01 e 02

1. MATERIAIS
• São classificados em:
• Metálicos
• Cerâmicos
• Poliméricos
• Compósitos

2. MATERIAIS

3. MATERIAIS

4. Materiais metálicos
São compostos por elementos químicos metálicos e possuem grande
numero de elétrons não localizados, ou seja estes existe uma
aleatoriedade de átomos que podem se ligar a eles, são bons
condutores de energia, resistentes, maleáveis em sua maioria, ainda
possuem mais de 65% das aplicações mecânicas.

5. Cerâmica
Numa definição muito grosseira, materiais cerâmicos são substâncias duras,
resistentes ao ataque ambiental e constituída de uma combinação de materiais
de elementos metálicos ou semi-metálicos e não-metálico, que é usualmente o
oxigênio. Uma cerâmica muito conhecida é a sílica, nome comum do dióxido
ou oxido de silício (SiO ). Aqui o silício é o semi-metal e o oxigênio o não-metal.
Outro 2 exemplo comum é a alumina (Al 2O 3), onde o metal é o alumínio e o
não-metal o oxigênio. Existem, no entanto, uma série de cerâmicas sem
oxigênio, formadas principalmente por nitrogênio e carbono. Por exemplo,
nitreto de silício, carboneto de tungstênio, entre outros. Existem materiais
cerâmicos compostos por um único elemento químico. O grafite e o diamante,
por exemplo, são materiais cerâmicos constituídos unicamente de carbono.
Uma definição mais abrangente quanto aos materiais cerâmicos pode ser a
seguinte:
Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos onde predominam o tipo de
ligação química iônica ou covalente.

6. Os materiais que se enquadram como cerâmicos inclui aqueles compostos por
materiais argilosos, cimento e vidro. Estes materiais são tipicamente isolantes
elétricos e térmicos, em decorrência do tipo de ligação química que não possui
elétrons livres para a condução de eletricidade e calor. Os cerâmicos são,
geralmente, mais resistentes às elevadas temperaturas e à abrasão que os
materiais metálicos e poliméricos. Os cerâmicos são em geral duros e
quebradiços (lembrando que dureza anda lado a lado com a fragilidade).
Alguns exemplos de materiais cerâmicos:
- compostos simples – óxidos, carbonetos, nitretos, boretos com ligação
predominantemente iônica;
- compostos mistos – óxidos mistos, carbonetos e nitretos mistos, carbonitretos,
entre outros, com ligação química predominantemente iônica;
- diamante – formado por carbono com ligações covalentes com estrutura
tetraédricas
- vidros cerâmicos – formado por ligações iônicas onde não há ordenação
atômica a longa distância.

7. Polimeros
Uma classe particular de compostos do carbono desempenha um papel
importante no mundo vivo e no ambiente material de grande parte da
humanidade. Esta classe é denominada polímeros. Um polímero é uma
cadeia, produzida pela união (ligação covalente) de pequenas moléculas,
conhecida como monômeros. Os monômeros de uma cadeia podem ser
idênticos, como as peças de um colar, ou similares. Monômeros são
pequenas moléculas contendo carbono (por ex.: etileno C 2H 4). Os
polímeros , por terem este tipo de ligação química e estrutura 2 e estrutura
molecular faz com que estes materiais sejam isolantes elétricos e maus
condutores de calor, baixa densidade, elevada resistência à corrosão e
ampla variedade de formulação. Em compensação, estes materiais
possuem baixa resistência mecânica e baixa resistência ao calor, quando
comparado com as cerâmicas e metais.
Os polímeros podem ser naturais (madeira, cabelos, pele, proteínas,
celulose, chifres de animais, entre outros) ou sintéticos (polietileno, PVC,
nylon, acrílico, teflon,PP, etc.).

8. Compósitos
Os materiais compósitos são materiais formados pela mistura de dois ou mais
materiais. A maioria dos materiais compósitos é produzida a partir de uma
mistura de um material de reforço, com características requeridas para o
produto e um outro material que serve como matriz que agrega o primeiro
formando um único material (exemplo: PP com talco, concreto armado: ferro e
concreto. Neste caso o ultimo funciona como matriz). Um outro exemplo
clássico é a fibra de vidro. Fibras de vidro são incorporadas no interior de um
material polimérico.
Estes materiais podem ser enquadrados nas outras três classes (como no
exemplo da Figura ou podem pertencer à mesma classe de material. De um
modo geral, os componentes que compõem o material compósito não se
dissolvem um nos outros e podem ser identificados pelas interfaces que os
separam.

9. Um compósito é projetado para se ter uma combinação das melhores
características de cada material que o compõe. A fibra de vidro, por
exemplo, adquire resistência do vidro e flexibilidade do polímero. Algo
semelhante pode-se fazer com a fibra de carbono. Algumas estruturas são
construídas de fibras de carbono embebidas em resina polimérica A resina
dá sustentação e forma ao objeto. Já a fibra de carbono com resistência à
tração muito elevada fornece à estrutura tal característica.

