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Prof. Edimilson Alves Pinto

1. n vel do metal liquido posi o de carregamento posi o de sopro O outro conversor o Thomas bastante semelhante ao Besse mer ele tamb m basculante tamb m processa gusa l quido e tamb m usa ar nesse processo A diferen a est no revestimento refrat rio desse conversor que feito com um material chamado dolomita que resiste ao ataque da esc ria base de cal e por isso esse material permite trabalhar com um gusa com alto teor de f sforo As rea es qu micas que acontecem dentro desse conversor s o as mesmas que acontecem no conversor Bessemer ou seja oxida o das impurezas combust o do carbono e oxida o do ferro Esse processo por m tem duas desvantagens n o elimina o enxofre do gusa e o revestimento interno do forno atacado pelo sil cio Assim o gusa deve ter baixo teor de sil cio O conversor LD usa tamb m o princ pio da inje o do oxig nio A diferen a que o oxig nio puro soprado sob press o na super 53 f cie do gusa l quido Essa inje o feita pela parte de cima do conversor Como isso Vamos explicar Esse tipo de conversor constitu do de uma carca a cil ndrica de a o resistente ao calor revestido internamente por materiais refrat rios de dolomita ou magnesita A inje o do oxig nio feita por meio de uma lan a met lica composta de v rios tubos de a o O jato de oxig nio dirigido para a superf cie do
2. A z a i A e f 5 P j f y r z d s b l ma Z P 4 i E N me Prof Edimilson Alves Pinto Introdu o Esta a primeira aula do seu curso sobre materiais para a ind stria mec nica E sabe por onde vamos come ar Pelo come o naturalmente E onde est esse come o Est no pr prio material em uma coisinha bem pequenininha chamada tomo O tomo que n o d para a gente ver nem com um microsc pio determina se o material a o pl stico madeira ou ar Estabelece a maneira como cada material se comporta na natureza e tam b m como ele funciona diante dos processos de fabrica o e da utiliza o do dia a dia O conhecimento dos fatores que governam as propriedades dos materiais importante para o profissional da ind stria metalme c nica cuja fun o produzir materiais e pe as com proprieda des que atendam s mais diversas aplica es e solicita es de Uso Esses fatores est o relacionados com a estrutura geral do tomo que no final diferencia um material do outro Sabendo isso poss vel prever o que vai acontecer quando um material aque cido resfriado dobrado esticado torcido lixado cortado Ou seja tudo o que voc faz quando quer fabricar qualquer coisa O assunto fascinante Parece at m gica mas n o S o apenas algumas leis da Qu mica e da F sica trabalhando para a gente Fique ligado Um pouco de hist ri
3. Outra maneira de beneficiar o min rio de ferro por meio da pelotiza o Por esse processo o min rio de ferro mo do bem fino e depois umedecido para formar um aglomerado O aglome rado ent o colocado em um tipo de moinho em forma de tambor Conforme esse tambor gira os aglomerados v o sendo unidos at se transformarem em pelotas da o nome pelotiza o Depois disso essas pelotas s o submetidas secagem e queima para endurecimento 32 raspador Roca p lira o Ndee alimentador E sangradouro as O queimador ed tambor de mistura Ta entador misturador peneira vibrat ria para atmosfera grelha m vel Z q ao coletor RES de finos RR dii pr aquecimento Jl N Es k Rs alim gsses queimados 10 etapa 20 etapa vibrat rio de resfriamento de resfriamento para carregamento Depois que o min rio de ferro beneficiado ele vai para o alto forno para se transformar em ferro gusa O ferro gusa a mat ria prima para a fabrica o do a o e do ferro fundido S que nesse processo a gente n o coloca s o min rio de ferro no alto forno p e fogo embaixo e pronto O ferro gusa tamb m tem sua receitinha com ingredientes especiais Esses ingredientes s o os fundentes os desoxidantes desfosforizantes materiais que ajudam a eliminar as impurezas e os combust veis O fundente isto o ma
4. Exerc cio 3 Responda a O que caracteriza o magn sio b Onde o magn sio mais usado c Como as ligas de magn sio podem ser trabalhadas d As ligas de magn sio s o muito usadas na ind stria aeron utica e automobil stiga Por qu O chumbo O chumbo um metal de cor acinzentada pouco tenaz por m d ctil e male vel bom condutor de eletricidade embora n o seja magn tico e mau condutor de calor Funde se a 327 C facilmente laminado pois o mais mole dos metais pesados Pode ser endurecido em liga com enxofre S ou antim nio Sb resistente gua do mar e aos cidos mas fortemente atacado por subst ncias b sicas Oxida se com facilidade em contato com o ar Outras propriedades que permitem grande variedade de aplica es s o alta densidade flexibilidade alto coeficiente de expans o t rmica boa resist ncia corros o condutibilidade el trica facilidade em se fundir e formar ligas com outros elementos O principal min rio do qual o cnumbo extra do a galena PbS cujo teor de chumbo varia entre 1 e 12 Em geral esse min rio possui tamb m prata O processo de obten o do chumbo tem v rias etapas mas as principais s o concentra o por flota o forma o do aglomerado redu o dos xidos desargenta o ou seja retirada da prata destila o a v cuo e refino O chumbo usado como isolante ac stico e amortecedor de vibra es empregado
5. Tanques para gua quente caldeiras Objetos de decora o acabamento de m veis fechaduras Pe as estampadas Ferramentas el tricas n o faiscantes Todas as pessoas que se interessam um pouquinho por automo bilismo sabem o quanto as equipes de F rmula 1 e F rmula Indy apenas para falar das mais famosas pesquisam para tornar seus carros mais velozes mais competitivos e mais seguros E no meio de tudo o que os engenheiros calculam desenham e experimentam est o emprego de materiais que devem ser ao mesmo tempo leves e adequados para se construir o melhor carro da temporada O bom de tudo isso que esses materiais mais cedo ou mais tarde acabam sendo usados na fabrica o dos carros que n s que n o somos pilotos de corrida dirigimos todos os dias Basta dizer que metais como o alum nio e o magn sio que antes dos anos 90 n o eram usados passaram a estar presentes em ligas empregadas na fabrica o de autom veis Pe as como os pedais de freio e embreagem que precisam ser ao mesmo tempo leves e resistentes s o fabricadas com ligas de magn sio E por que essas ligas s o empregadas Por serem mais leves permitem que o carro gaste menos energia para se movimentar e por consequ ncia tenha um desempenho melhor com economia de combust vel Outros metais como o tit nio por sua especial resist ncia corros o s o usados em pr teses e implantes cir rgicos Voc n o acredita De que
6. conme oo 350 Mas n o s como embalagem que ele utilizado Sem o alum nio n o poder amos ter sat lites e antenas de televis o por exemplo Seria imposs vel tamb m fazer os avi es decolarem se eles n o fossem constru dos com esse material que tem apenas um ter o do peso do ferro Nos ve culos como nibus e caminh es a utiliza o do alum nio permite a diminui o do peso e consequentemente uma enorme economia de combust vel Por ser muito resistente corros o ou seja a ataques do meio ambiente o alum nio tamb m empregado na fabrica o de 107 esquadrias para pr dios residenciais ou industriais tanques para transporte e armazenamento de combust veis e produtos qu mi cos Aliada a essa resist ncia est a alta condutividade el trica que permite o uso do alum nio na fabrica o de cabos a reos para a transmiss o de energia el trica H ainda muitos outros tipos de produtos feitos com alum nio e que poder amos citar aqui H tamb m outras caracter sticas Mas n o vamos dizer quais s o S para variar vamos passar a bola para voc Para parar e estudar O alum nio muito utilizado Nesta primeira parte da aula disse mos as raz es porque isso acontece Releia o trecho e fa a o exerc cio a seguir Exerc cio 1 Responda as perguntas a Observe o ambiente a sua volta Voc consegue reconhe cer e citar mais uma ou duas coisas que s
7. 14 A o de alta resist ncia mec nica 46 A o carbono 9 Ferro fundido 19 Outros materiais 1985 100 7 Alum nio 1 Magn sio 10 Pl sticos 17 A o de alta resist ncia mec nica 41 A o carbono 8 Ferro fundido 16 Outros materiais 1990 101 Imagine uma daquelas manh s bem frias cheias de garoa e c u cinzento Uma daquelas manh s em que voc bem que gostaria de ficar mais tempo na cama Mas tem o leite das crian as Tem a presta o na loja de material de constru o para pagar a laje para cobrir aquele quarto que voc construiu E justo hoje o seu vizinho que motorista de t xi e sempre d uma carona at a metade do caminho n o vai poder ajudar Ele bobeou na troca do leo e o motor do carro fundiu Voc bem que tinha avisado que o motor estava com um barulho esquisito Voc abre a porta da frente Escuta as dobradi as rangerem e se lembra irritado que elas precisam de um trato Resmungando voc vai para o ponto do nibus Enquanto espera a condu o voc sente as m os geladas mesmo enfiadas nos bolsos A voc tira as m os dos bolsos e come a a esfregar uma na outra na tentativa de esquent las Logo um calorzinho gostoso come a a surgir e a se espalhar pelas palmas e dedos Esse calor resultado do atrito entre a superf cie da pele de suas m os Mas o nibus est demorando e voc come a a ficar
8. Bem voc j tem um bocado de informa o para estudar Vamos ent o dar uma paradinha para que voc possa ter tempo de ler novamente esta parte da aula Exerc cio 4 Identifique a s rie e as ligas correspondentes aos seguintes algarismos e D JM KOST O AEE NEN RR DN O RS RS Db 2024 msm asoar s SSICRI RSS daRIEs ESTEIO Ra S SAIS STRADA SS as STRADA C AOM iaiaaeaia L Eaa d 6060 css css tosa sus cet cotetat das sete dote tate dat a iriti ABRO 6 5 AM Joop PAR E RR PR A RU RU H 3800r Sr ar pra po DDR pa DR Po MODE Da DE Po DD PRP POBRES OR Outras maneiras de melhorar as propriedades do alum nio No in cio da aula dissemos que existem v rias maneiras para melhorar ou modificar as propriedades de um metal Uma delas a adi o dos elementos de liga At aqui estudamos as ligas do alum nio e vimos como cada elemento de adi o influencia nas propriedades aumentando ou diminuindo a resist ncia mec nica melhorando a resist ncia corros o ou aumentando a ductilida de Vamos aprender agora que poss vel obter alguns desses resultados por dois outros m todos o tratamento t rmico por aquecimento e resfriamento e tratamento mec nico por confor ma o a quente e a frio Neles acontecem modifica es nas estruturas internas das ligas e se obt m como resultado uma ampla faixa de propriedades mec nicas A conforma o mec nica produz mudan as na estrutura interna do alum nio e suas liga
9. Isso mesmo Mais fr geis Portanto n o poss vel forj los estir los lamin los ou verg los em qualquer temperatura 76 Mas como que o gusa se transforma em ferro fundido A transforma o acontece em dois tipos de fornos o forno el trico e o forno cubil No forno el trico o processo semelhante ao de produ o do a o que n s j estudamos voc se lembra O forno cubil trabalha com ferro gusa sucata de a o calc rio para separar as impurezas ferro sil cio ferro mangan s e coque como combust vel Ele funciona sob o princ pio da contra corrente como o alto forno ou seja a carga met lica e o coque descem e os gases sobem Para come ar limpa se o forno que uma carca a cil ndrica vertical de a o revestida internamente com tijolos refrat rios Em seguida coloca se um pouco de madeira e o coque no fundo e ateia se fogo Quando o fogo atravessa toda a camada de coque e madeira liga se o sopro de ar Nesse momento iniciada a carga em camadas s o colocadas quantidades pr determinadas de ferro gusa sucata coque e fundente calc rio Esse carregamento continua at atingir o n vel da porta de carga e assim deve ser mantido durante toda a opera o Por falar nisso essa opera o pode ser intermitente ou cont nua Se ela for intermitente a corrida met lica ou seja a retirada do ferro fundido do forno feita periodicamente sempre que neces s rio No segund
10. a Remover os cavacos ou aparas b Possibilitar um bom acabamento na superf cie usinada c Evitar a corros o da pe a da ferramenta e da m quina d Lubrificar as guias da m quina ferramenta Mas o que usar e quando usar Para a escolha do fluido de corte preciso considerar o material que ser usinado o tipo de opera o de corte e a ferramenta a ser usada Dependendo da fun o que o fluido exerce na opera o temos dois grupos 1 Fluido de corte refrigerante formado pelas solu es qu micas e os leos sol veis cuja principal fun o resfriar empre gado em retifica o ou outras opera es onde a necessidade de refrigera o maior do que a de lubrifica o 2 Fluido de corte lubrificante formado pelos leos minerais animais e vegetais usado quando a lubrifica o mais impor tante que o resfriamento Isso ocorre por exemplo na fresa gem no rosqueamento e no brochamento Na verdade n o existe um fluido universal isto aquele que atenda a todas as necessidades de todos os casos Os leos sol veis comuns e os EPs s o os que cobrem o maior n mero de opera es de corte A tabela a seguir foi tirada da p gina 36 do manual t cnico Usinagem e Fluidos de Corte publicado pela Esso Brasileira de Petr leo S A Ela ajudar voc a estudar as propriedades de cada tipo de fluido 190 Tipos leos minerais leos graxos leos compos tos leos s
