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Introdução aos Materiais de Engenharia Aula 1 - Introdução Aula 1 - Introdução Definições Básicas Definições Básicas Bibliografia Bibliografia - Van Vlack.

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1 Introdução aos Materiais de Engenharia Aula 1 - Introdução Aula 1 - Introdução Definições Básicas Definições Básicas Bibliografia Bibliografia - Van Vlack : Princípios de Ciência dos - Van Vlack : Princípios de Ciência dos Materiais, cap. 1 Materiais, cap. 1

2 O engenheiro adapta materiais e energia visando obter utilidades OS PRINCIPAIS MATERIAIS SÃO UTILIZADOS NO ESTADO SÓLIDO. - Existem estados intermediários importantes. - Existem estados intermediários importantes. PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS DEPENDEM DE SUA ESTRUTURA INTERNA. Propriedades mecânicas Propriedades mecânicas Características térmicas Características térmicas Propriedades elétricas Propriedades elétricas AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DEVEM SER REPRESENTADAS COM RIGOR CIENTÍFICO APROPRIADO. Representações gráficas Representações gráficas Estatísticas Estatísticas

3 Da mistura de materiais em diferentes estados surgem estados intermediários GASOSOLÍQUIDO SÓLIDO PolpasLamasPastasNévoasFumosEspumas Neste capítulo se trata apenas de materiais sólidos

4 Os materiais de engenharia são divididos em quatro categorias principais METAIS - - Alta densidade, alta plasticidade, baixo calor específico, alta condutividade elétrica, brilho metálico.CERÂMICOS - - Média densidade, baixa plasticidade, médio calor específico, média condutividade elétrica, cores e brilhos variados.POLÍMEROS - - Baixa densidade, alta elasticidade, baixo ponto de fusão, baixa condutividade elétrica, cores e brilhos variados.CONJUGADOS - - Combinam propriedades de seus componentes - madeira, concreto, fibra de vidro, etc.

5 Principais propriedades dos materiais de engenharia Térmicas Ponto de fusão = temperatura de mudança de estado Dilatação térmica = alteração de volume conforme a temperatura Calor específico = energia necessária para mudar a temperatura Condutividade térmica = capacidade de transmitir calor Mecânicas Densidade = peso específico, em relação à água. Resistência mecânica = deformação eruptura sob tensão Elasticidade e Plasticidade = extensão de deformação suportada Dureza = resistência à penetração ou ao risco Elétricas Condutividade elétrica = capacidade de transmitir corrente elétrica Magnetismo = resposta a um campo magnético

6 Tensão Tensão kgf/mm 2 CERÂMICA METAL METAL MADEIRA MADEIRA POLÍMERO POLÍMERO Alongamento Alongamento % Diferentes materiais apresentam diferentes respostas aos esforços mecânicos a que são submetidos. TemperaturaAmbiente

7 Diâmetro médio = km Massa total = 5,96 x t Densidade média = 5,53 t/m3 Conhecemos e exploramos menos de 1% da massa do nosso planeta Manto Profundidade = km Massa relativa = 80% Principais componentes = Si,Mg Crosta Profundidade média = 12 km Massa relativa = 1,5% Principais componentes = O,Si,Al Núcleo Exterior Profundidade = km Massa relativa = 16% ( líquido ) Principais componentes = Fe,Ni Núcleo Interior Profundidade = km Massa relativa = 2,5% ( sólido ) Principais componentes = Fe,Ni

8 PRINCIPAIS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS Sólidos à temperatura ambiente Sólidos à temperatura ambiente ( Exceção: ) ( Exceção: ) Estrutura cristalina definida Estrutura cristalina definida Plasticidade a frio Plasticidade a frio Condutividade térmica e elétrica Condutividade térmica e elétrica Opacos, com brilho metálico e cores em tons de cinza Opacos, com brilho metálico e cores em tons de cinza ( Exceções : e ) ( Exceções : e ) Formam ligas por solução sólida Formam ligas por solução sólida ( intersticial ou substitucional ) ( intersticial ou substitucional ) Dos 10 elementos mais encontrados na crosta terrestre, 7 são metais Elemento %(Peso) Oxigênio 47,0 Silício* 27,7 Alumínio * 7,5 Ferro * 5,1 Cálcio * 3,3 Sódio * 2,4 Potássio * 2,3 Titânio * 0,6 Hidrogênio 0,2 Carbono 0,1 * ( METAIS)

9 DEFINIÇÕES BÁSICAS ROCHA : porção individualizada da crosta terrestre ROCHA : porção individualizada da crosta terrestre MINÉRIO : rocha contendo substância útil em condições de exploração economicamente viável MINÉRIO : rocha contendo substância útil em condições de exploração economicamente viável MINERAL : substância não orgânica, pura ou composta MINERAL : substância não orgânica, pura ou composta MINERAL INDUSTRIAL : mineral diretamente aplicado na indústria MINERAL INDUSTRIAL : mineral diretamente aplicado na indústria MINERAL-MINÉRIO substância útil contida no minério MINERAL-MINÉRIO : substância útil contida no minério GANGA substâncias inúteis contidas no minério GANGA : substâncias inúteis contidas no minério

10 As Rochas são classificadas de acordo com suas origens Geológicas MAGMÁTICAS - Derivam diretamente do magma MAGMÁTICAS - Derivam diretamente do magma ( GRANITO, BASALTO ) ( GRANITO, BASALTO ) SEDIMENTARES - resultam da degradação de rochas SEDIMENTARES - resultam da degradação de rochas pré-existentes por intemperismo pré-existentes por intemperismo ( ARENITO, LIMONITA) ( ARENITO, LIMONITA) METAMÓRFICAS - resultam da alteração de rochas pré-existentes METAMÓRFICAS - resultam da alteração de rochas pré-existentes por pressão e temperatura por pressão e temperatura ( PETRÓLEO, CALCÁREO ) ( PETRÓLEO, CALCÁREO )

11 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 11 22,9898 Na ,8 0,97 Sódio IA IIAIIIAIVAVAVIAVIIA O IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIB Lantanídeos Actinídeos Metais Não metais sólidos Não metais gasosos

12 Para ser considerada Minério, uma Jazida deve apresentar características favoráveis. SUBSTÂNCIA ÚTIL : - TEOR; - TEOR; concentração em relação à ganga - GRAU DE LIBERAÇÃO ; - GRAU DE LIBERAÇÃO ; tamanho das partículas do mineral-minério DISPOSIÇÃO FÍSICA : - POSSANÇA; - POSSANÇA; volume total da jazida PROFUNDIDADE - PROFUNDIDADE; afloramentos, lentes e veios LOGÍSTICA : - DISTÂNCIA; - DISTÂNCIA; em relação aos centros de processamento e consumo VALOR; - VALOR; relação entre oferta e procura do mineral minério.

13 ETAPAS DO PROCESSAMENTO METALÚRGICO METALÚRGICO BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO - - Objetiva descartar a maior parte da ganga, para possibilitar transporte e processos posterioresEXTRAÇÃO - - Separar o metal dos demais componentes do mineral-minérioREFINO - - Objetiva obter a composição química desejada do metal ou ligaCONFORMAÇÃO - - Objetiva dar formato comercial ao produtoACABAMENTO - - Revestimento e ajuste da rugosidade superficial


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