12. Materiais Metálicos
O ferro gusa é a principal matéria prima do
aço, e ferro fundido
sua composição aproximada é da ordem de:
C = 3 a 6%
Mn = 0,5 %
Si = 1 a 4%
P = o mais baixo possível (0,1%)
S = o mais baixo possível (0,1%)

13. Materiais Metálicos
Fabricação DO FERRO GUSA
O Alto forno continua a ser a maneira mais
utilizado para a produção de ferro gusa em
todo mundo apesar de existirem outros
métodos

14. Materiais Metálicos
Funcionamento
• O alto forno derrete o
minério de ferro e o
purifica, transformando-o
em um liquido 95% ferroso
chamado de ferro gusa. A
reação química que ocorre
na transformação do
minério de ferro em ferro
gusa é dada por:
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3CO2

15. Materiais Metálicos
• São classificados em:
• FERROSOS: Quando o ferro é o elemento
majoritário na liga.
• Aços
• Ferros fundidos (Fofos)
• NÃO-FERROSOS: Quando outro elemento, diferente
do ferro, é o majoritário na liga:
• Alumínio e ligas
• Cobre e ligas
• Níquel e ligas
• Zinco e ligas
• Titânio e ligas
• Outros...

17. MATERIAIS METÁLICOS
FERROSOS NÃO FERROSOS
Ligas Fe-C
Ferros fundidos
Aços
•Sem liga
•Baixa liga
•HSLA
•Ligados
Outras Fe Fe-Ni
Fe-Cr
(-Ni)
•Ferríticos
•Austeníticos
•Martensíticos
•Duplex
•PH
Fe-C-Mn
Ligas leves
Ligas Al
Ligas Mg
Ligas Be
Ligas Ti
Ligas Cu
Bronzes
Cu-Ni
Latões
Ligas Ni
(INOX)
(HADFIELD)
(MARAGING)

18. LIGAS FERRO-CARBONO
AÇOS FERROS FUNDIDOS
Sem liga ou
Aço-carbono
Somete Fe e C
0<%C<2 2<%C<4
Se não contiver
nenhum elemento de
liga em quantidade
superior aos mínimos
indicados
Aço ligado
Se a soma dos
elementos for até 5%
Aço de baixa liga
Aço de média ealta liga
Teores máximos de alguns
elementos nos aços sem liga:
• Al – 0,10%
• Bi – 0,10
• B – 0,0008
• Cr – 0,30
• Co – 0,10
• Cu – 0,05
• Mn – 1,65
• Mo – 0,08
• Ni – 0,30
• Nb – 0,06
• Pb – 0,40
• Se – 0,10
• Si – 0,50
• Ti – 0,05
• W – 0,01
• V – 0,10
Cinzento
Nodular
Vermicular
Branco
Se a soma dos
elementos estiver
entre 5% e 10 %
Se a soma dos
elementos for
superior a 10 %

19. Classificação dos Aços
Os aços podem ser divididos em:
Aços comuns ao carbono: Possuem
apenas ferro, carbono, e impurezas normais
ligadas ao processo de fabricação (P fósforo; S
enxofre; Si silício; Mn manganês; Al alumínio.
Aços ligados: São aços que contém um
ou mais elementos de liga além do Fe e do C
(Cr cromo; Mo molibdênio; V vanádio; Ni Níquel
etc...)

20. CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
QUANTO A COMPOSIÇÃO
• Aço-Carbono  - sem elemento de liga
(elementos residuais: Al,Si, Mn,S etc.)
Alto,médio e baixo teor de carbono
• Aço-Liga
• baixa liga (máximo 5%)
• média liga (5% a 10%)
• alta liga (teor total mínimo de 10-12%)

21. Classificação dos aços ao carbono
• Aços de baixo carbono: de 0,05 até 0,3%
• Até 0,15% extra doce
• de 0,15 até 0,3 doce
• Aços de médio carbono: de 0,3 até 0,7%
• de 0,3 a 0.5 meio doce
• de 0,5 até 0,7 meio duro
• Aços de alto carbono: de 0,7 até 2,0%
• de 0,7 a 0,8 duro
• acima de 0,8 extra duro

22. Classificação dos aços liga
• Aços de baixa liga: Quando o somatório dos
teores dos elementos de liga é inferior à 5%.(Ex.
aços para construção mecânica, eixos
engrenagens , pinos etc...)
• Aços de média liga: Quando o somatório dos
teores dos elementos de liga está entre 5% e
10%. (Ex. Aços estruturais para trabalho em
altas temperaturas para resistir a fluência e a
pequenas níveis de oxidação )
• Aços de alta liga: Quando o somatório dos
teores dos elementos de liga é superior à 10%.
• ( Ex. Aço inoxidavel)

23. • Os aços liga são muito mais caros que os
aços comuns não apenas pela presença
dos elementos de liga mas porque em
geral sofrem tratamentos térmicos, para
potencializar o efeito desses elementos
além de serem tomados cuidados
especiais na fabricação para reduzir o teor
de impurezas e manter alta qualidade do
produto (tratamento de panela).