11. carboneto de ferro As impurezas como o mangan s o sil cio o f sforo o enxofre o alum nio fazem parte das eseese PRN AA POR a n PADRE para a produ o do a o 1 estruturas cristalinas 2 mat rias primas 3 solu es l quidas 4 solu es s lidas Na produ o do a o O adi cionado para auxiliar na desoxida o do metal l quido 1 f sforo 2 enxofre 3 carbono 4 mangan s O que faz o a o se romper com facilidade ao ser confor mado o enxofre combinado com O EA diga dn da de dns da em temperaturas acima de 1 000 C 1 zinco 2 ferro 3 sil cio 4 mangan s 69 9 h 5 Em a os de baixo teor de carbono O EE DS TD PDS auxilia no aumento da dureza e da resis t ncia tra o e corros o mangan s 2 f sforo 3 sil cio 4 estanho O sil cio acrescentado ao metal l quido para auxiliar na eena Aeae ALNE io tio iate ha into iodo india e impedir a forma o de bo lhas nos lingotes 1 oxida o 2 usinabilidade 3 desoxida o 4 corros o No processo de desoxida o do metal l quido o manga n s se combina primeiro com o enxofre e forma o 1 xido de mangan s 2 carbonato de mangan s 3 sulfeto de mangan s 4 hidrato de mangan s Os silicatos s o inclus e
12. o o lat o usado para a fabrica o de cartuchos de muni o n cleos de radiadores rebites carca as de extintores tubos de trocadores de calor e evaporadores O lat o que tem entre 40 a 45 de zinco empregado na fabrica o de barras para enchi mento usadas na solda forte de a os carbono ferro fundido lat o e outras ligas A fim de melhorar a resist ncia mec nica a usinabilidade e a resist ncia corros o do lat o outros elementos de liga s o adicionados a sua composi o S o eles o chumbo o estanho e o n quel O lat o ao chumbo cont m 1 a 3 de chumbo Apresenta tima usinabilidade e usado para fabricar pe as por estampagem a quente que necessitam de posterior usinagem O lat o ao estanho tem at 2 de estanho e altamente resis tente corros o em atmosferas marinhas Por isso empregado na fabrica o de pe as para a constru o de barcos O lat o ao n quel usado no lugar do bronze para fabricar molas e casquilhos de mancais Para parar e estudar 152 Vamos dar mais uma paradinha s uma pequena pausa para voc reler esta parte da aula e fazer os exerc cios a seguir 153 Exerc cios 2 Escreva V ou F conforme as senten as sejam verdadeiras ou falsas a A temperatura de fus o da liga de cobre e zinco varia de 800 C a 1 070 C dependendo do teor de zinco que ele apresenta b O metal amarelo usado no acabamento de m veis e fechaduras
13. o grau de dureza necess rio para que posteriormente sejam transformados nos mais variados produtos O tratamento t rmico outra maneira de melhorar as propriedades de um metal Nesse processo o metal aquecido e em seguida resfriado Isso traz ao metal ou a sua liga certos efeitos como al vio de tens es elimina o do encruamento estabilidade dimensional endurecimento etc Para parar e estudar Agora vamos dar mais uma paradinha para que voc possa estudar as informa es deste trecho da aula Leia o novamente e fa a os exerc cios a seguir Exerc cios 5 Escreva F se a afirma o for falsa e V se ela for verdadeira a b c d e 9 g Na lamina o a frio o metal fica mais male vel A lamina o modifica a estrutura interna do alum nio e suas ligas O alum nio laminado a quente n o perde a maleabili dade O alum nio laminado a frio perde a maleabilidade porque os gr os na estrutura interna do material fi cam maiores O efeito da lamina o a frio chama se encruamento No tratamento t rmico o aquecimento e o resfria mento s o os fatores que produzem a modifica o na estrutura interna da liga Al vio de tens o um dos resultados que se pode obter com tratamento t rmico 133 Avalie o que voc aprendeu Depois de estudar bem toda a aula fazer e corrigir os exerc cios fa a o teste a seguir e avalie o quanto voc apre
14. outros produtos de metais ferro fundido a esc ria Nela est o representados esquematicamente todos os setores de uma usina integrada a coqueria onde se produz o coque a partir do carv o mineral o alto forno onde se produz o gusa a aciaria onde se produz o a o e os setores de lamina o forja mento e fundi o locais onde se fabricam os produtos semi 99 acabados chapas perfis tubos N o se esque a de que o min rio de ferro tamb m passa por processo de beneficiamento pela pelotiza o e sinteriza o Nesse imenso complexo industrial a polui o est por toda a parte em todas as etapas do processo e envolve polui o do ar da gua e do solo A polui o do ar acontece no beneficiamento do min rio sinteri za o na coqueria no alto forno e em menor escala nas reas de fabrica o de produtos semi acabados em fun o dos com bust veis e do processo de queima nos fornos Os poluentes emitidos est o na forma de material em pequenas part culas p e na forma de gases como xido de nitrog nio xido de enxofre e mon xido de carbono Para o controle de emiss o de part culas usam se lavadores filtros e precipitadores eletrost ticos que ret m as part culas de poeira por meio de um campo magn tico criado por corrente el trica Pilhas de mat rias primas deixadas em locais abertos s o umedecidas com gua industrial para evitar que os res duos sejam espalh
15. 6 J comum no Jap o Estados Unidos e Alemanha m dicos implantarem pr teses de biocer mica que al m de mais leves s o mais resistentes que alguns dos elementos artificiais nor malmente utilizados Dirigente Industrial julho de 1988 p g 18 Este trecho cita duas propriedades que a biocer mica tem Quais s o elas Com base no que voc estudou que outra propriedade a biocer mica tem necessariamente Avalie o que voc aprendeu Agora estude toda a aula novamente e fa a o teste a seguir 7 Otrecho a seguir foi retirado do livro Materiais para a Ind stria Automobil stica de Carlos Bottrel Coutinho p g 398 Leia o e responda pergunta que apresentamos abaixo Em motores diesel experimentais as cer micas s o usadas em camisas de cilindro pist es pinos de mbolo c maras de combust o e revestimentos Estes motores operam eficien temente com sistemas de resfriamento menores do que os con vencionais pouco prov vel contudo que qualquer destas aplica es entre em produ o industrial antes do final do s cu lo 237 Com base no que voc estudou nesta aula comente a utiliza o da cer mica no motor diesel e tente justificar porque es sas aplica es s entrar o em produ o industrial no pr ximo s culo 238 Quando falamos sobre atrito dissemos que ele prejudicial em conjuntos mec nicos porque traz como consequ ncia o aumento da temperatura o desgast
16. um problema Maur cio um pequeno empres rio que produz canecas de alum nio por estampagem Para reduzir custos ultima mente ele anda comprando sua mat ria prima de sucatei ros Acontece que seus produtos passaram a apresentar trincas ap s a estampagem Tente descobrir por que esse problema est acontecendo 135 O cobre foi o primeiro metal usado pelo homem Os livros de Hist ria nos ensinam que 4 000 anos antes de Cristo o homem j fazia suas primeiras experi ncias com esse metal Para citar apenas um livro que todos conhecem pelo menos de ouvir falar a B blia j menciona o cobre Voc n o acredita Ent o vamos mostrar o trecho para voc Ele se refere descri o que Deus faz da Terra Prometida quando fala de todas as coisas boas que essa terra poder dar a gua os cereais as frutas E em certo momento Ele diz terra onde vais comer o p o sem escassez nela nada te faltar Terra cujas pedras s o de ferro e de cujas montanhas extrair s o cobre Deuteron mio 8 9 At mesmo esse livro t o importante e sagrado para tantas pessoas coloca os metais em lugar de destaque Veja que ao lado do p o essencial nossa sobreviv ncia est o o ferro e o cobre Voc pode imaginar por qu Bem naquele tempo como hoje n o bastava dominar a tecnolo gia do material ou seja saber como obt lo e transform lo em armas objetos e ferramentas Era muito importante possuir as r
17. Mesmo que voc n o tivesse lido as duas primeiras partes da aula com certeza seria capaz de citar v rios produtos feitos de 232 cer mica porque eles s o muito comuns em nossa vida A gente at pode construir casas sem tijolos telhas pisos azulejos sanit rios mas ela certamente n o ser t o confort vel nem t o bonita e muito menos t o f cil de manter limpa Mas se a gente disser os termos cer micas avan adas a coisa vai ficar um pouco mais complicada Embora esse tipo de produto j tenha sido citado nesta li o voc provavelmente ter dificul dades de lembrar nomes de produtos al m dos j citados Para acabar com o suspense podemos dizer que essa express o define produtos cer micos manufaturados a partir de mat rias primas puras normalmente sint ticas e conformadas por proces sos especiais sinterizadas em condi es rigidamente controladas a fim de apresentarem propriedades superiores A fase cristalina desses produtos se desenvolve na obten o da mat ria prima A fase v trea quase inexistente e a queima do produto tem unica mente a finalidade de aglomerar isto juntar as part culas cristalinas Nessa fase ocorre uma rea o que solda os gr os entre si Isso acontece por um processo de difus o dos elementos qu micos que constituem o gr o Acredite se quiser O nibus espacial Col mbia usa 24 192 placas de cer mica t rmica como revestimento protetor contra as altas temperatura
18. Sempre que pensamos em conjuntos mec nicos os materiais a eles relacionados e de que mais nos lembramos s o em geral os materiais met licos Por isso pode ser que voc esteja at estranhando um pouco o fato de ter que estudar um cap tulo inteirinho sobre um material como a borracha No entanto essa estranheza s pode ser fruto de sua distra o Porque muito dif cil encontrar uma m quina que n o tenha borracha para transmitir movimento unir partes conduzir fluidos absorver choques isolar ru dos Afinal de que s o feitas as correias os acoplamentos os tubos as guarni es Gra as s suas propriedades f sicas e qu micas a borracha capaz de desempenhar com muita efici ncia todas essas fun es dentro das m quinas e equipamentos que nos cercam Sem falar na fabrica o de luvas cir rgicas bal es de festa cal ados pneus e camisinhas Esta aula vai ensinar a voc algumas das raz es pelas quais a borracha t o importante para a nossa vida e para a ind stria mec nica Acompanhe conosco Um pouco de hist ria A borracha um material de origem vegetal obtido do l tex da seiva de uma rvore chamada Hevea brasiliensis Essa rvore nativa das florestas tropicais a nossa seringueira encontrada em estado selvagem na Amaz nia At a segunda metade do 213 s culo XIX o Brasil teve o monop lio da produ o mundial da borracha Em 1876 um contrabando levou 70 000 sementes para
19. a Portanto se voc errar alguma coisa volte ao texto L estar a resposta para a sua d vida Exerc cios 4 Responda a Quais s o as propriedades que permitem grande varieda de de aplica es do chumbo b Cite duas propriedades mec nicas do chumbo 5 Complete as lacunas a O chumbo pode ser endurecido em liga com 92 6 Relacione o elemento de liga de chumbo a sua aplica o a Cobre b Prata 1 Prote o cat dica de estruturas marinhas 2 c Antim nio 3 Equipamentos para processamento de cido sulf rico 4 Placas de baterias el tricas Revestimento de cabos el tricos Tit nio e suas ligas O tit nio um metal n o ferroso que ganhou import ncia estrat gica h somente 40 anos por sua alta resist ncia mec nica alta resist ncia corros o e ter por volta de 55 da densidade do a o O fato mais interessante a respeito do tit nio que embora ele exista em grande quantidade na crosta terrestre o custo de sua obten o muito alto Em contato com o ar forma se em sua superf cie um xido imperme vel e protetor muito importante se ele estiver em um meio corrosivo Disso decorre sua propriedade mais importante a resist ncia corros o da gua do mar e outras solu es de cloretos aos hipocloritos e ao cloro mido e a resist ncia ao cido n trico Essa qualidade torna o ideal para a fabrica o de pr teses humanas tais como comp
20. a Inglaterra onde elas foram cultivadas em estufas e depois plantadas na sia Ap s alguns anos grandes planta es come aram a produzir em escala comercial O Brasil por explorar apenas as plantas nativas perdeu o monop lio Embora tenha sido sempre utilizada por ndios da Am rica do Sul na veda o de canoas na impermeabiliza o de objetos e na confec o de bolas para jogar a borracha s foi descoberta pelos europeus em 1736 Por m essa descoberta foi considerada de pouco valor pois a borracha natural mole e pegajosa quando aquecida e dura e quebradi a quando fria Nessa condi o o nico uso encontrado para ela foi a substitui o do miolo de p o para apagar tra os de l pis Foi somente em 1839 mais de um s culo depois que Charles Goodyear descobriu ao acaso um modo de tornar a borracha menos r gida e quebradi a Ele deixou cair acidentalmente uma mistura de borracha e enxofre sobre a chapa quente do fog o A mistura pegou fogo e come ou a soltar muita fuma a Para se livrar dela Goodyear atirou a pela janela No dia seguinte desco briu que o material que ele atirara pela janela se tornara flex vel Estava descoberta a vulcaniza o O uso de aceleradores de vulcaniza o e de antioxidantes ajudou a melhorar as propriedades da borracha natural mas as pesqui sas em busca de borrachas sint ticas levaram descoberta do Neopreno 1931 nos Estados Unidos e da Buna 1936 na Alemanha Como
