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Um breve Histórico sobre o aço O Ferro de metal usado pelos Homens era encontrado em meteoritos recolhido pelas tribos nômades nos desertos da Ásia Menor,

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2 Um breve Histórico sobre o aço

3 O Ferro de metal usado pelos Homens era encontrado em meteoritos recolhido pelas tribos nômades nos desertos da Ásia Menor, no período de antes de Cristo; e também existem indícios da existência e emprego desse material em regiões, como a Groenlândia. A evolução do ferro começou quando o minério de ferro (na forma de torrões ou pedaços sólidos, denominados tarugos) foi sendo aquecido em fornos primitivos (forno de lupa), abaixo do seu ponto de fusão.

4 Século XV Com a fundição, a indústria siderúrgica ganha novo impulso a partir da segunda metade do século XV. Começa- se a produzir ferro pelo "refino" do ferro-gusa. A crescente utilização de força motriz de água permite girar os cilindros dos laminadores e trefilar a fio. No início do século XVIII, o consumo de aço conhece um grande avanço. O inglês Abraham Darly começa a produzir o ferro-gusa a partir do coque em Na França, Reáumur realiza estudos teóricos sobre a redução do ferro-gusa em aço, enquanto Huntsman obtém pequenas quantidades de aço no cadinho (1745).

5 Século XIX Na metade do século XIX, em 1856, a descoberta do inglês Bessemer permite realizar uma produção realmente industrial de aço pelo refino do gusa em um convertedor através do sopro de uma corrente de ar que atravessava o banho de gusa convertendo-o por oxidação em aço líquido. A partir dessa época, pôde-se dispor, graças a estes processos, de grandes quantidades desta liga ferro-carbono, que se chamava aço, cujas propriedades permitiram as maravilhas tecnológicas do século XX.

6 Conversor Bessemer

7 Século XX A siderurgia moderna como conhecemos hoje, nasceu durante os anos 60. Enormes usinas integradas de 6 a 10 milhões de toneladas de aço foram criadas e os dispositivos de controle e automação aprimoram-se assim como os equipamentos. Toda essa evolução tem-se apoiado sempre num esforço constante de pesquisa. Quase nada pode ser fabricado sem recorrer a máquinas e equipamentos que, na maioria, são fabricados de aço. Isto nos fornece uma boa idéia do importante papel do aço em nosso cotidiano, papel este que não parou de crescer desde os tempos remotos dos Hititas.

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9 Elementos de liga Carbono Níquel Manganês Cobalto Silício Tungstênio Vanádio Molibdênio Cromo

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11 Carbono

12 O carbono, símbolo C, número atômico 6, massa atómica 12 u, sólido à temperatura ambiente apresenta ponto de Fusão 3650°C. Dependendo das condições de formação, pode ser encontrado na natureza em diversas formas alotrópicas: carbono amorfo e cristalino, em forma de grafite ou ainda diamante.

13 É o principal elemento de liga no aço. Por definição, Aço é a liga de Ferro-Carbono, contendo até 2,0% de carbono. No aço o carbono encontra-se misturado no ferro ou na forma de carbonetos de maior dureza com o ferro, formando a cementita ou Fe3C, ou com outros elementos tais como o vanádio, cromo ou molibdênio. Portanto, pode-se dizer que a principal propriedade conferida no aço pelo carbono é a dureza. Aumenta, também, o limite de resistência á tração e a temperabilidade, mais diminui a tenacidade e a soldabilidade. É utilizado um diagrama para análise do teor de carbono no ferro.

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15 Dureza Pode-se notar que a dureza aumenta progressivamente com o teor de carbono e que as tensões de tração também aumentam nos aços hipoeutetóides, mas tendem a estabilizar-se nos hipereutetóides.

16 Res. Impacto e Alongamento Os gráficos demonstram que as variações aproximadas do alongamento(linha vermelha) e resistência ao impacto(linha azul) em função do teor de carbono.Em análise podemos concluir que quanto maior os teores de carbono implicam na maior fragilidade e menor ductilidade.

17 Níquel

18 O níquel é um metal branco-prateado, dúctil, maleável, peso específico 8,5 g/cm3, dureza escala de Mohs 3,5; tem seu ponto de fusão em aproximadamente 1.453º C, calor de fusão 68 cal/g, peso atômico 58,68, possuindo grande resistência mecânica à corrosão e à oxidação; o sistema de cristalização é isométrico; número atômico 28.

19 O Níquel e o manganês reduzem a temperatura eutetóide. A temperatura de transição é reduzida progressivamente com o aumento do teor de níquel (aproximadamente 10 0 C para 1% de níquel), mas a redução da temperatura de transformação no resfriamento é maior e irregular. A temperatura de transformação é mostrada na figura para um aço de baixo carbono (0,2%). A mudança ocorre neste caso para um teor de níquel de 8%. Já um aço com 12% de níquel, a transformação começa abaixo de C no resfriamento.

