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MATERIAIS São classificados em: Metálicos Cerâmicos Poliméricos Compósitos.

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Apresentação em tema: "MATERIAIS São classificados em: Metálicos Cerâmicos Poliméricos Compósitos."— Transcrição da apresentação:

1 MATERIAIS São classificados em: Metálicos Cerâmicos Poliméricos Compósitos

2 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...

3 MATERIAIS METÁLICOS FERROSOSNÃO FERROSOS Ligas Fe-C Ferros fundidos Aços Sem liga Baixa liga HSLA Ligados Outras FeFe-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 Inconel Hastalloy (INOX) (HADFIELD) (MARAGING) (REFRATÁRIOS)

4 LIGAS FERRO-CARBONO AÇOSFERROS FUNDIDOS Sem liga ou Aço-carbono 0<%C<22<%C<4 Se não contiver nenhum elemento de liga em quantidade superior aos mínimos indicados Aço ligado Se o somatório dos elementos de liga atingir um teor de até 5% Aço de baixa liga Aço de média e alta liga Se o somatório dos elementos de liga ultrapassar o teor de 5% 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

5 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...)

6 CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS QUANTO A COMPOSIÇÃO Aço-Carbono - sem elemento de liga (elementos residuais: Si, Mn, P, S), Baixo médio e alto teor de carbono Aço-Liga baixa liga (máximo 5%) média liga (5% a 10%) alta liga (teor total mínimo de 10-12%)

7 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

8 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 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 oxidação ) Aços de alta liga: Quando o somatório dos teores dos elementos de liga é superior à 10%. ( Ex. Aços inoxidáveis)

9 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).

10 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

11 Segundo a ABNT ou SAE Construção civil: ABNT CA 25 (concreto armado σ esc =25 Kgf/mm 2) ABNT CA 50 (concreto armado σ esc =50 Kgf/mm 2) Construção mecânica: Aços comuns ao carbono SAE 10XX Aços comuns ao carbono XX= %C x 100 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

12 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.

13 Nomenclatura para Aços

14 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)Enxofre SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo)Fósforo SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço- Manganês)Manganês SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio)Nióbio SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço- Manganês) SAE 2XXX – aço-NíquelNíquel 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-CromoCromo 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-MolibdênioMolibdênio 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-VanádioVanádio SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V SAE 7XXX – aço-Cromo-TungstênioTungstênio 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-ManganêsSilício 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"http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_SAE

15 Noções do diagrama Fe – C e das fases que se formam

16 16 L+Fe 3 C

17 17 FERRO PURO FERRO = FERRITA FERRO = FERRITA FERRO = AUSTENITA FERRO = AUSTENITA FERRO = FERRITA TF= 1538 C TF= 1538 C Nas ligas ferrosas as fases, e FORMAM soluções sólidas com Carbono intersticial Nas ligas ferrosas as fases, e FORMAM soluções sólidas com Carbono intersticial CARBONO

18 18 Ferro Puro /Formas Alotrópicas FERRO = FERRITA Estrutura= ccc Estrutura= ccc Temperatura existência= até 912 C Temperatura existência= até 912 C Fase Magnética até 770 C (temperatura de Curie) Fase Magnética até 770 C (temperatura de Curie) Solubilidade máx. do Carbono= 0,0218% a 727 C e 0,008% a T ambiente. Solubilidade máx. do Carbono= 0,0218% a 727 C e 0,008% a T ambiente. FERRO = AUSTENITA Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais) Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais) Temperatura existência= C Temperatura existência= C Fase Não-Magnética Fase Não-Magnética Solubilidade máx. do Carbono= 2,11% a 1148 C Solubilidade máx. do Carbono= 2,11% a 1148 C

19 19 Sistema Fe-Fe 3 C Ferro Puro= até 0,02% de Carbono (727ºC) Ferro Puro= até 0,02% de Carbono (727ºC) Aço= 0,02 até 2,11% de Carbono Aço= 0,02 até 2,11% de Carbono Ferro Fundido= 2,11- 4,5% de Carbono Ferro Fundido= 2,11- 4,5% de Carbono Fe 3 C (CEMENTITA)= Forma-se quando o limite de solubilidade do carbono é ultrapassado (A cementita possui 6,7% de C) Fe 3 C (CEMENTITA)= Forma-se quando o limite de solubilidade do carbono é ultrapassado (A cementita possui 6,7% de C)

20 20 PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-Fe 3 C (EUTETÓIDE) LIGA EUTETÓIDE LIGA EUTETÓIDE Austenita FASE (FERRITA) + Cementita Austenita FASE (FERRITA) + Cementita Temperatura= 727 C Temperatura= 727 C Teor de Carbono= 0,77 % Teor de Carbono= 0,77 % Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de aços hipoeutetóides Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de aços hipoeutetóides Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços hipereutetóides Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços hipereutetóides

21 21 MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE

22 22 MICROESTRUTURA DO AÇO EUTETÓIDE RESFRIADO LENTAMENTE Somente Perlita

23 23 MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio Teor de Carbono = 0,002- 0,77 % Teor de Carbono = 0,002- 0,77 %Estrutura Ferrita + Perlita Ferrita + Perlita As quantidades de ferrita e perlita variam conforme a As quantidades de ferrita e perlita variam conforme a % de carbono e podem ser determinadas pela regra da alavanca % de carbono e podem ser determinadas pela regra da alavanca Partes claras ferrita pró eutetóide ou ferrita primária Partes claras ferrita pró eutetóide ou ferrita primária

24 24 MICROESTRUTURA DOS AÇOS BAIXO TEOR DE CARBONO FerritaPerlita AÇO COM ~0,2%C

25 25 MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE FerritaPerlita AÇO COM ~0,45%C

26 26 MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDE Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 % Estrutura Estrutura cementita+ Perlita cementita+ Perlita As quantidades de cementita e perlita variam conforme a % de carbono e podem ser determinadas pela regra da alavanca As quantidades de cementita e perlita variam conforme a % de carbono e podem ser determinadas pela regra da alavanca Partes claras cementita próeutetóide. Partes claras cementita próeutetóide.

27 Micrografia de um aço contendo 1,4% de carbono:cementita clara - perlita escura

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