21. cuja estrutura apre senta part culas arredondadas de grafita Isso obtido com a adi o de elementos como o magn sio na massa met lica ainda l quida Com o aux lio de tratamentos t rmicos adequados esse material pode apresentar propriedades mec nicas como a ductili dade a tenacidade a usinabilidade e as resist ncias mec nica e corros o melhores do que as de alguns a os carbono 81 Por causa disso e do menor custo de processamento est substituindo alguns tipos de a os e os ferros fundidos male veis na maioria de suas aplica es Mancais virabrequins cubos de roda caixas de diferencial pe as de sistema de transmiss o de autom veis caminh es e tratores s o produtos fabricados com o ferro fundido nodular Essas informa es est o reunidas no quadro a seguir Tipo de ferro fundido Propriedades Ferro fundido cinzento Ferro fundido branco Ferro fundido male vel preto ou branco Ferro fundido nodular Boa usinabilidade Capacidade de amortecer vibra es Dureza e fragilidade Elevada resist ncia compress o Resist ncia ao desgaste e abras o Alta resist ncia mec nica e alta fluidez no estado l quido Resist ncia ao choque e s deforma es Ductilidade tenacidade usinabilidade Resist ncia mec nica e corros o Blocos e cabe otes de motor carca as e plat s de embreagem discos e tambores de freio suportes bases
22. de ela misturada com a borracha sint tica para a fabrica o dos mais diversos produtos Para parar e estudar Nesta segunda parte da aula vimos como a borracha obtida Vale a pena retornar ao texto e estudar um pouco Depois s fazer o exerc cio Exerc cio 2 Complete as seguintes senten as sobre a obten o da borracha a O l tex uma natural recolhida em um recipiente preso ao tronco de rvores como b O l tex colhido coado e depois em tanques pela adi o de dilu do c A massa esponjosa que resulta da coagula o E A E duas vezes Na primeira lamina o s o obtidas folhas de borracha Ap s a segunda obt m d Depois da lamina o o material pode ser EEA T N para ser protegido contra 217 e O sringueiro que extrai o l tex no meio da floresta geral mente deixa que SOS st teto reto TTTS natu ralmente Borrachas sint ticas por qu Para qu J que a borracha sint tica foi mencionada na segunda parte desta aula com certeza vem a pergunta Por que mesmo elas foram criadas A resposta f cil para tentar obter um material que melhorasse as propriedades que a borracha j tinha e para tentar afastar as incertezas dos mercados fornecedores de borracha natural modelo qu mico A ee da mol cula da butadieno gt a borracha polimeriza o w j UOD sint
23. em uma ferramenta como o rebolo necess rio lembrar a import ncia do aglomerante Assim a dureza do rebolo est 246 tamb m relacionada tenacidade com que a liga aglomerante mant m os gr os agrupados Para usinar materiais brandos macios usam se rebolos duros Para usinar materiais duros empregam se rebolos brandos macios porque os gr os desgas tados se desprendem facilmente deixando descoberto novos gr os com arestas agudas Para finalizar a aula temos a seguir uma tabela resumindo o que falamos sobre os abrasivos Abrasivo Nome comercial Aplica es xido de alum nio Al0s Corindon Afia o de ferramentas Branco ou cinza eletrocorindon Usinagem de a o fero forjado ou male vel Usinagem de bronze laminado Carbeto de sil cio SiC Carborundum Afia o de ferramentas Verde ou preto de ligas duras metal duro Usinagem de ferro fundido bronze alum nio lat o cobre Diamante Diamante Afia o de ferramentas natural ou artificial Aqui termina nossa aula e o curso sobre materiais usados na ind stria mec nica Esperamos que voc tenha aprendido tudo o que tentamos ensinar N o muito n o tudo apenas o come o Para ser um bom profissional a gente nunca deve parar de estudar e deixar de aprender Por isso sempre que poss vel mantenha um constante contato com manuais cat logos de fabricantes e livros sobre este assunto e outros mais que fazem parte da re
24. m nimo desgaste entre os elementos c libera o de part culas d predisposi o corros o e diminui o da temperatura f micro soldagem a frio 9 diminui o de ru do entre os elementos Os lubrificantes e suas caracter sticas Como j dissemos imposs vel eliminar o atrito O que se pode fazer reduzilo ao m ximo E isso feito com o aux lio dos lubrificantes E quando falamos em lubrificantes estamos nos referindo a qualquer subst ncia colocada uniformemente entre duas superf cies de forma a diminuir a resist ncia ao movimento Partindo dessa defini o podemos dizer que qualquer fluido como a gua por exemplo de certa forma um lubrificante 180 S que n o bem assim Nesse painel que reproduz escravos trabalhando na constru o de um templo ou t mulo no antigo Egito aquele que joga a gua no ch o est formando lama que nesse caso o verdadeiro lubrificante Todo mundo sabe tamb m que n o se pode colocar gua ao inv s de leo para lubrificar o motor de um carro Se voc colocar gua na dobradi a que est rangendo voc ter mais barulho como resultado Mas por qu Bem para ser um lubrificante a subst ncia tem que ter algumas qualidades que a gua certamente n o tem Essa subst ncia tem que e ser capaz de manter separadas as duas superf cies durante o movimento e ser est vel diante de mudan as de temperatura e n o ataca
25. ncia Esses el trons podem ser removidos facilmente enquanto que os demais ficam firme mente ligados ao n cleo Isso origina uma estrutura formada pelos el trons livres e por ons positivos constitu dos pelo n cleo do tomo e pelos el trons que n o pertencem camada de val ncia Como os el trons de val ncia podem se mover livremente dentro da estrutura met lica eles formam o que chamado de nuvem eletr nica Os ons positivos e a nuvem eletr nica negativa originam for as de atra o que ligam os tomos de um metal entre si A representa o desse tipo de liga o mostrada a seguir M E SANE ions carregados o D a z o Ee Ea positivamente e nuvem de el trons o E o g D i E carregada negativamente A uni o entre os tomos feita por meio de liga es covalentes recebe o nome de mol cula As mol culas podem conter muitos tomos o caso por exemplo dos compostos org nicos formados pela combina o de carbono com hidrog nio princi palmente cujas mol culas as macromol culas cont m muitas centenas de tomos Elas formam entre outros os superpol me ros mais comumente conhecidos como materiais pl sticos Ga O O O e O e O 0 0 gt KJ 09 o 0 D VA Wi Co Ped a Fique por dentro Por conven o na representa o esquem tica das mol culas os tomos de hidrog nio s o sempre representados por bolin
26. ndrico com fundo abaulado Essa carca a revestida na parte inferior chamada soleira por materiais refrat rios de natureza b sica dolomita ou magnesita ou cida s lica dependendo da carga que o forno vai processar O restante do forno revestido com tijolos refrat rios silicosos Os eletrodos respons veis juntamente com a carga met lica pela forma o do arco el trico est o colocados na ab bada parte superior do forno A carga de um forno a arco constitu da basicamente de sucata e fundente cal Nos fornos de revestimento cido a carga deve ter m nimas quantidades de f sforo e enxofre Nos fornos de revestimento b sico a carga deve ter quantidades bem pequenas de sil cio disjuntor eletrodos transformador painel de controle controle eletr nico mant m arco conveniente porta de trabalho esc ria Durante o processo algumas rea es qu micas acontecem a oxida o na qual oxidam se as impurezas e o carbono a desoxi da o ou retirada dos xidos com a ajuda de agentes desoxidan 57 tes e a dessulfura o quando o enxofre retirado um proces so que permite o controle preciso das quantidades de carbono presentes no a o Outro forno que usa a energia el trica para a produ o do a o o forno de indu o que tamb m processa sucata O conjunto que comp e esse forno formado de um gerador com motor de acio
27. o e Conversor Bessemer e Conversor Thomas e Conversor LD Linz Donawitz O primeiro conversor sobre o qual vamos falar o Bessemer constitu do por uma carca a de chapas de a o soldadas e rebitadas Essa carca a revestida internamente com uma grossa camada de material refrat rio isto aquele que resiste a altas temperaturas Seu fundo substitu vel e cheio de orif cios por onde entra o ar sob press o A grande sacada desse forno seu formato os livros t cnicos dizem que ele se parece a uma p ra bem estilizada que permite seu basculamento Quer dizer ele montado sobre eixos que permitem coloc lo na posi o horizontal para a carga do gusa e descarga do a o e na posi o vertical para a produ o do a o Este forno n o precisa de combust vel A alta temperatura alcan ada e mantida devido s rea es qu micas que acontecem quando o oxig nio do ar injetado entra em contato com o carbono 52 do gusa l quido Nesse processo h a combina o do oxig nio com o ferro formando o xido de ferro FeO que por sua vez se combina com o sil cio Si o mangan s Mn e o carbono C eliminando as impurezas sob a forma de esc ria e g s carb nico Esse ciclo dura em m dia 20 minutos e o a o resultante desse processo tem a seguinte composi o 0 10 ou menos de carbono 0 005 de sil cio 0 50 de mangan s 0 08 de f sforo e 0 25 de enxofre revestimento refrat rio
28. o pode ser t rmica ou eletrol tica Na refina o t rmica o bl ster fundido e parte das impurezas restantes eliminada O cobre purificado assim obtido cont m um n vel de pureza de 99 9 sendo o mais utilizado comercial mente Com ele fundem se lingotes que ser o transformados em chapas tarugos barras fios tubos etc anodos de cobre impuro A refina o eletrol tica feita por fundido blister folhas finas de cobre sobre as quais o cobre puro se deposita eletr lise Pela passagem de uma corrente el trica por uma solu o saturada de sulfato de cobre com 15 de cido sulf rico o anodo feito solu o saturada de de cobre impuro decomposto O sulfato de cobre cobre puro depositado nos c todos lama contendo metais nobres e outras impurezas feitos de folhas finas de cobre puro Dica tecnol gica O anodo usado na refina o eletrol tica fabricado com cobre bl ster As impurezas depositam se no fundo do tanque formando a lama ou barro an dico Essa lama cont m metais nobres como o ouro e a prata que s o recuperados por meio de outros processos de separa o A recupera o desses metais por si s suficiente para pagar o custo da obten o do cobre eletrol tico cujo grau de 144 pureza de 99 99 Esse material usado na ind stria eletroele tr nica e na fabrica o de ligas especiais Dica tecnol gica O cobre totalmente recicl vel O aproveitament
29. por exemplo tem que fazer para tornar esses efeitos menos prejudiciais Voc tem que usar lubrificantes E sobre isso que falaremos na segunda parte desta aula Acredite se quiser Nem sempre o atrito prejudicial Na verdade ele auxilia na usinagem isto no processo de fabrica o e acabamento que usa uma ferramenta para desbastar um material A for a do atrito permite que o material seja desbastado e a pe a fabricada Para parar e estudar Neste curso voc aprende as coisas um pouquinho de cada vez Portanto chegou a hora de dar a primeira parada Estude a aula at aqui e fa a os exerc cios a seguir 179 Exerc cios 1 Escreva V nas afirma es corretas e reescreva corretamente as que est o incorretas a Aftrito o resultado do contato de duas superf cies em movimento uma em rela o outra b As sali ncias e reentr ncias nas superf cies dos materiais quando em contato facilitam o deslizamen to reduzindo o atrito c O s lido em movimento em contato com um elemento l quido ou gasoso n o sofre os efeitos do atrito d Nas m quinas ferramenta e nos conjuntos mec nicos em movimento ocorre o atrito entre as superf cies s lidas 2 Escreva V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas as alternativas que completam a seguinte afirma o Para con juntos mec nicos ou m quinas ferramenta em movimento o atrito causa a aumento de temperatura b
30. que a mistura de dois metais melhorava o desempenho do metal que estava em maior quantidade O que ele n o sabia direito era o que acontecia l dentro e portanto porque era poss vel misturar os metais entre si e com outros elementos de tal forma que um ficava dissolvido dentro do outro Como voc j estudou em nossa primeira aula esses porqu s nos s o ensinados pela Qu mica e por suas leis que organizam as rela es entre os tomos de cada elemento Assim as ligas met licas s o na verdade o que chamamos de uma solu o s lida Ou seja a mistura completa dos tomos de dois ou mais elementos onde pelo menos um metal Nos metais as solu es s lidas s o formadas gra as liga o entre os tomos dos metais causada pela atra o entre os ons positivos e a nuvem eletr nica que fica em volta dos tomos A figura a seguir representa esquematicamente tipos de solu es s lidas S que para que isso aconte a os tamanhos e a estrutura dos tomos dos elementos de liga devem ser parecidos e ter proprie dades eletroqu micas tamb m parecidas O cobre e o ferro por exemplo dissolvem muitos metais Os tomos de carbono por sua vez por serem relativamente pequenos dissolvem se intersticial 64 mente ou seja ocupando espa os vazios entre os tomos do ferro Por isso o a o mais comum que existe o a o carbono uma liga de ferro com pequenas quantidades de carbono m x