20 Influência na estrutura : Refina o grão e diminui a velocidade de transformação na estrutura do aço. Influência nas Propriedades :Aumento a resistência à tração e confere uma alta ductilidade Aplicações : Aço para construção mecânica. Aço inoxidável Aço e garante resistente a altas temperaturas Produtos : Peças para automóveis, utensílios domésticos e caixas para tratamento térmico

21 chassis em carbono e titânio, e do sub-chassis, em cromo-molibdênio(liga de níquel)

22 Manganês

23 O manganês ( do francês manganèse ) é um elemento químico cujo o símbolo é Mn, n° atômico 25 e massa atômica 55 u, sólido em temperatura ambiente. Situa-se no 7B. Usado em ligas principalmente na do aço e, também, para a produção de pilhas. Foi descoberto em 1774 pelo sueco Johan Gottlieb Gahn, reduzindo o seu óxido com carbono.

24 Influência na estrutura : Estabiliza os carbonetos, ajuda a criar microestrutura dura por meio de têmpera e Diminui a velocidade de resfriamento Influência nas Propriedades :Aumento da resistência mecânica e temperabilidade da peça e auxilia na resistência ao choque Aplicações : Aço para construção mecânica Produtos : Peças para automóveis e peças para uso geral em engenharia mecânica

25 Peças elevadas do triturador do cone do aço de manganês Jacaré,utilizada para desvio de trens

26 Cobalto

27 O cobalto é um elemento químico, símbolo Co, númer atômico 27 e massa atômica 59 uma, encontrado em temperatura ambiente no estado sólido.É um metal de transição situado no grupo 9 (VIIIB).O Co-60, radioisótopo é usado como fonte de radiação gama em radioterapia e esterilização de alimentos.

28 O Cobalto tem alta solubilidade em ferro alfa e gama mas uma fraca tendência a formar carbeto. Ele reduz a temperabilidade mas mantém a dureza durante o revenimento. Ele é usado em aços para turbinas e como ligante em metais duros. Ele também intensifica a influência de elementos mais importantes em aços especiais.

29 Influência nas Propriedades : Forma carbonetos (fracamente) e desloca a curva TTT para esquerda. Influência na estrutura : Aumento da dureza,da resistência à tração e resistência à corrosão e à erosão. Aplicações : Aços rápidos e elementos de liga em aços magnéticos. Produtos : Lâminas de turbina de motores a jato

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31 Silício

32 O silício é um elemento químico de símbolo Si de n° atômico 14 com massa atómica igual a 28 u. À temperatura ambiente, o silício encontra-se no estado sólido. Foi descoberto por Jöns Jacob Berzelius, em O silício é o segundo elemento mais abundante na Terra, perfazendo 25.7% do seu peso. Aparece na argila, feldspato, granito, quartzo e areia, normalmente na forma de dióxido de silício (também conhecido como sílica) e silicatos. Pertence ao grupo 14 ( IVA ) da Classificação Periódica dos Elementos. Se apresenta na forma amorfa e cristalina; o primeiro na forma de um pó pardo mais reativo que a variante cristalina, que se apresenta na forma octaédrica de coloração azul grisáceo e

33 O Silício dissolve na ferrita, atuando como elemento endurecedor. Aumenta a temperatura de transformação e reduz a variação de volume gama- alfa.

34 Influência nas Propriedades : Auxilia na desoxidação na grafitização e Aumenta a fluidez. Influência na estrutura : Aumento da resistência À oxidação em temperaturas elevadas. Melhora da temperabilidade e da resistência à tração. Aplicações : Aços com alto teor de carbono. Aços para fundição em areia. Produtos : Peças fundidas.

35 O Br-800 tinha um motor fundido em liga de alumínio-silício Fabricada com material de liga leve e silício é também endurecida com tratamento de níquel

36 tungstênio

37 O tungstênio ou wolfrâmio, símbolo W, pertence à família dos metais refratários,situado no grupo 6, utilizado, principalmente,sob a forma de metal duro. É resistente ao calor, tem peso específico de 19,3 g/cm3 e ponto de fusão da ordem de 3.419ºC, número atômico 74 com massa atómica 184u. Considerado um metal não-ferroso especial, ele tem múltiplas aplicações devido às suas propriedades de extrema dureza, de resistência a elevadas temperaturas e à corrosão, e de ser bom condutor de calor e de eletricidade.

38 O tungstênio forma carbonetos WC e W2C, mas na presença de ferro forma Fe 3 W 3 C ou Fe 4 W 2 C. Quando em solução o tungstênio retarda a transformação austenita / ferrita. Ele refina o tamanho de grão e produz menor tendência a descarbonetação em serviço

39 Influência nas Propriedades : Forma carbonetos muito duros. Influência na estrutura : Aumento da dureza e da resistência a altas temperaturas Aplicações : Aços rápidos e Aços ferramentas. Produtos : Ferramentas de corte.