24. Entidades classificadoras
• ABNT: Associação Brasileira de Normas
Técnicas
• SAE:Society of Automotive Engineers
• ASTM: American Society for Testing and
Materials.
• AISI: American of Iron and Steel Institute
• ANSI: American National Standards
Institute

25. Segundo a ABNT ou SAE
• Construção civil:
• ABNT CA 25 (concreto armado σesc=25 Kgf/mm2)
• ABNT CA 50 (concreto armado σesc=50 Kgf/mm2)
• Construção mecânica:
• Aços comuns ao carbono
• SAE 10XX Aços comuns ao carbono XX= %C
• SAE 11XX Aços comuns ao carbono com mais enxofre
(ressulfurados). Aços de usinagem fácil
• SAE 12XX Aços comuns ao carbono com mais enxofre e mais fósforo.
Aços de usinagem fácil
• SAE 13XX Aços comuns ao carbono com mais manganês mais
resistência mecânica

26. Segundo a ABNT ou SAE
• Aços de baixa liga:
• SAE 40XX aço de baixa liga com aprox. 0,5% de elementos de liga
(Mo). XX=%C x 100
• SAE 41XX aço de baixa liga com aprox. 1% de elementos de liga
(Cr-Mo). XX=%C x 100.
• SAE 43XX aço de baixa liga com aprox. 3% de elementos de liga
(Cr-Ni-Mo). XX=%C x 100
• SAE 50XX aço de baixa liga com aprox. 0,5% de elementos de
liga (Cr). XX=%C x 100.
• SAE 61XX aço de baixa liga com aprox. 1% de elementos de liga
(Cr-V). XX=%C x 100
• SAE 86XX aço de baixa liga (Cr-Ni-Mo, mas com menores teores
que o 43XX). XX=%C x 100. Quando o segundo algarismo é maior que
3 não tem significado.

27. Construções mecânica

28. Nomenclatura para Aços

29. Classificação SAE dos aços ao carbono e de
baixa liga
• SAE 1XXX – aço-Carbono
• SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens
desprezíveis, teor de Mn de no máximo 1,0%)
• SAE 11XX – aço-carbono com S (Enxofre)
• SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo)
• SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço-
Manganês)
• SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio)
• SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço-
Manganês)
•
SAE 2XXX – aço-Níquel
• SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75%
• SAE 25XX – aço com Ni entre 4,75% e 5,25%
•
SAE 3XXX – aço-Níquel-Cromo
• SAE 31XX – aço com Ni entre 1,10% e 1,40% e com Cr entre 0,55% e
0,90%
• SAE 32XX – aço com Ni entre 1,50% e 2,00% e com Cr entre 0,90% e
1,25%
• SAE 33XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% e com Cr entre 1,40% e
1,75%
• SAE 34XX – aço com Ni entre 2,75% e 3,25% e com Cr entre 0,60% e
0,95%
•
SAE 4XXX – aço-Molibdênio
• SAE 40XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%
• SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40%
e 1,20%
• SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e
0,90% e com Ni entre 1,65% e 2,00%
• SAE 46XX – aço com Mo entre 0,15% e 0,30%, com Ni entre 1,40% e
2,00%
• SAE 47XX – aço com Mo entre 0,30% e 0,40%, com Cr entre 0,35% e
0,55% e com Ni entre 0,90% e 1,20%
• SAE 48XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Ni entre 3,25% e
3,75%
•
• SAE 5XXX – aço-Cromo
• SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20%
•
SAE 6XXX – aço-Cromo-Vanádio
• SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V
•
SAE 7XXX – aço-Cromo-Tungstênio
•
SAE 8XXX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio
• SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e
0,55% e com Mo entre 0,08% e 0,15%
• SAE 86XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e
0,85% e com Mo entre 0,08% e 0,25%
• SAE 87XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e
0,60% e com Mo entre 0,20% e 0,30%
•
SAE 92XX – aço-Silício-Manganês
• SAE 92XX – aço com Si entre 1,80% e 2,20% e com Mn entre 0,70%
e 1,00%
•
SAE 93XX, 94XX, 97XX e 98XX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio
• SAE 93XX – aço com Ni entre 3,00% e 3,50%, com Cr entre 1,00% e
1,40% e com Mo entre 0,08% e 0,15%
• SAE 94XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,60%, com Cr entre 0,30% e
0,50% e com Mo entre 0,08% e 0,15%
• SAE 97XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,10% e
0,25% e com Mo entre 0,15% e 0,25%
• SAE 98XX – aço com Ni entre 0,85% e 1,15%, com Cr entre 0,70% e
0,90% e com Mo entre 0,20% e 0,30%
•
Apesar da classificação SAE ser bastante extensa e completa,
conforme mostrado no extrato apresentado, muitos aços comumente
usados não se enquadram nela, devido aos elementos de suas ligas
não estarem dentro das faixas previstas nesta classificação.
• Obtido em
"http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_SAE"

30. Tabela de dureza brinell HC
etc

31. Tabela de dureza brinell HC
etc

32. LIGAS METÁLICAS NÃO FERROSAS
Usadas em geral para
•Resistência à corrosão
•Resistência ao desgaste
•Cond. Eléctrica
•Peso reduzido (algumas)
•Resistência a altas temperaturas (outras)
•Boas resistência e rigidez específicas