31. utilizado como elemento de liga com o alum nio d Cite tr s produtos em que se usa cobre para sua fabrica o 2 Escreva V ou F conforme as frases abaixo sejam verdadeiras ou falsas a O cobre um metal n o ferroso b Por n o ser magn tico o cobre um bom condutor de calor e de eletricidade c O cobre tem sua resist ncia diminu da e sua maleabi lidade aumentada ao ser laminado estirado ou es tampado d O cobre adicionado como elemento de liga ao a o quando se pretende melhorar sua resist ncia corro s o e O cobre se oxida em temperatura ambiente quando em contato com o ar seco f Oazinhavre impede que o cobre continue a se oxidar mas prejudicial sa de 3 Assinale com um X a alternativa que completa corretamente a seguinte afirma o Uma das qualidades que torna o cobre o material mais adequado para a fabrica o de cabos e condu tores el tricos a sua baixa resist ncia tra o b sua baixa condutividade e alta ductilidade c sua ductilidade e tima conditividade el trica d sua alta resist ncia tra o e baixa condutividade 141 Obten o do cobre Como voc viu at aqui o cobre oferece muitas vantagens para sua utiliza o Mas como sempre nessa hist ria toda existe um problema O cobre na forma livre encontrado somente em pequenas quantidades na natureza A maior parte est escondida sob
32. Queima com facilidade Baixa resist ncia tra o abras o e chama Baixa resist ncia abras o e tra o Alto custo Baixa resist ncia tra o rasgamento e abras o N o compat vel com a borracha Custo elevado pneus correias mangueiras solas tapetes Diafragmas para carburador tanques de combust veis mangueiras para gasolina e leo Mangueiras e guarni es para leo em temperaturas altas pneus para servi os pesados Tubos internos mangueiras e diafragmas para vapor m scaras contra gases isola o el trica c maras de ar Veda o em equipamentos para refinaria e campos de petr leo guarni es diafragmas discos de sede de v lvulas Tubos para a passagem de leo quente aparelhos para a ind stria qu mica guarni es para autom veis Cobertura de fios e cabos guarni es e tubos para condi es extremas partes de avi es m sseis e naves espaciais Adaptado de Processo de Fabrica o e Materiais para Engenheiros por Doyle Lawrence E e outros S o Paulo Editora Edgard Bl cher Ltda 1962 219 A borracha n o usada comumente como material de constru o mec nica mas para aplica es especiais decorrentes de suas propriedades nicas a elasticidade e a capacidade de retornar quase que totalmente forma inicial Na Mec nica isso significa o uso para absor o de choques e isola o de vibra es corre o de de
33. alum nio e oxig nio que um produto da bauxita Acredite se quiser A alum nio foi mostrado pela primeira vez na Exposi o Univer sal de Paris em 1855 Era um metal t o raro que valia muito mais que o ouro e praticamente n o tinha pre o Conta se que na corte de Napole o Ill havia uma baixela de alum nio que era reservada somente para o imperador sua esposa e alguns convidados muito especiais Os outros convidados tinham que se contentar com as baixelas de ouro E n o interessante descobrir como algo que era t o valioso h pouco mais de um s culo tornou se um metal t o comum no s culo XX No per odo da hist ria da humanidade que chamamos de Revolu o Industrial e que vai mais ou menos de 1800 a 1900 havia muitos cientistas estudando os v rios fen menos da natureza com o objetivo de descobrir o porqu das coisas 109 Isso permitiu o aparecimento de ci ncias como a Biologia a F sica e a Qu mica da forma como as conhecemos hoje em dia Toda essa curiosidade cient fica resultou na descoberta de uma grande quantidade de coisas novas E a produ o comercial do alum nio foi uma delas Muitos cientistas participaram dessa descoberta O primeiro foi um ingl s chamado Sir Humphrey Davy que entre 1808 e 1812 tentou isolar o metal Tudo o que ele conseguiu inicialmente foi uma liga de ferro e alum nio Depois de muitas tentativas sem sucesso e sem saber direito o que tinha descoberto suge
34. cnicas de adequa o ao uso e ao processo de fabrica o E quais s o eles Depende do tipo de produto que se quer e do uso que se vai fazer dele Por exemplo se voc quiser fabricar tecidos ter de utilizar algod o l seda fibras sint ticas Na fabrica o de m veis voc usar madeira resinas sint ticas a o pl sticos Para os cal ados voc ter que usar couro borracha pl stico Na ind stria metal mec nica na fabrica o de pe as e equipamentos voc vai usar ferro a o alum nio cobre bronze Todos esses materiais est o agrupados em duas fam lias e materiais met licos ferrosos e n o ferrosos e materiais n o met licos naturais e sint ticos Essa divis o entre met licos e n o met licos est diretamente ligada s propriedades desses materiais Assim os materiais met licos apresentam plasticidade isto podem ser deformados sem se quebrarem e conduzem bem o calor e a eletricidade Ali s a condutividade tanto t rmica quanto el trica dos metais est estreitamente ligada mobilidade dos el trons dos tomos de sua estrutura Os n o met licos por sua vez s o na maioria dos casos maus condutores de calor e eletricidade O quadro a seguir ilustra essa classifica o Met licos N o met licos Cer mica Po DT megn so Borana DT hmo o Do esmo ooo Domo To Esta classifica o importante para o que estudaremos nas pr ximas li es Ent o va
35. coque um produto s lido da destila o do carv o mineral servia como combust vel para produzir o ferro gusa Da para chegar ao alto forno como o conhecemos hoje foi um caminho muito mais f cil e r pido Trefila o um processo de fabrica o por conforma o mec nica que transforma materiais met licos em fios Lamina o tamb m um processo de conforma o mec nica que transforma materiais met licos em chapas 41 Hoje um alto forno pode ter at 35 metros de altura Fica dentro de um complexo industrial chamado usina sider rgica e o principal equipamento utilizado na metalurgia do ferro Sua produtividade di ria gira em torno de 8 000 toneladas Alto forno Fique por dentro A primeira empresa sider rgica brasileira a utilizar coque no alto forno foi a Companhia Sider rgica Nacional CSN implantada em Volta Redonda no estado do Rio de Janeiro Era uma empre sa estatal criada por decreto do governo de Get lio Vargas em 9 de abril de 1941 e privatizada em 2 de abril de 1993 O alto forno constru do de tijolos e envolvido por uma carca a protetora de a o Todas as suas partes internas sujeitas a altas temperaturas s o revestidas com tijolos chamados refrat rios porque suportam essas temperaturas sem derreter Tr s zonas fundamentais caracterizam o alto forno o fundo chamado cadi nho a segunda se o chamada rampa e a se o superior chamada cuba O cadinho o
36. e ataques do meio ambiente Conferir alto poder de ader ncia do lubrifi cante aos metais Minimizar a forma o de borra mantendo as impurezas em suspens o Melhorar o poder de lubrifica o Desmanchar as bolhas de ar assim que atingirem a superf cie livre do leo Impedir o aumento ou diminui o excessiva da viscosidade Alterar a estrutura da fibra do sab o e evitar a tend ncia de separa o Manter o poder de lubrifica o ap s a combust o do sab o e do leo da graxa Identifica o comercial Corantes Dar cor e cheiro para leos e graxas odor feros facilitar a identifica o 187 Tipo de aditivo Tipo de lubrificante Compostos de leo e graxas cloro enxofre e f sforo Compostos leo e graxas de enxofre e f sforo leos Aditivo alcalino Cromo dicroma to sulfonato de petr leo Graxas n o sol veis em gua Hidrocarbonetos leos e graxas saturados Pol meros org nicos viscosos Compostos leos organo met licos F sforo leos Gorduras e leos Graxas vegetais Silicone leos Pol meros leos Graxas Grafita Graxas Antiss pticos Inibir o crescimento de Fluidos de corte fungos e bact rias Para parar e estudar Estudar os aditivos uma boa agora Releia a terceira parte da aula e fa a o exerc cio a seguir Exerc cio 5 Escreva V para as afirma es certas e reescreva corretamen te as e
37. e barramentos de m quinas industriais Equipamentos de manuseio de terra minera o e moagem rodas de vag es revestimentos de moinhos Suportes de molas caixas de dire o cubos de roda conex es para tubula es hidr ulicas e industriais suportes de barras de tor o copos de mancais flanges para tubos de escapamento Mancais virabrequins caixas de diferencial carca as de transmiss o caixas sat lites para autom veis caminh es e tratores Os produtos de ferro fundido assim como os de a o e de qual quer outro tipo de material s o normalizados ou seja seguem as normas da ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas Nos cat logos esses produtos s o apresentados de acordo com designa es ou especifica es dessas normas um assunto t o importante que voc vai estud lo em uma outra aula 82 Voc deve se lembrar tamb m que as propriedades dos ferros fundidos em particular e de outros metais em geral s o melhora das n o s com a adi o de elementos de liga mas tamb m por meio de tratamento t rmico ou seja um tratamento em que o metal aquecido e resfriado sob condi es controladas Esse tipo de tratamento interfere na estrutura do material um assunto tamb m bastante importante e complexo Para ele n s reserva mos um m dulo inteirinho do Telecurso Profissionalizante Aguar de Por enquanto d uma parada para estudar Para parar
38. e estudar Um profissional da rea de mec nica precisa conhecer os materi ais dos quais s o feitos os produtos que ele ajuda a fabricar Ent o agora voc vai dar mais uma parada para estudar os tipos de ferros fundidos disposi o do mec nico Estude com aten o e depois fa a os exerc cios Exerc cios 3 Preencha as lacunas a O ferro fundido composto de tr s elementos a N o SOR Portanto ele considerado uma liga b Dependendo da quantidade de cada elemento e da maneira como o material resfriado e tratado termicamen te o ferro fundido pode ser ss c O que determina a classifica o do ferro fundido em cinzento ou branco PRE NENE NENE NEN NENE NENE NENE VE GERE QUE NOR SEE NES QE do material depois de resfriado d A cor do ferro fundido cinzento devida ao carbono que se apresenta na forma de ou e Durante o processo de solidifica o quando n o ocorre a forma o des x akn aenta et Ararato natos cranarabababanira e todo o car bono fica na forma de carboneto de ferro OU gibi idas Pe forma se o ferro fundido seeen H O ferro fundido asssesemssisssestissnitemsestueseitstero um materi al que re ne algumas das vantagens do RE o DD AA e do ferro fundido cinzento 9 As pe as fabricadas com ferro fundido male vel s o mais resistentes E o RR e s h O ferro fundido male vel de n cleo indicado para a
39. elevados b Qual a liga que tem resist ncia tra o igual ou maior que a do a o de baixo teor de carbono c Que propriedades o alum nio adquire ao receber manga n s como elemento de adi o d Quais s o as caracter sticas da liga alum nio sil cio e Por que as ligas de alum nio magn sio e sil cio s o as preferidas na constru o civil A seguir s o apresentadas duas listas uma cont m produtos fabricados com ligas de alum nio outra cont m os elementos de adi o da liga Escreva nos par nteses o n mero corres pondente a cada um a Pist es de motores 1 Sil cio com cobre ou magn sio b Rodas de avi es 2 Magn sio c Barcos 3 Cobre d Mancais fundidos 4 Zinco e Pe as fundidas 5 Sil cio f Partes de avi es 6 Estanho Normaliza o das ligas de alum nio Para organizar e facilitar a sele o das ligas de alum nio a ABNT e outras associa es de normas t cnicas classificaram essas ligas de acordo com o processo de fabrica o e a composi o qu mica 127 Elas foram divididas em ligas para conforma o ou d cteis e ligas para fundi o Essa divis o foi criada porque as diferentes ligas t m que ter caracter sticas diferentes para os diferentes processos de fabrica o Assim as ligas para conforma o devem ser obrigatoriamente bastante d cteis para serem trabalhadas a frio ou a quente pelos processos de conforma o mec nica que s
40. especial necess rio consultar o cat logo do fabricante que traz a composi o qu mica da liga As informa es mais importantes sobre o cobre e suas ligas terminam aqui Mas ainda h muita coisa a ser aprendida Se voc se interessou pelo assunto v a uma biblioteca e leia mais sobre ele Pesquise os fabricantes de produtos de cobre na lista telef ni ca anote o endere o e escreva pedindo cat logos Lembre se de que quanto mais voc souber melhor profissional voc ser Para parar e estudar E como ltima atividade desta aula fa a os exerc cios e o teste que preparamos para voc Exerc cios 5 Identifique as seguintes ligas de cobre a 5C 39200 ste sinarto ssu auto Tess ato ese ndo Desa e Dota bo et aaa Dota A D 0 42500 ensina RAER ANRA a SRS ES C C 72200 ae e ee DO ENO E IRRE RR RN RN d C9539300 a kaiaia iaaa e C 85800 ereeeeareenacaarenaaaaaneaa Este ltimo teste s para voc mesmo saber o quanto est ligado no assunto 158 Avalie o que voc aprendeu 6 Associe as ligas abaixo com suas respectivas aplica es a b c d e f Liga de bronze e alum nio Liga de cobre e estanho Liga de bronze ao sil cio Liga de bronze ao berilo Liga de cobre ao zinco Liga de lat o ao chumbo 159 OO Aa wONa N Contatos el tricos mangueiras flex veis Recipientes para a ind stria qu mica Equipamentos de soldagem Engrenagens e buchas