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41 Vanádio

42 símbolo V, número atômico 23 de massa atómica 51 u que, nas condições ambientes, é encontrado no estado sólido. Foi descoberto pelo mineralogista espanhol Andrés Manuel del Río, no México, em 1801, num mineral de chumbo. Em 1830, o sueco Nils Gabriel Sefström descobriu o elemento num óxido que encontrou enquanto trabalhava numa mina de ferro e deu-lhe o nome pelo qual é conhecido atualmente.Está situado no grupo 5 ( VB ).

43 O vanádio é um formador de carbonetos (forma VC) e tem ação benéfica nas propriedades mecânicas de aços tratados termicamente, especialmente na presença de outros elementos. Ele precipita no revenido na faixa de e pode induzir endurecimento secundário. O vanádio em pequenas quantidades aumenta a tenacidade pela redução do tamanho de grão. Acima de 1% confere alta resistência ao desgaste especialmente para aços rápidos. Pequenas quantidades de vanádio em combinação com cromo e tungstênio aumentam a dureza ao rubro.

44 vanadita, Pb 5 Cl(VO 4 ) 3

45 Influência nas Propriedades : Inibe o crescimento dos grãos e forma carbonetos. Influência na estrutura : Maior resistência mecânica. Maior tenacidade e temperabilidade. Resistência à fadiga e à abrasão. Aplicações : Aços cromo-vanádio Produtos : Ferramentas de corte.

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47 Molibdênio

48 O molibdênio ou molibdénio, símbolo Mo de número atômico 42 e de massa atómica igual a 96 u. Na temperatura ambiente o molibdênio encontra-se no estado sólido. É um metal de transição encontrado no grupo 6 (6B).Foi descoberto em 1782 pelo sueco Peter Jacob Hjelm. É um elemento químico essencial sob o ponto de vista biológico, e na industria é muito usado na forma de ligas metálicas, principalmente no aço.

49 O molibdênio pode formar carbonetos complexos no ferro alfa e no ferro gama como (FeMo)6C, Fe21Mo2C6, e Mo2C na presença de carbono. O efeito do molibdênio na forma da curva TTT é similar ao do cromo. O Molibdênio aumenta a temperabilidade e reduz as temperaturas de têmpera. Também ajuda a aumentar a dureza ao rubro e a resistência ao desgaste. O molibdênio é um dos constituintes de alguns aços rápidos, aços resistentes a corrosão e altas temperaturas.

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51 Influência nas Propriedades : Influência na estabilização do carboneto. Influência na estrutura : Alta dureza ao rubro, aumento da resistência à tração e aumento da temperabilidade. Aplicações : Aços-ferramenta, aços-cromo-níquel, Substituto do tungstênio em aços rápidos. Produtos : Ferramentas de corte.

52 O Kalinin K-7 apresentava uma estrutura em aço-molibdênio soldado e revestida em alumínio Pratinho de mola em aço cromo- molibdênio EMPI

53 Cromo

54 O cromo, símbolo Cr, número atômico 24 e massa atômica 52 u, Sólido em temperatura ambiente. É um metal encontrado no grupo 6 (6B), empregado especialmente em metalurgia em processos denominados eletrodeposição. Alguns de seus óxidos e cromatos são usados como corantes. Foi descoberto em 1797 por Louis Nicolas Vauquelin no mineral crocoíta encontrado na Rússia.corantes

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56 O Cromo aumenta a temperabilidade do aço e contribui para a resistência ao desgaste e dureza. Quando o cromo excede 11% em aços de baixo carbono, um filme inerte é formado na superfície, criando resistência ao ataque por reagentes oxidantes. Percentagens mais altas de cromo são encontradas em aços resistentes a altas temperaturas. Aços com cromo são mais fáceis de usinar do que aços com níquel de resistência mecânica similar. Os aços com maiores teores de cromo são suscetíveis à fragilização quando resfriados lentamente na faixa de 550/450 0 C, a partir da temperatura de têmpera. Os aços com cromo são usados quando durezas elevadas são requeridas, como em matrizes, rolamentos, limas e ferramentas

57 Influência nas Propriedades : Forma carbonetos e acelera o crescimento dos grãos. Influência na estrutura : Aumento da resistência á corrosão e a oxidação alem de aumentar a resistência em altas temperaturas Aplicações : Aços para construção mecânica, aços- ferramenta e aços inoxidáveis Produtos : Produtos para indústria química. Talheres, válvulas e peças para fornos. Ferramentas de corte.

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59 Outros Elementos Químicos...

