém
grande fusibilidade alem de boa resistência à compressão e grande capacidade de absorção de
vibrações. Não pode ser trabalhado a frio e esta sujeito à grafitização e penetração de gases na
estrutura metálica. A resistência a corrosão do ferro fundido é sensivelmente melhor do que a
dos aços-carbono devido a maior quantidade de carbono livre e de cementita. Os resíduos da
corrosão não são tóxicos. A corrosão grafitica, fenômeno superficial e muito lento, destrói o
ferro reduzindo a estrutura esponjosa de baixíssima resistência mecânica. Empregado em
serviços para águas e esgotos, não permitem sua utilização em serviços com fluidos perigosos,
geração de vapor, presença de chama ou pressão de nenhum tipo
FERRO MALEAVEL
Obtido a partir do tratamento térmico do ferro fundido branco onde a cementita é
decomposta formando grãos esferoidais de grafite. Não esta sujeito à corrosão grafitica. Possui
boas qualidades mecânicas sendo mais dúctil, maleável e com limites de resistência à tração
mais elevados. Não é soldável e pode ser empregado em tubulações para pequenos diâmetros
e baixas pressões.
FERRO NODULAR
É um ferro fundido obtido por um processo especial onde é adicionado Mg ou/e Ce.possui
qualidade mecânicas e de resistência `temperaturas muito superiores às dos ferro fundido. A
ductilidade é bastante boa e não é sujeito à corrosão grafitica alem de não ser soldável.
FERRO FORJADO
Quase um ferro puro com um teor muito baixo de carbono. Solda-se facilmente e tem boa
resistência à fadiga, aos choques e às vibrações. A resistência mecânica é baixa e resiste muito
bem à ação da atmosfera e do solo.
FERRO LIGADO
São os ferros fundidos com elementos de liga. Os mais importantes são ferro-silicio e os ferro-
niquel. O ferro-silicio tem até 16% de Si e são materiais frageis, mas com dureza superficial
muito elevada e com excepicionais qualidades de resistencia à corrosao e à abrasao. A
resistencia mecanica é fraca, principalmente ao choque e a usinagem é extremamanete dificil.
As propriedades são tanto mais acentuadas quanto maior forem as porcentagens de SI na liga.
São empregados em serviços de baixa pressao com alta corrosao ou alta abrasao. Os ferro-
niquel possuem expecionais qualidades de resistencia à corrosao, à abrasao e aà temperatura,

15. tanto elevada quanto muito baixa alem de boa resistencia mecanica e ductilidade e ótima
usinabilidade. as ligas ligas tem preço elevado e não são soldaveis.
CAPITULO 8 – METAIS NÃO-FERROSOS
São metais ou ligas metalicas isentos de ferros ou que apresentam apenas pequena
quantidade. Possuem melhor resistencia à corrosao e preco elevado alem de, menor
resistencia mecanica e menor resistencia às altas temperaturas e melhor comportamento em
baixas temperaturas. Os metais não-ferrosos tem sido subtituidos, com vantagem de preço e
de resistencia à corrosao, pelos materiais polimericos.
COBRE E LIGAS
Classificados em: cobre comercial, latao (cobre e zinco – mais economicas), bronze (cobre,
estanho e aluminio) e cobre-niquel.
COBRE COMERCIAL
Possui pelo menos 98% de cobre alem de ponto de fusao elevado e temperatura-limite de
utilizaçao moderada, reducao na resistencia mecanica. O cobre (estrutura CCC) não apresenta
temperatura de transiçao ductil-fragil mantendo alta ductilidade. É soldavel e possui excelente
condutividade termica. O cobre tem uma excelente resistencia à corrosao, devido à formaçao
da camada passivadora de oxidos complexos, que é resistencia e rapidamente regeneravel e
praticamente insoluvel em agua. Possui custo elevado e baixa resistencia mecanica. Latoes e
bronzes são os mais baratos e de maior resistencia. As altas velocidades e os turbilhonamentos
poderao causar problemas de corrosao por turbulencia. Os residuos da corrosào do cobre são
bastante toxicos.