41. fabrica o de barras de tor o e corpos de mancais Avalie o que voc aprendeu 4 Resolva as seguintes quest es a O ferro fundido utilizado na fabrica o de pe as que n o sofrer o grandes esfor os produzido no forno cubil Diga por qu b Cite algumas caracter sticas que justifiquem o uso do ferro fundido cinzento nas ind strias automobil stica de e quipamentos agr colas e de m quinas industriais c Descreva algumas qualidades do ferro fundido branco e onde ele empregado d Quais as vantagens do uso do ferro fundido male vel e Como se transforma gusa em ferro fundido e onde acon tece essa transforma o 5 Relacione a coluna A com a coluna B Coluna A Coluna B a Ferro fundido cinzento 1 Suportes de molas conex es para tubula es hidr ulicas b Ferro fundido branco 2 Equipamentos de manuseio de terra e para minera o c Ferro fundido male vel 3 Amortecer vibra es a d Ferro fundido nodular Substitui alguns tipos de a o e os ferros fundidos male veis 84 As normas t cnicas foram criadas para facilitar a vida dos consu midores e dos fabricantes Elas s o as respons veis por uma coisa muito importante chamada normaliza o A normaliza o permite que uma empresa montadora de ve cu los por exemplo produza autom veis com pe as fabricadas pelos mais diferentes fabricantes at de outros pa ses Permite tamb m que voc poss
42. faz com o comportamento desse material durante a fabrica o e o uso da pe a O assunto n o est nem de longe esgotado Seria muito legal se voc n o parasse por aqui e procurasse ler mais sobre ele V biblioteca do seu bairro e d uma sapeada Voc vai descobrir um mundo de informa es novas que o tornar o um profissional dos bons Elemento de liga Mangan s Molibd nio Influ ncia na estrutura Refina o gr o Diminui a velocida de de transforma o na estrutura do a o Estabiliza os carbo netos Ajuda a criar microestrutura dura por meio de t mpe ra Diminui a velo cidade de resfria mento Forma carbonetos Acelera o cresci mento dos gr os Influ ncia na esta biliza o do carbo neto Inibe o crescimento dos gr os Forma carbonetos Forma carbonetos muito duros Dimi nui a velocidade das transforma es Inibe o cres cimento dos gr os Influ ncias nas propriedades Aumento da resist n cia tra o Alta ductilidade Aumento da resist n cia mec nica e tem perabilidade da pe a Resist ncia ao cho que Aumento da resist n cia corros o e oxida o Aumento da resist ncia a altas temperaturas Alta dureza ao rubro Aumento de resist n cia tra o Aumento de temperabilidade Maior resist ncia me c nica Maior tena cidade e temperabili dade Resist ncia fadiga e abras o Aume
43. finas As barras e as placas se destinam a obten o de pe as pelos processos con vencionais de usinagem As chapas finas e os laminados podem ser cortadas em estampos ou conformadas a v cuo Ser que agora voc j tem uma id ia do que seja o pl stico Ent o que tal estudar um pouquinho esta parte da aula Releia tudo prestando aten o nas palavras novas Sublinhe os trechos que voc achar importante e copie os em seu caderno formando um resumo Depois fa a o exerc cio a seguir Exerc cios 2 Complete a Do ponto de vista qu mico os pl sticos s o cadeias de macromol culas de grande peso molecular chamadas b O nome mais adequado para o pl stico seria c Os pol meros s o fabricados a partir de compostos qu mi cos simples chamados d Os principais elementos qu micos que entram na composi o dos mon meros e dos pol meros s o e Por meio do aquecimento de compostos como o fenol o cloreto de vinila esee DDR NAN RAIN A COM OU sem a presen a de um catalisador ocorre e obt m se o pl stico f Quando na forma o das macromol culas participam mais de um tipo de mon mero obt m se pl sticos cha mados de onnan 202 g Os processos de obten o dos produtos de pl stico incluem moldagem por compress o AAST conforma o a v cuo corte em es tampos aa a a aaa h O material pl sti
44. gerados em fun o do processo e das etapas de produ o Como a gua t o necess ria como o min rio o coque e os elementos de liga uma usina sider rgica apresenta altos ndices de recircula o da gua ou seja a gua reaproveitada e para isso precisa ser tratada Dependendo do tipo de agente poluidor usa se determinada t cnica de tratamento que pode ser entre outras resfriamento decanta o flota o neutraliza o remo o biol gica e redu o qu mica Uma usina sider rgica gera de 500 a 700 kg de res duos por tonelada de a o produzido Tudo isso pode fazer um estrago danado se for simplesmente deixado em contato com o solo Al m disso simplesmente jog los fora um grande desperd cio j que esses res duos t m um alto valor econ mico Eles t m composi o variada e s o geralmente reciclados durante o pr prio processo Podem tamb m ser vendidos a terceiros e quando n o tem jeito mesmo passam por diversos tipos de tratamento para que possam ser deixados em contato com o solo de forma segura Fique por dentro Os cuidados no tratamento dos res duos do processo sider rgico devem estar de acordo com as exig ncias de leis estaduais A responsabilidade da fiscaliza o do cumprimento dessas leis de 101 rg os estaduais como Cetesb em S o Paulo e Feema no Rio de Janeiro Como voc pode ver do ponto de vista da empresa o reaprovei tamento dos res duos do pro
45. impedir a forma o de bolhas nos lingotes Ele est presente no a o em teores de at 0 6 e n o tem grande influ ncia sobre suas propriedades O enxofre o mangan s o sil cio e o alum nio tamb m formam dentro do a o compostos chamados de inclus es n o met licas Essas inclus es s o part culas alongadas ou em forma de esferas muito pequenas que ficam espalhadas no meio do material met lico O alum nio por exemplo combina se com o oxig nio e forma um composto chamado alumina Al203 Quan do em quantidades reduzidas a alumina que se apresenta sob a forma de part culas muito pequenas afeta minimamente as propriedades do a o Outras inclus es n o met licas s o os silicatos formados a partir do sil cio e que favorecem o aparecimento de microtrincas na estrutura do a o e os sulfetos formados a partir do enxofre que 67 causam menor influ ncia que os silicatos no surgimento de microtrincas H ainda outros elementos como os gases introduzidos no processo de fabrica o hidrog nio oxig nio e nitrog nio e os res duos de metais provenientes das sucatas n quel cobre molibd nio e cromo Sabendo o que a presen a de cada uma dessas impurezas causa ao material poss vel a partir de um controle de suas quantida des e do conhecimento da composi o exata do a o utilizar o material adequado ao processo de fabrica o e ao tipo de pe a que se quer fabricar Mas se voc prec
46. leveza A maior utiliza o desse metal como elemento de liga Suas ligas podem ser fundidas ou conformadas um metal pouco tenaz por m d ctil e male vel e mau condutor de calor Sua maior utiliza o na fabrica o de baterias Suas ligas s o 20 a 100 vezes mais caras que os a os inoxid veis Isto torna seu uso limitado a aplica es es peciais que precisam de caracter sticas como alta resis t ncia corros o e ao calor condutor de eletricidade mas um metal n o magn ti co As ligas desse metal formadas com alum nio cobre e magn sio s o usadas industrialmente para fundi o so bre press o Tem alta resist ncia mec nica e alta resist ncia corros o Em contato com o ar forma se em sua superfi cie um xido imperme vel e protetor muito importante se ele estiver em um meio corrosivo 13 Os gr ficos a seguir mostram a evolu o da utiliza o de diferentes materiais na ind stria automobil stica nas d cadas de 80 e 90 Observe os nu do e os que tiveram materiais que tiveram seu uso dimi uma maior utiliza o Usando todas as informa es que demos at aqui comente essa evolu o Justifique seu coment rio e arrisque um palpite sobre qual ser a tend ncia para o s culo XXI 4 6 Pl sticos 3 Aluminio 7 A o dealta resist ncia mec nica N 11 Ferro fundido 15 Outros materiais Outros n o ferrosos 7 Pl sticos CNAS
47. martelado at atingir a forma desejada Assim n o era necess rio fundir o metal pois essa t cnica ele ainda n o dominava Bem mais tarde por volta do ano 1000 a C na China foram constru dos os primeiros fornos de redu o do min rio de ferro para a produ o de a o e depois de ferro fundido Essa tecnolo 27 gia de fundi o bem sofisticada foi desenvolvida independen temente na Europa s muito mais tarde no s culo XIV Depois a partir da segunda metade do s culo XIX com o desen volvimento do alto forno e o descobrimento do processo de diminui o do carbono do ferro gusa foi poss vel obter o ferro fundido e o a o em grandes quantidades A partir da o caminho estava aberto para todas as utiliza es desses materiais que se fazem hoje Falamos de Hist ria e voc viu que levou muito tempo para que o homem pudesse transformar o ferro no metal mais importante para a ind stria mec nica atualmente apesar do desenvolvimen to do alum nio e do avan o do pl stico e da cer mica Voc viu que essa demora aconteceu devido s dificuldades de processa mento do metal Mas antes de chegar ao metal preciso fazer algumas coisas Que coisas Isso n s vamos ver mais para a frente nesta aula Para parar e estudar Primeira parada l pis e papel na m o Releia esta primeira parte da aula anotando o que voc achar importante Depois s fazer os exerc cios Exerc cio 1 Escreva C pa
48. micas as propriedades mec nicas 22 f Quando falamos do comportamento dos materiais diante das condi es do ambiente estamos falando de 1 propriedades el tricas 2 propriedades t rmicas 3 propriedades qu micas 4 propriedades mec nicas Avalie o que voc aprendeu 3 Responda a Qual o grupo de propriedades mais importante para a constru o mec nica e por qu b Cite alguns produtos que voc conhece e que s o fabrica dos com os seguintes materiais Met licos ferrosos ss rreseeeeaiaaaaenaaa Met licos n o ferrosos irereaa N o met licos sint ticos rr 4 Todos os brasileiros ficaram muito chocados com a morte de Ayrton Senna O acidente foi causado pela quebra da coluna de dire o de sua Williams A seguir reproduzimos um trecho da reportagem da revista Veja de 3 de maio de 1995 sobre o acidente que matou nosso grande piloto 1 A pedido do Senna 2 Para fazer e emenda a coluna de dire o foi os t cnicos da Williams aumentada em cerca cortaram a coluna de de 5 centimetros dire o e acrescentaram Quando est o em um peda o de tubo com um di metro menor processo de fadiga os metais apresentam estrias que s o diferentes das provocadas em caso de uma ruptutra por impacto 5 No ponto em que o 4 No outro lado o tubo tubo se alarga num se alarga e a coluna que 3 Em
49. muito interessante para se tornar um dos mais usados na ind stria mec nica particu larmente a automobil stica no s culo XXI um casamento de futuro ou n o Para parar e estudar Nesta ltima parte da aula falamos das cer micas avan adas Preparamos alguns exerc cios para ajudar voc a estudar o assun to Exerc cios 4 Escreva V para as afirma es verdadeiras e F para as falsas a Os materiais cer micos s o usados atualmente para produzir ferramentas de corte para usinagem em bai xa velocidade b Um dos maiores problemas para a utiliza o da cer mica avan ada na constru o de motores de ve culos sua fragilidade c A cer mica avan ada deve ser usada na constru o de partes para equipamentos que devem trabalhar em regimes de altas temperaturas 236 d Um motor feito de cer mica tem menor volume e menor peso dispensa refrigera o e economiza combust vel 5 Com base no que voc estudou nesta ltima parte da aula comente o trecho a seguir retirado da p gina 14 da revista Dirigente Industrial de julho de 1988 A antropologia ci ncia que estuda a evolu o do homem ensina que o homem ini ciou sua evolu o lapidando a pedra Depois fundiu o metal e mais recentemente processou o pl stico O pr ximo est gio para alguns estudiosos ser uma esp cie de retorno s origens o homem passar a explorar as ilimitadas potenciali dades da cer mica
50. o a lamina o a trefila o o forjamento e a extrus o Ap s passarem por esses processos as ligas s o comercializadas sob a forma de lamina dos planos chapas e folhas barras arames perfis e tubos extrudados e pe as forjadas Por outro lado as ligas para fundi o devem ter resist ncia mec nica fluidez e estabilidade dimensional e t rmica para suportar os diferentes processos de fundi o em areia em molde permanente por gravidade ou sob press o Tanto as ligas para conforma o quanto as ligas para fundi o seguem um sistema de designa o de acordo com a norma da ABNT NBR 6834 conforme o principal elemento de liga presente em sua composi o Observe a tabela a seguir Alum nio e suas ligas para conforma o Designa o da s rie Indica o da composi o 1XXX 99 0 m nimo de alum nio 2XXX Cobre 3 x XX Mangan s 4XXX Sil cio 5XXX Magn sio 6XXX Magn sio e sil cio TXXX Zinco 8XXX Outros elementos 9XXX S rie n o utilizada 128 Vamos ver se voc est bem ligado no que est estudando Na tabela que voc acabou de ler existe um dado novo certo Voc deve ter percebido que na coluna Designa o da s rie escre vemos 1XXX 2XXX 3XXX etc Isso tem um significado Vamos ver qual Pela norma j citada NBR 6834 os materiais para conforma o mec nica s o indicados por um n mero de quatro d gitos e o primeiro classifica a liga pela s rie de acordo com o p