60 Alumínio

61 É utilizado principalmente como desoxidante no processo de refino do aço líquido. Também combina com o nitrogênio, reduzindo sua suscetibilidade do aço ao envelhecimento pela defor-mação. Em pequenas adições, impede o crescimento dos grãos dos aços agindo com um bloqueador. Favorece, após a laminação a frio seguida de recozimento, uma textura adequada para estampagem.

62 Nióbio

63 Ponto de fusão 2468°C. Pequenos teores deste ele- mento permitem aumentar o limite de resistência e o limite de escoamento, pois promove o refino de grão e a geração de carbonitretos no interior do aço. O Nióbio permiti utilizar menores teores de carbono e de manganês, assim melhorando a soldabilidade e a tenacidade dos aços e tomando-se a base de aços de alta resistência e baixa liga

64 Fósforo

65 É encontrado em teores sensíveis nos aços com conseqüência de contaminação da matéria-prima, sendo normalmente uma impureza indesejável. É nocivo á qualidade do aço especialmente porque acentua a tendência a segregação, aumenta a dureza da fase ferrítica e a tendência de fragilização dos aços. Porém, pode ser utilizado em aplicações especificas com em aços parar usinagem fácil, resistente á corrosão atmosférica e endurecíveis por tratamento em estufa ( Bake Hardening).

66 Enxofre

67 Presente em todos os aços como impurezas. Produz sulfetos que deformam sob conformação produzindo heterogeneidades do aço além de também ocorrer em segregações com grande potencial de redução da tenacidade dos aços, o deixando quebradiço. Entretanto, se combinado com o manganês no forma do respectivo sulfeto, favorece a usinagem com a formação de cavacos que se quebram facilmente.

68 Existem várias entidades que estabelecem normas para codificação de aços de acordo com o teor de carbono e dos elementos de liga. Na tabela a seguir, alguns códigos da SAE (Society of Automotive Engineers).

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70 Esses foram alguns dos elementos químicos, elementos de liga, que influenciam diretamente nas propriedades do aço seja conferindo ou admitindo, quando adicionado ao mesmo.

71 Empresas Siderúrgicas brasileiras

72 Unidades do Grupo Gerdau 48 unidades siderúrgicas 21 unidades de transformação 94 unidades de corte e dobra de aço 4 centros de serviços de aços planos 80 unidades comerciais 32 unidades de coleta e processamento de sucata 4 áreas de extração de minério de ferro 2 unidades de produção de ferro-gusa sólido 2 terminais portuários privativos Empresas coligadas 10 unidades siderúrgicas 7 unidades de transformação 13 unidades comerciais Joint Ventures 2 unidades siderúrgicas 4 unidades de transformação 1 unidade de corte e dobra de aço Açominas

73 Gerdau - Recife – PE

74 A Companhia Siderúrgica Nacional foi fundada em 9 de abril de 1941 e iniciou suas operações em 1º de outubro de Como primeira produtora integrada de aço plano no Brasil, a CSN é um marco no processo brasileiro de industrialização. O seu aço viabilizou a implantação das primeiras indústrias nacionais, núcleo do atual parque fabril brasileiro. Privatizada em 1993, e após mais de seis décadas de atividade, continua a fazer história. Com capacidade de produção anual de 5,6 milhões de toneladas e cerca de dezesseis mil empregados, a CSN concentra suas atividades em siderurgia, mineração e infra-estrutura.

75 Dois momentos da CSN Dias atuais1946

76 Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais S/A ou Usiminas, pertencente ao Sistema Usiminas (Holding), é uma empresa do setor siderúrgico líder na produção e comercialização de aços planos laminados a frio e a quente, bobinas, placas e revestidos, destinados principalmente aos setores de bens de capital e de bens de consumo da linha branca, além da indústria automotiva. Foi fundada em 25 de abril de 1956 em Coronel Fabriciano, no que viria a ser o Vale do Aço, Minas Gerais. Tornou-se a primeira estatal privatizada em 24 de outubro de 1991 pelo então presidente Fernando Collor de Mello.

77 Usiminas

78 TABELA PERIÓDICA Os quadros mostrados ao longo da apresentação estão contidos na tabela periódica que com conta com os, 118 elementos químicos, feitos por 96 artistas de 9 países, usando várias técnicas, entre elas xilogravura, litografia e "silkscreen". O projeto ainda está em andamento, com versões alternativas para cada elemento químico.

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80 Bibliografia 3_24_10259.htm 3_24_10259.htm 58-os-materiais-das-ferramentas-de-corte 58-os-materiais-das-ferramentas-de-corte &_dad=portal&_schema=PORTAL &_dad=portal&_schema=PORTAL

81 Trabalho: Influencia dos elementos de liga Matéria: Material da construção mecânica. Prof.: ANTONIO FERNANDO CARVALHO MOTA Turma: TF Aluno: André Adriano da Silva Cruz. 4° período Mecânica – Mecatrônica Manhã.

82 Até Breve....


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