LATOES
Ligas de cobre e zinco. Quanto maior for a quantidade de zinco, maior sera a resistencia
mecanica do latao e menor sera seu custo e sua resistencia à corrosao. Latoes com mais de
15% de zinco estao sujeitos à dezincificaçao reduzindo a liga a um material esponjoso
constituido de cobre quase puro e sem qualquer resistencia mecanica. O aumento da
temperatura e/ou de velocidade relativa do fluido é sempre agravante da dezincificaçao. A
medida que aumenta a quantidade de zinco no latao, aumenta a incidencia de dezincificaçao.
O aumento na quantidade de zinco diminui a tendencia à corrosao por turbulencia, podendo-
se admitir maior velocidades de circulaçao do fluido.
BRONZES
São ligas de cobre com Sn, Al, P, Si e outros, contendo de 85 a 95% de cobre com resistencia à
corrosao semelhante à do cobre comercial, melhores qualidades mecanicas e de resistencia à
temperatura.
COBRE-NIQUEL

16. Ligas à base de cobre de melhor resistencia à corrosào e à temperatura elevada e tambem de
mais alto preço. Quanto maior for a quantidade de niquel na liga, melhor sera a resistencia à
corrsao e à temperatura e mais elvado sera seu custo. Possui resistencia mecanica equivalente
às dos bronzes e excelente resistencia à corrosao.
ALUMINIOS E LIGAS
São muito leves e baratos, possuem boa resistencia à corrosao e um alto poder de conduçao e
de reflexao do calor. A resistencia mecanica do aluminio puro é baixa, as das ligas de aluminio
são bem melhores.o aluminio é um dos metais de melhor comportamento em baixas
temperaturas pois nessas condiçoes há um aumento nos limites de resistencia e de
escoamento, reduçao no alongamento e sua resistencia ao impacto continua a mesma. É um
metal muito reativo que passiva facilmente formando uma pelicula de oxidos fina, tenaz e
muito aderente. Os residuos da corrosao são brancos, inodoros e não são toxicos. Empregados
em industrias alimentares, de bebidas e produtos farmaceutico. Desvantagem: baixo ponto de
fusao.
NIQUEL E LIGAS
Possui excepcional resistencia à corrosao (passivaçao complexa) e muito boas qualidades
mecanicas e de resistencia às temperaturas tanto altas como baixas. Custo elevado e solda
facil. Apresentam excelente resistencia em temperatura ambiente e moderada tanto nos meio
oxidantes quanto nos meios redutores.
NIQUEL COMERCIAL E METAL MONEL
Niquel comercial: niquel praticamente puro com pouco aplicaçao e preço elevado sendo
empregados em serviços severos com causticos. Os residuos da corrosa do niquel não são
toxicos. Monel: soluçao solida niquel-cobre.
CHUMBO E LIGAS
Metal macio, extremamente ductil e com grande capacidade de absorver choquer e vibraçoes.
A resistenciamecanica é muito baixa, esta sujeito a deformaçoes por fluencia, mesmo em
temperatura ambiente. Possui uma extraordinaria resistencia à corrosao devido a uma
resistente camada passavadora de oxidos. Os residuos da corrosao do chumbo são muito
toxicos o que impede seu uso em algumas aplicaçoes. Pode ser empregado apenas como
material para revestimento devido à sua pequena resistencia mecanica e baixo ponto de fusao.
TITANIO, ZIRCONIO E LIGAS
Titanio e zirconio são muito reativos, possuem grande afinidade com o oxigenio e se passivam
rapidamente. Seu filme é bem mais resistente e impenetravel do que o filme passivador do
aços inox ou do aluminio. Possuem otima resistencia mecanica e à abrasao, à erosao e à
cavitaçao. Sua soldagem é possivel e usual mas não é fácil. A resistencia do zirconio é melhor
que a do titanio. Possuem preco muito elevado e são empregados em serviço de alta corrosao.