51. o fabricadas com alum nio Se voc est em um teleposto forme um grupo e fa a uma lista de produtos de alum nio de que vo c e seus colegas podem se lembrar b No texto Um pouco sobre o alum nio citamos algumas caracter sticas desse metal Volte ao texto fa a uma nova leitura e tente encontr las c Relacione essas caracter sticas com os produtos de alum nio da lista que voc fez para a primeira quest o d O alum nio tem pelo menos mais duas caracter sticas que voc pode facilmente perceber olhando e tocando Discuta com seu grupo e tente descobrir quais s o elas 108 Um metal jovem Quando comparamos a hist ria do alum nio com a hist ria do ferro ou do cobre descobrimos que sua utiliza o muito recen te Ela s se tornou realidade com o desenvolvimento tecnol gico proporcionado pela Revolu o Industrial O engra ado de tudo isso que o alum nio um metal retirado de um min rio chamado bauxita que existe em grande quantidade na natureza Na verdade cerca de 8 da crosta terrestre s o constitu dos pelo alum nio Isso o torna o metal mais abundante no nosso planeta Mas o problema que ningu m sabia retirar o metal do min rio Foi s em 1854 que se conseguiu obter pela primeira vez pequenas quantidades de alum nio E sua utiliza o s se tornou economicamente vi vel em 1892 quando se descobriu finalmen te o processo para separar o alum nio da alumina um composto de
52. o geral de algumas mat rias primas e algumas de suas propriedades Mat ria prima Argila Lou a de barro Faian a e Maj lica Argila P de pedra caulim feldspa to quartzo Porcelana Gr s branco Argilas Sil cio refrat rias aluminoso caulim Di sporo Aluminoso Bauxita Cianita Silimanita Corindon Quartzito S lica 800 a 1 000 C 900 a 1 000 C 1 100 a 1 250 C 1 300 a 1 400 C 1 250 a 1 300 C 1 200 a 1450 C 1 400 a 1700 C 1 450 C produtos cer micos bem como Temp de queima Propriedades Baixa m dia resist ncia mec nica Baixa m dia resist ncia mec nica Elevada resist ncia mec nica Resist ncia mec nica muito elevada Resist ncia a temperaturas de at 1 400 C Baixa resist ncia esc ria b sica Resist ncia a temperaturas de at 1 785 C Maior resist ncia esc ria b sica e cida Resist ncia a temperaturas entre 1 680 C e 1 700 C Resist ncia a esc rias cidas As propriedades dos materiais cer micos dependem da quantida de e do arranjo de tr s fases cristalina v trea e porosa 228 Produtos Vasos filtros cer mica art stica Lou a dom stica Material p laborat rios qu micos Material sanit rio Tijolos ou pe as refrat rias de uso geral Tijolos e pe as refrat rias de uso geral Refrat rios para a constru o de ab badas de fornos A fase cri
53. os tomos de cada material seja ele met lico ou n o met lico Para tornar nosso estudo mais f cil as propriedades foram reuni das em grupos de acordo com o efeito que elas causam Assim temos e propriedades f sicas 16 e propriedades qu micas Cada uma e todas elas devem ser consideradas na fabrica o de qualquer produto Vamos ent o estudar cada grupo de proprie dades Propriedades f sicas Esse grupo de propriedades determina o comportamento do material em todas as circunst ncias do processo de fabrica o e de utiliza o Nele voc tem as propriedades mec nicas as propriedades t rmicas e as propriedades el tricas As propriedades mec nicas aparecem quando o material est sujeito a esfor os de natureza mec nica Isso quer dizer que essas propriedades determinam a maior ou menor capacidade que o material tem para transmitir ou resistir aos esfor os que lhe s o aplicados Essa capacidade necess ria n o s durante o processo de fabrica o mas tamb m durante sua utiliza o Do ponto de vista da ind stria mec nica esse conjunto de proprieda des considerado o mais importante para a escolha de uma mat ria prima Dentre as propriedades desse grupo a mais importante a resist ncia mec nica Essa propriedade permite que o material seja capaz de resistir a o de determinados tipos de esfor os como a tra o e a compress o Ela est ligada s for as inter nas de at
54. que se conhece o bronze Formado por cobre Cu e estanho Sn foi descoberto provavelmente por puro acaso pois esses metais podem ser encontrados juntos na natureza Isso aconteceu por 148 volta de 4000 a C no Oriente Pr ximo na regi o onde hoje est o o Ir a Jord nia o Estado de Israel a S ria e o L bano Fique por dentro Quando o Rei Salom o come ou a construir o Templo em Jerusa l m ele chamou um famoso artes o chamado Hiran para que fabricasse em bronze todos os objetos de culto e decora o Est na B blia Confira O bronze apresenta elevada dureza e boa resist ncia mec nica e corros o al m de ser um bom condutor de eletricidade Nas ligas usadas atualmente a propor o do estanho adicionado ao cobre de at 12 Como j sabemos essa varia o determinada pela utiliza o e consequentemente pelas proprie dades que se quer aproveitar Assim o bronze com at 10 de estanho pode ser laminado e estirado e tem alta resist ncia tra o corros o e fadiga As ligas com essa faixa de propor o de estanho s o usadas na fabrica o de parafusos e engrenagens para trabalho pesado mancais e componentes que suportam pesadas cargas de compress o tubos componentes para a ind stria t xtil qu mica e de papel varetas e eletrodos para soldagem O bronze que cont m mais de 12 de estanho antigamente era usado na fabrica o de canh es e sinos A liga de cobre e esta
55. reduzir o atrito controlar a temperatura e eliminar o desgaste 186 A fun o dos aditivos justamente garantir que essa fun o seja mantida n o importa as condi es de trabalho Vamos conferir isso na tabela que preparamos e que traz os aditivos para leos e graxas Ela indica tamb m qual a finalidade de sua adi o em cada tipo de lubrificante Problema Arranhaduras soldagem EP Extrema e deforma o a frio em press o conjuntos mec nicos engrenagens e mancais que trabalham com press o sobre o lubrificante Diminui o das folgas Antioxidante aumento de temperatu ra diminui o de rendimento e falhas no equipamento Corros o sivo Vazamentos e folgas componentes sujeitos a centrifuga o goteja mento em equipamen tos de ind stria t xtil e Agentes de adesividade aliment cias Borra Detergente e dispersante Desgaste Agente antides gaste Agente de untuosidade Espuma Antiespumante Perda de viscosidade com a varia o da temperatura ndice de viscosidade Separa o do sab o do leo nas graxas estrutura Lubrificantes s lidos Grimpagem calor temperatura elevada Fungos e bact rias Agente anticorro Melhorador de IV Modificador de Impedir o rompimento da pel cula lubrificante Controlar a velocidade de oxida o do lubrificante e aumen tar sua vida til Proteger os metais contra subst ncias corrosivas
56. se classificam as ligas de fundi o C 81XXX a C 82XXX Ligas com elevado teor de cobre Cobre com pequenas adi exceto 81100 es C 83XXX a C 84XXX Cobre estanho zinco com ou sem Bronzes especiais chumbo e com teor de zinco igual ou maior que do estanho C 85XXX Ro zinco com ou sem chum C 86XXX Cobre zinco Lat es especiais de elevada resist ncia mec nica C 90XXX a C 91XXX Cobre estanho cobre estanho Bronzes zinco com teor de zinco inferior ao de estanho Bronzes especiais C 92XXX Cobre estanho com chumbo Bronzes Cobre estanho zinco com chum bo e teor de zinco inferior ao de estanho Bronzes especiais C 93XXX a C 945XX Cobre estanho com elevado teor Bronzes de chumbo cobre estanho zinco com elevado teor de chumbo C 947XX a C 949XX Cobre estanho n quel com outros Bronzes com n quel elementos C 96XXX Cobre niquel ferro Do C 97XXX Cobre niquel zinco com outros Alpacas elementos C 98XXX 98XXX Cobre chumbo chumbo Nesta segunda tabela voc pode observar que o sistema de Bronzes especiais designa o o mesmo Vamos ver um exemplo para comprovar isso liga C 94400 Observe que na tabela voc tem v rias ligas da classe 9 A que escolhemos est entre 93XXX e 945XX Portanto a C 94400 uma liga cobre estanho com elevado teor 157 de chumbo ou uma liga de cobre estanho zinco com elevado teor de chumbo designando um bronze comum ou especial Para saber se um bronze comum ou
57. sempre as necessidades de mercado determi naram o rumo das pesquisas e novos produtos surgiram Mas isso outra hist ria que fica para a pr xima parte da aula Para parar e estudar A primeira parte da aula tem informa es interessantes D uma paradinha leia tudo novamente e fa a o exerc cio a seguir 214 Exerc cio 1 Responda as seguintes perguntas a O que a borracha b Como os ndios da Am rica usavam a borracha c Quais s o os inconvenientes que a borracha natural apresenta d Como a borracha pode se tornar menos r gida e quebradi a H borrachas e borrachas At aqui aprendemos que a borracha um material de origem vegetal Mas voc sabe como ela obtida N o Ent o vamos l A borracha bruta obtida do l tex que uma emuls o natural retirada por meio de um corte obl quo feito na casca de uma rvore como a Hevea brasiliensis lembra O l tex recolhido em um recipiente preso no tronco logo abaixo do corte O l tex colhido depois de coado para a retirada de folhas gravetos e insetos derramado em tanques divididos por pare 215 des de metal L ele coagulado pela adi o de cido ac tico dilu do O que se obt m dessa opera o uma massa esponjosa que em seguida laminada entre dois cilindros que giram com velocidades iguais debaixo de gua As folhas de borracha que saem dessa lamina o se depois forem passadas entre cilindros giran
58. sua esen juntamente com o formato da esssecccesse e o tipo de Seitas determinam sua utiliza o e Ferramentas utilizadas na cil ndrica em superf cies planas e paralelas na afia o de ferramentas e na elimina o de s o chamadas de f As ferramentas que t m alta ao desgaste e deforma o em altas temperaturas possuem pontas fei tas COM c criem embora tenham uso restrito por suana ni 5 Relacione os abrasivos sint ticos de origem cer mica com suas respectivas caracter sticas Abrasivos sint ticos Caracter sticas a Eletrocorindon 1 Formado por uma combina o qu mica de b Carborundun sil cio com carbono obtida a temperaturas en c Carbeto de boro tre 2 200 C e 2 300 C 2 Constitu do de carbono tungst nio e cobalto 3 Constitu do de carboneto de pot ssio e tungs t nio 4 Obtido por fus o el trica a partir da alumina pura Algumas propriedades dos materiais abrasivos 245 Voc j estudou duas partes desta aula Ser que voc capaz de dizer por que os abrasivos s o usados Vamos refrescar sua mem ria para cortar retificar rebarbar ou afiar em diferentes opera es de usinagem S que para realizar essas tarefas como qualquer outro material o abrasivo tem que apresentar algumas caracter sticas algumas propriedades Voc pode imaginar quais s o elas Os materiais usados co
59. tamb m em juntas para veda o em ligas para fabrica o de mancais gaxetas e arruelas Ele pode ser laminado a espessuras de at 0 01 mm Sua maior utiliza o 80 entretanto na fabrica o de baterias Vale lembrar que o chumbo um metal que permite a reciclagem de sua sucata No Brasil o reaproveitamento dessa sucata corres ponde a um ter o das nossas necessidades dessa mat ria prima Ao chumbo pode se acrescentar os seguintes elementos de liga cobre Cu prata Ag e antim nio Sb Veja no quadro a seguir as caracter sticas que cada um desses elementos traz respecti va liga e suas aplica es 91 Elementos adicionais Influ ncia Aplica es Cobre 0 06 Resist ncia corros o Equipamentos para proces samento de cido sulf rico Prote o cat dica de estruturas marinhas Prata 2 Resist ncia corros o em atmosferas marinhas Antim nio 1 A 9 Resist ncia mec nica Revestimento de cabos el tricos placas de baterias el tricas grades de baterias para servi o pesado Fique por dentro As principais jazidas de chumbo do Brasil encontram se nos estados da Bahia Paran e Minas Gerais que suprem a maior parte das necessidades internas desse metal Para parar e estudar S ler o texto n o suficiente para aprender D uma paradinha Releia esta parte da aula e fa a os exerc cios a seguir Eles o ajudar o a descobrir o que voc ainda n o sabe com seguran
60. tubula es hidr ulicas e pneum ticas moedas e medalhas e na fabrica o de resistores componentes de condensadores tubos para trocadores de calor casquilhos condutos de gua salgada tubos de destiladores resistores e condensadores As ligas com teores de n quel na faixa de 35 a 57 recebem o nome de constantan e s o usadas para a fabrica o de resisto res e termopares Termopar um sistema que mede as diferen as de temperatura Ele formado por dois fios de metais diferentes com as pontas soldadas Quando elas est o em temperaturas diferentes surge uma diferen a de potencial ou tens o entre as duas A escala de tens o corresponde a uma escala de temperatura e assim poss vel obter o valor da diferen a de temperatura desejado Para parar e estudar Agora vamos dar um tempo para voc estudar um pouco a liga de cobre e n quel Releia esta parte da aula e fa a os exerc cios que preparamos para voc Exerc cio 4 Responda a Cite tr s propriedades da liga cobre n quel b Quais s o os tipos de perfis nos quais a liga de cobre e n quel pode ser transformada c O que o constantan e para que serve 155 Normaliza o e produtos para comercializa o O cobre e suas ligas assim como os outros metais tamb m t m suas formas comerciais padronizadas Isso se tornou necess rio porque com o desenvolvimento tecnol gico novas ligas foram surgindo e seu n mero aumenta a cada dia As l
61. um dos lados da ngulo de 90 graus se d fica por dentro emenda o tubo soldado a ruptura por fadiga de por dentro da coluna material 23 Mas a ruptura da haste poderia ter sido provocada pelo processo de fadiga do material express o que se emprega quando um metal se rompe devido a solicita o ou esfor o repetido Se o rompimento causado pela fadiga h outros tipos de sinais caracter sticos as estrias Essas marcas surgem a cada ciclo de solicita o isto a cada vez que o metal submetido a um tipo de esfor o como tor o e flex o No caso da coluna de dire o do carro de Senna esses dois esfor os ocorriam A tor o se dava quando ele virava o volante para manobrar o carro E a flex o era produzida pela trepida o e vibra o da Williams Ap s ler esse trecho discuti lo com seus colegas e com base no que voc estudou nesta li o sobre as propriedades dos materi ais diga qual foi o grupo de propriedades dos materiais que os engenheiros da Williams ignoraram ao fazer a solda para alongar a barra de dire o do carro de Senna Retire do trecho as pala vras que confirmam a sua resposta 24 Introdu o A hist ria do homem a hist ria do dom nio da tecnologia dos materiais N o toa que alguns de seus per odos se confun dem com os materiais mais usados neles Idade da Pedra Idade do Bronze Idade do Ferro Ou com atividades econ micas relacionados ao dom nio dessa tecnologia
62. uma liga de cobre e estanho c O lat o cuja liga cont m de 40 a 45 de zinco empregado na fabrica o de barras para enchimento usadas em solda forte d O chumbo o estanho e o n quel melhoram a resis t ncia mec nica e corros o e a usinabilidade do la t o e Na fabrica o de molas e casquilhos de mancais o lat o ao chumbo empregado em substitui o ao bronze f Na fabrica o de pe as para a constru o de barcos usa se lat o ao estanho que altamente resistente corros o g O lat o que cont m at 30 de zinco pode ser conformado a quente e a frio h Com 30 de zinco o lat o facilmente conformado por estiramento e dobramento i Na fabrica o de pe as por estampagem a quente que necessitem de posterior usinagem o lat o ao chumbo com 1 a 3 de chumbo apresenta tima usi nabilidade 3 Reescreva corretamente as senten as que voc assinalou F Ligas de cobre e n quel As ltimas ligas da fam lia do cobre s o aquelas em que o n quel participa em propor es que variam entre 5 e 50 154 Essas ligas t m boa ductibilidade boa resist ncia mec nica e oxida o e boa condutividade t rmica S o facilmente conform veis podendo ser transformadas em chapas tiras fios tubos e barras Elas podem ser unidas pela maioria dos m todos de solda forte e por solda de estanho Com uma propor o de at 30 de n quel a liga usada em
63. 072 sms red iso O oe o SD O PS TD ST ea b As propriedades do metal s o c Metal ferroso ns rrraseraanaaa d Ferro fundido raras E A O Cr soraia n E Copan DR H MINONO siea pre naaa eraran rr O anaanatae Ee baai NE O Jazda ereer etase ra artEa AEA RAE ATA ATERA ESEE TERA Rana same und h Os nomes de min rios de ferro s o i O min rio de ferro mais abundante no Brasil 3 O Brasil possui grandes jazidas de min rio de ferro Fa a uma pesquisa e descubra em que regi es do Brasil est o localiza das essas jazidas Se voc nunca foi a uma biblioteca apro veite a ocasi o e visite uma Com certeza os bibliotec rios v o ter muito prazer em ajudar voc em sua pesquisa A m gica baseada na tecnologia Mas ser que a gente usa o min rio assim do jeito que ele sai da jazida Claro que n o Imagine o padeiro usando os gr os de trigo do modo como eles saem l do campo onde foram cultiva dos N o d para fazer o p o certo Com o min rio de ferro a mesma coisa preciso prepar lo para que ele fique adequado para ser empregado como mat ria prima O processo at que n o complicado embora exija uma tecnologia que o homem demo rou para dominar A principal fun o da prepara o do min rio de ferro torn lo adequado ao uso no alto forno O que a gente faz durante esse processo depende da qualidade do min rio de qu
64. 35 a 55 de cobre 5 Etapa em que o min rio mo do at que os peda cinhos atinjam um tamanho entre 0 05 e 0 5 mm 6 Nessa etapa o mate colocado em conversores 146 para a retirada do ferro e do enxofre 6 Localize no processo de obten o do cobre quais as etapas que na sua opini o s o mais agressoras ao ambiente Es creva o nome delas e explique por que voc as escolheu 147 Na aula anterior vimos que o cobre o av de todos os metais Usado desde a mais long nqua Antiguidade esse metal tem acompanhado o homem em seu caminho rumo sofistica o tecnol gica Atualmente a import ncia do cobre na vida moderna indiscut vel Sem ele seria imposs vel acender uma l mpada ou ligar a televis o O mesmo se pode dizer sobre as ligas de cobre usadas tanto na ind stria eletroeletr nica quanto na ind stria mec nica Como todas as outras ligas elas melhoraram as propriedades do cobre Algumas delas foram descobertas por acaso como no caso do bronze outras foram criadas propositadamente para atender a necessidades especiais como no caso do constantan E mesmo quando n o nos damos conta disso elas est o presentes nas coisas que nos cercam Vamos ent o nesta aula estudar as ligas de cobre Vamos conhecer os materiais que as formam suas caracter sticas e como s o empregadas um assunto interessante Acompanhe conosco O bronze Vamos come ar nosso estudo pela liga mais antiga
65. Baixo ponto de fus o melhor Soldagem forte pe as fundidas resist ncia corros o fundibilidade Sil cio com cobre ou Resist ncia mec nica ao desgaste e Chassis de bicicletas pe as de magn sio corros o ductilidade soldabilida autom veis estruturas soldas de usinabilidade baixa expans o blocos e pist es de motores t rmica constru o civil Magn sio Resist ncia corros o em atmosfe Barcos carrocerias de nibus ras marinhas soldabilidade tanques criog nicos usinabilidade Zinco Alta resist ncia mec nica e baixo Partes de avi es peso Zinco e magn sio Resist ncia tra o e corros o Brasagem soldabilidade usinabilidade Estanho Resist ncia fadiga e corros o por Capa de mancal mancais fundidos leo lubrificante bielas Para parar e estudar Nesta primeira parte da aula voc recebeu uma s rie de informa es sobre as ligas de alum nio Vamos dar um tempinho para que voc pare um pouco e estude essa parte com calma e 126 bastante cuidado Os exerc cios que v m a seguir v o ajud lo nessa tarefa Exerc cios 1 Complete a Os metais puros apresentam resist n cia a esfor os mec nicos b A conforma o mec nica o tratamento t rmico e a adi o de elementos qu micos para a forma o de ligas ajudam a melhorar Responda a Por que o alum nio puro n o indicado para pe as sujeitas a esfor os
66. ESI de sua empresa de escolas t cnicas de faculdades Procure informar se sempre Escreva para empresas produtoras desses materiais e pe a cat logos e manuais t cnicos Quanto mais voc estudar mais saber E quanto mais voc souber melhor profissional se tornar Por enquanto estude bem a ltima parte da aula e fa a os exerc cios a seguir Exerc cios 10 Responda a Na utiliza o do estanho e do zinco existe uma diferen a em rela o aos outros metais j estudados Qual ela b Cite uma caracter stica do zinco c Cite uma caracter stica do chumbo 11 Complete as lacunas a O zinco empregado como em tintas como elemento de com o cobre na produ C o o o eres e sobretudo para ou tros metais b Os elementos de liga que s o adicionados ao zinco s o o c As ligas de estanho e estanho E ATETEA usadas na estanhagem de pe as para EREE E O protegem as pe as contra a 99 Avalie o que voc aprendeu 12 Relacione o metal com aplica es a N quel 1 b Magn sio c Chumbo d Tit nio 2 e Zinco f Estanho 3 4 5 6 suas principais caracter sticas e resistente corros o condutor de eletricidade por m n o magn tico Ligado com antim nio e cobre mat ria prima para a produ o de material de solda caracterizado por sua
67. Outro problema s o as etapas de produ o que geram efluentes extremamente poluidores Por exemplo a moagem da bauxita se n o for feita por via mida gerar a emiss o de poeira No processo de obten o da alumina o maior problema ambien tal est relacionado ao res duo s lido a chamada lama verme lha que resulta desse processo Para diminuir seus efeitos poluentes o procedimento adotado tratar os res duos recuperando parte da soda c ustica presente neles Constroem se ent o lagos artificiais selados com mantas de pvc e argila Os res duos se sedimentam no fundo desses reservat rios e a gua pode ser reutilizada Os gases expelidos pelas redu es 120 pode ser reutilizada Os gases expelidos pelas redu es ricos em fluoretos devem ser coletados separados por meio de precipita dores eletrost ticos e tratados Mas o alum nio n o t o vil o assim O aperfei oamento dos processos de fabrica o permite que atualmente se gaste apenas 16 quilos de material para fabricar 1 000 latinhas de refrigerante contra os 74 quilos necess rios para fabricar a mesma quantidade de latinhas no in cio dos anos 70 Al m dessa vantagem o alum nio apresenta outra relacionada conserva o de energia e consequentemente prote o do meio ambiente o alum nio um material totalmente recicl vel A refundi o de sua sucata consome somente 5 da energia necess ria para a obten o do m
68. Para facilitar a combust o e a fus o entre e RUE TAS ficam por onde o ar pr aquecido soprado sob press o f A carga composta de RO E NRP e Co pa colocada na rampa alternadamente e em camadas sucessivas 44 Qual a m gica Quando o min rio de ferro o coque e os fundentes s o introduzi dos na parte superior goela da rampa algumas coisas aconte cem e os xidos de ferro sofrem redu o ou seja o oxig nio eliminado do min rio de ferro e a ganga se funde isto as impurezas do min rio se derretem e o gusa se funde quer dizer o ferro de primeira fus o se derrete e o ferro sofre carboneta o quer dizer o carbono incorporado ao ferro l quido e certos elementos da ganga s o parcialmente reduzidos ou seja algumas impurezas s o incorporadas ao gusa Tudo isso n o nenhuma m gica S o apenas as rea es qu micas provocadas pelas altas temperaturas obtidas l dentro do forno que trabalham com o princ pio da contra corrente Isso quer dizer que enquanto o g s redutor resultante da combust o sobe a carga s lida vai descendo Por causa dessa movimenta o tr s zonas aparecem dentro do alto forno e a zona onde ocorre o pr aquecimento da carga e a redu o ou elimina o do e oxig nio dos xidos de ferro e a zona de fus o dos materiais e a zona de combust o que alimenta as d
69. Rio de Ja neiro s d Avalie o que voc aprendeu 222 Este um teste para voc mesmo avaliar o quanto aprendeu desta aula Por isso estude a inteirinha antes de faz lo 6 Escreva V ou F conforme as afirma es a seguir sejam verdadeiras ou falsas a A borracha um material sint tico obtido do l tex da seiva de uma rvore nativa das florestas temperadas b At a segunda metade do s culo XIX o Brasil tinha o monop lio mundial da produ o de borracha natural c Os europeus logo de in cio perceberam muitas aplica es para a borracha d A borracha natural mole e pegajosa quando aqueci da e dura e quebradi a quando fria e A vulcaniza o um processo que facilita a utiliza o da borracha natural f Elasticidade resist ncia abras o eletricidade e gua s o propriedades da borracha natural 9 Depois de vulcanizada a borracha natural fica prati camente insol vel h Existem muitos artigos feitos de borracha pura i A borracha sint tica foi criada n o s para melhorar as propriedades da borracha natural mas tamb m pa ra livrar pa ses como a Alemanha e os Estados Uni dos da depend ncia dos mercados produtores de bor racha natural j Os copol meros de estireno butadieno ou SBRs s o uma combina o de 25 de butadieno e 75 de esti reno 7 Reescreva corretamente as senten as que voc assinalou F 223 De todos os
70. a es para voc estudar D uma parada antes da segunda parte da li o Nela vamos estudar a transforma o do a o em outros tipos de fornos O assunto eletrizante j que vamos falar de fornos el tricos Antes que as informa es se acumulem demais melhor dar esta paradinha para estudar Ao fazer isso n o se esque a de fazer anota es do que voc achar importante Isso ajuda a memorizar as informa es Exerc cios 1 Responda s seguintes perguntas a Por que o ferro gusa duro e quebradi o b Como o gusa se transforma em a o c Qual foi a id ia que permitiu a oxida o e a produ o do a o em grandes quantidades d Como s o chamados os equipamentos que injetam ar ou oxig nio diretamente no gusa l quido e Cite duas vantagens dos conversores f Cite as desvantagens dos conversores 55 2 Associe o nome do conversor da coluna da esquerda ao conjunto de caracter sticas da coluna da direita a Thomas 1 Seu formato permite coloc lo na posi o horizontal para a carga do pcs pensema gusa e descarga do a o N o utili c LD za combust vel e seu revestimento refrat rio de s lica 2 Na zona de impacto do oxig nio com o gusa a temperatura chega a atingir entre 2 500 C e 3 000 C 3 A inje o de oxig nio sob press o no gusa l quido feita pela parte de cima do conversor por meio de uma lan a met lica A contami na o do a o por nit