17. CAPITULO 9 – MATERIAIS POLIMERICOS
Em geral apresentam: pouco peso, alta resistencia à corrosao, custo emnor, coeficiente de
atrito muito baixo, baixa condutividade termica, são isolantes eletricos, facilidade de
fabricaçao e de manuseio, produçao economicamente vantajosa (necessaria pouca energia
para sua tranformaçao), reciclagem por reprocessamento, vasta gama de propriedades,
dispensa da pintura, podem ser transparentes ou translucidos, absorçao de vibraçoes, de
choques e de ruidos, baixa resistencia à temperatura, baixa resistencia mecanica (melhor com
a adiçao de fibras de vidro ou de amianto), pouca estabilidade dimensional, alto coreficiente
de dilataçao, são combustiveis e possuem propriedades dieletricas. Classificados em:
materiais plasticos (termiplasticos e termoestaveis ou termofixos) e elastomeros. Para os
termoplasticos, um aquecimento causa um amolecimento progressivo ate sua fusao, sem que
ocorram modificaçoes expressivas em todas as suas propriedades podendo ser reaproveitado
repetidas vezes. A medida que aumenta o numero de atomos de carbono na molecula,
aumenta a resistencia mecanica e diminui sua facilidade de conformaçao. Para os
termoestaveis o endurecimento é irreversivel, porque produz ligaçoes cruzadas. São insoluveis
e infusiveis e não podem ser amolecidos ou moldados pelo calor porque causara a degradaçao
completa do material. Devido às ligaçoes cruzadas, os termoestaveis possuem maior
resistencia à temperatura e melhor estabilidade dimensional alem de preço mais alto. Os
elastomeros são materiais plasticos a temperatura ambiente com extraordinarios elasticidades
e flexibilidade. Tambem possuem ligaçoes cruzadas e são igualmente insoluveis e não podem
ser reciclados por fusao.
EMPREGO DE MATERIAIS POLIMERICOS
Empregados em serviços em temperatura ambiente ou moderadas com baixos esfor;cos
mecanicos e alta resistencia à corrosao com exigencia a não-contaminaçao do fluido.
Epregados em tubulaçoes de esgotos, despejos industriais, dutos para gases e vapores. Os
elastomeros possuem propriedades de elasticidade, resistencia à corrosao e à abrasao alem de
excelentes isolantes termicos e eletricos.
DETERIORAÇAO DO MATERIAL POLIMERICO
Ocorre uma reaçao quimica direta ou uma dissoluçao. O material polimerico é atacado pelo
acido altamento concentrado. Materiais termoplasticos sofrem um processo de decomposicao
lenta quando expostos por longo tempo ao ozonio e a luz solar.
CAPITULO 10 – REVESTIMENTO INTERNOS
Finalidades: anticorrosivos, antiabrasivos ou antierosivos, antiincrustantes ou refratarios. Os
revestimentos contra a corrosao podem ser temporarios ou permanentes. Os revestimentos
refratarios são empregados em equipamento e quando submetidos à temperaturas muito
elevadas promovem um isolamento termico interno. Vantagem: custo, resistencia mecanica e
possibilidade de fabricaçao. Os revestimentos antiabrasivos, antiaerosivos e refratarios estao
sujeitos ao desgaste superficial, a temepraturas elevadas ou à incidencia de chama.

18. REVESTIMENTOS METALICOS
Melhor qualidade do que os outros. Tipos: cladeamento, calorizaçao, galvanizaçao,
revestimentos não-integrais diversos e por deposiçao de solda.
REVESTIMENTOS NÃO-METALICOS
A aderencia, a durabilidade e a eficiencia do revestimento serao tanto melhores quanto mais
limpa e lisa estiver a superficia. Quase todos os materiais polimericos podem ser empregados
como revestimentos. São caros e não permitem a limpeza mecanica interna dos tubos porem
tem bom desempenho em muitos serviços corrosivos. O vidro e a porcelana são revestimentos
muito caros indicados para equipamentos de pequeno tamanho e em servi;cos de alta
corrosão. Possui coeficiente de atrito baixissimo, pequena resistencia à flexao e ao impacto e
são extremamente frageis.
REVESTIMENTOS DE CONCRETO E DE CERAMICA
Revestimento de concreto: anticorrosivos, antiaerosivos ou refratarios. A armação metalica
tem como finalidade controlar o fendilhamento do concreto e evitar o desprendimento de
pedaços do revestimento.a resistencia a traçao e à flexao são muito pequenas embora a
resistencia à compressao em geral seja boa. Possui boa resistencia à corrosao e é usado como
revestimento anticorrosivo, em serviços de corrosao moderada ou em equipamentos pouco
importantes (pouca resistencia do concreto à esforços de traçao e de flexao) e revestimentos
antiaerosivos, usados em concretos especiais de alta dureza superficial.