71. a com facilidade repor qualquer pe a de qualquer produto que voc compre Isso importante quando se est projetando um novo produto as normas v o dizer para o grupo envolvido nesse trabalho se as mat rias primas com as caracter sticas e propriedades que eles necessitam j s o fabricadas E eles v o descobrir isso consultando cat logos Os cat logos de fabricantes descrevem sempre seus produtos em termos de conformidade com as normas t cnicas em vigor em nosso pa s E mesmo que sua fun o em uma ind stria mec ni ca n o envolva decis es como a escolha de um material para um novo produto importante aprender a manusear cat logos e manuais t cnicos Na verdade os manuais nos ensinam muito e se voc deseja ser um bom profissional de Mec nica deve se disciplinar no sentido de estar sempre atualizado com o que est acontecendo em sua rea Isso certamente inclui a leitura de cat logos 86 Al m disso quem garante que um dia desses voc n o poder se transformar em um microempres rio de sucesso Certamente nesse caso voc ter nos cat logos uma das melhores fontes de informa es t cnicas a sua disposi o Ent o usando o a o e o ferro fundido como exemplo vamos nesta aula mostrar como eles s o classificados em termos de normas t cnicas E vamos mostrar como isso aparece nos cat logos dos fabricantes Fique atento para as dicas A o 1020 O que isso Quem trabalha na
72. a os dep sitos de lixo ou que se espalham de maneira pouco civilizada na grama dos parques das pra as ou nas areias das praias se acumulam e poluem o meio ambiente A reciclagem um modo de reaproveitar e controlar a quantidade de material pl stico lan ado na natureza Reciclando garrafas e embalagens por exemplo novos produtos s o fabricados sem a produ o de mais material pl stico t o agressivo ao meio ambiente Mas o ideal seria a utiliza o de pl sticos biodegrad veis As pesquisas para isso est o avan adas por m esbarram no fator econ mico enquanto o material pl stico n o biodegrad vel for mais barato n o haver espa o para um outro material com as mesmas caracter sticas e que n o polua o meio ambiente Para parar e estudar Por esse motivo e por enquanto muita press o deve ser feita para que a maior quantidade poss vel de material pl stico seja reciclado A ordem proteger o meio ambiente Exerc cios 7 Esta manchete saiu no jornal Folha de S Paulo Comente a iniciativa do fabricante do jeans Ela ben fica Por qu Empresa lan a jeans de pl stico reciclado Produto chega ao mercado em abril 208 Avalie o que voc aprendeu 8 Preencha as lacunas das afirmativas abaixo com a alternativa correta a A inven o ou surgimento dos pl sticos ocorreu a partir de uma necessidade de mercado e aconteceu por volta de RR embora s tenha sido industrializado com su cesso e
73. a Aplica es Nas ligas monel aumenta a re sist ncia Equipamento de processamento de Ferro Molibid nio Cromo ferro alum nio e tit nio corros o e a resist ncia mec nica reduz o custo nas ligas de cromo ferro e molibid nio em teores em torno de 2 reduz a o corrosiva em meios cidos e oxidantes Eleva a resist ncia corros o em meios oxidantes e a resist ncia mec nica em altas temperaturas Reduz o custo das ligas aumenta a resist ncia corros o associada cavita o e eros o Eleva a resist ncia corros o em meios redutores aumenta a re sist ncia mec nica em altas temperaturas Permitem a realiza o de tratamento t rmico de solubiliza o e precipita o para endurecimento da liga 88 produtos de petr leo e petroqu micos aquecedores de gua e trocadores de calor v lvulas bombas eixos para fusos h lices e fixadores usados em constru o naval Equipamentos de processamento qu mico equipamentos de tratamento t rmico geradores de vapor componen tes de for nos equipamentos de controle de polui o componentes de equipamen tos eletr nicos Equipamentos de processamento qu mico geradores de vapor componen tes de fornos equipamentos de controle de polui o Componentes de turbinas a g s e de motores aeron uticos equipamentos de processamento qu mico Liga experimental ind stria aeron utica para a Para parar
74. a da Mec nica Para parar e estudar A aula j acabou mas a sua tarefa n o Falta estudar a ltima parte e fazer o exerc cio a seguir 247 Propriedades Dureza Tenacidade Resist ncia ao atrito Dureza Baixa tenacidade Elevada dureza Exerc cios 6 Responda a Cite algumas aplica es para os abrasivos b Quais s o as tr s propriedades dos abrasivos Cite as e explique o que cada uma delas significa em rela o ao a brasivo c Explique com suas palavras por que os abrasivos perdem seu poder de corte d Por que o carboneto de sil cio e o xido de alum nio podem ser usados como abrasivos O ltimo teste para fazer voc pensar Avalie o que voc aprendeu Pa ses como os Estados Unidos o Jap o a Alemanha a Ingla terra que est o na vanguarda do desenvolvimento industrial tamb m est o na vanguarda da produ o e consumo de abrasi vos Isto nos leva ao primeiro axioma afirma o verdadeira o consumo de abrasivos ser o ndice para medir o desenvolvimen to industrial de um pa s Fonte Rebolos amp Abrasivos por Guillaume Nussbaum S o Paulo cone 1988 p g 16 7 Com base naquilo que aprendeu nesta aula voc concorda com o trecho que acabamos de reproduzir Por qu 249
75. a da quantidade de carbono ou de elementos de liga dentro desse metal Como j estudamos s o essas quantidades que determinam as propriedades e utiliza es de cada material Esse tipo de informa o padronizado pelo norma da ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 6006 que por sua vez uma reuni o das normas estabelecidas pela AISI American Iron and Steel Institute que quer dizer Instituto Ameri cano do Ferro e do A o e pela SAE Society of Automotive Industry ou seja Sociedade da Ind stria Automotiva Em fun o da composi o qu mica os a os s o classificados por meio de um n mero de quatro ou cinco d gitos no qual cada d gito tem a fun o de indicar uma coisa Veja a tabela da pr xi ma p gina que baseada nas normas estabelecidas pela ABNT NBR 6006 Teor aproximado dos Tipo Classe Designa o elementos que identificam as classes A os carbono Ea RR o o o Mn m ximo 1 00 a 1XX ET PESE DEISE 12XX Ressulfurado e refosfatado 14XX A o com adi o de ni bio Nb 0 10 41XX Cromo molibid nio Cr 0 50 0 80 e 0 95 43XX Cromo n quel molidid nio Ni 1 8 Cr 0 50 a 0 80 e Cr 0 27 0 40 0 50 e 0 65 61XX Cromo van dio Cr 0 60 0 80 0 95 e 1 05 86XX Cromo n quel molibd nio Cr 0 50 Ni 0 55 92x O Sil cio Si 2 00 e Mn 0 85 A os com adi ls comadi odeboro nn es especiais XXLXX A o c
76. a e um pouco de qu mica Uma das coisas que torna o homem diferente dos outros animais que vivem em nosso planeta sua intelig ncia E essa intelig n cia gerou o inconformismo por n o entender como as coisas funcionam no universo Por isso desde muito cedo ele come ou a pensar e fazer hip teses sobre esse funcionamento j que n o tinha instrumentos para comprovar suas teorias A coisa mais fascinante de tudo isso que muitas vezes o homem acertou Uma das hip teses mais importantes que esse passado nos deixou foi aquela feita por um grego chamado Dem crito Ele sugeriu que toda a mat ria composta de pequenas part culas que ele chamou de tomos Essa palavra grega quer dizer indivis vel e ele a usou porque achava que o tomo era t o pequeno que n o podia mesmo ser dividido Fique por dentro Quando o tomo dividido em part culas ele libera grande quantidade de energia Foi esse conhecimento que permitiu a cria o da bomba at mica cuja explos o resultado de uma divis o do tomo Hoje sabemos que os tomos s o formados de v rias part culas ainda menores Por m esse conceito de indivisibilidade vindo da antiguidade grega ainda v lido e se transformou na base da Qu mica moderna E isso levou um bocado de tempo porque foi s em 1808 que o qu mico ingl s John Dalton estabeleceu sua Teoria At mica Em 1868 o russo Demitir Mendeleiev elaborou a primeira classifica o gera
77. a forma de combina o com outros minerais E os min rios que permitem a explora o econ mica do cobre s o calcopirita que uma mistura de cobre ferro e enxofre Cu S Fe2S3 e a calcosita composta de cobre e enxofre Cu S Dica tecnol gica A calcopirita e a calcosita os dois min rios mais importantes para a obten o econ mica do cobre t m enxofre em sua composi o Por causa disso eles s o chamados de min rios sulfurosos E por serem sulfurosos n o se molham quando s o colocados em gua com produtos qu micos Por estar escondido dentro do min rio combinado com outros elementos para que se obtenha o metal os min rios devem passar por um processo que provoca muitas rea es qu micas e composto de v rias etapas 1 Tritura o e moagem 4 Obten o do mate 2 Flota o ou concentra o 5 Obten o do cobre bl ster 3 Decanta o e filtragem 6 Refino Na etapa de tritura o e moagem o min rio passa por um tritura dor e depois por um moinho de bolas no qual mo do at que os pedacinhos atinjam um tamanho entre 0 05 e 0 5 mm Triturador 142 Em seguida o min rio mo do colocado em uma m quina cheia de gua misturada a produtos qu micos Na base dessa m quina existe uma entrada por onde o ar soprado As part culas que n o cont m cobre s o encharcadas pela solu o de gua e produtos qu micos formam um lodo chamado ganga e v o para o f
78. ade dos elementos de liga adicionados o a o liga pode ser um a o de baixa liga se tiver at 5 de ele mentos de adi o ou um a o de liga especial se tiver quantida des de elementos de liga maiores do que 5 Os elementos de liga mais comumente adicionados ao a o s o n quel mangan s cromo molibd nio van dio tungst nio cobalto sil cio e cobre Lembrando que poss vel adicionar mais de um elemento de liga para obter um a o liga e sem nos deter mos muito nos detalhes do que acontece com a micro estrutura desse material vamos dizer o que cada um desses elementos traz ao a o em termos de mudan a de propriedades E para tornar o estudo mais f cil para voc colocamos essas informa es no quadro da pr xima p gina Estudando o quadro d para perceber que os elementos de liga em geral alteram a velocidade das transforma es que ocorrem dentro da estrutura do a o quando ele est esfriando e passando do estado l quido para o estado s lido Essas altera es das microestruturas modificam a capacidade do material de passar 11 por um tratamento t rmico chamado t mpera Esse tratamento por sua vez define a maior resist ncia e tenacidade do a o Assim nos a os ligas as propriedades mec nicas s o melhora das por meio de tratamento t rmico para endurecimento Bem nesta aula tentamos dar a voc uma no o b sica sobre os elementos que est o dentro do a o e o que essa presen a
79. ado est vel f O que liga o met lica 9 Como os tomos se combinam para formar as mol culas h O que mant m as mol culas unidas i O que s o for as de atra o at mica 2 Nas afirma es a seguir escreva C nas afirma es corretas e corrija as que julgar erradas a A liga o met lica gerada pela for a de atra o en tre ons positivos e el trons livres b As rbitas dos el trons s o chamadas de camada de val ncia c A liga o met lica respons vel pela alta condutivi dade el trica e t rmica dos metais d A liga o i nica acontece quando um tomo cede el trons de sua camada externa e outro tomo recebe esses el trons e As mol culas s o formadas pela combina o dos tomos por meio de liga es covalentes f Os compostos org nicos s o formados pela liga o entre tomos de carbono e hidrog nio g Em um material l quido na temperatura ambiente as for as de atra o predominam e os tomos se orga nizam segundo uma configura o fixa Estrutura cristalina O que isso Se voc pudesse ampliar a maioria dos materiais s lidos a ponto de ver as part culas que o comp em observaria que essas part culas se arrumam de uma forma muito organizada Essa organiza o parece uma rede em tr s dimens es que se repete em todo o material Ela chamada de estrutura cristalina Materiais met licos como o ferro o a o o cobre
80. ador como fica Se o ambiente de uma siderurgia t o poluidor certamente voc deve estar preocupado e o trabalhador como que fica Sem sombra de d vida as condi es de trabalho nessas usinas o exp em ao que chamamos de riscos ambientais ou seja riscos que o trabalhador corre por ter que ficar em ambientes com muito p altas temperaturas muito ru do ou manuseando produtos perigosos para sua sa de E como se viu isso o que n o falta na usina sider rgica Por exemplo o ru do se origina nos equipamentos usados no processo sider rgico como os laminadores e o alto forno e nas opera es de transporte e manuseio de materiais e produtos Ele pode causar danos ao sistema auditivo diminuindo a capacidade de ouvir e mesmo provocando a surdez Para tornar esse problema menos grave empregam se sistemas de silenciadores e abafadores de ru dos equipamentos de prote o individual como os protetores auriculares isto protetores de ouvido ou instalam se cabines com isolamento ac stico onde for poss vel Na fundi o a manipula o da areia usada nos moldes gera poeira de s lica que causa uma doen a incur vel que se chama silicose Essa doen a provoca enrijecimento dos tecidos dos pulm es e a longo prazo acaba provocando a morte Para diminuir o problema o local deve ser bem arejado e ventilado e o operador deve usar a nica prote o poss vel as m scaras que filtrem a s lica O setor
81. ados pelo vento gua industrial a gua que foi usada anteriormente em alguma etapa do processo de fabrica o Flota o o processo empregado em minera o para separar os componentes de uma mistura s lido s lido Usa um agente de flota o por exemplo leo que se mistura com o elemento que se quer separar por exemplo um sulfeto Essa mistura colo cada em gua e submetida a um forte sopro de ar que provoca a uni o das part culas que d o origem a uma espuma que flutua e se separa da ganga geralmente formada de areia Decanta o um processo de separa o em um sistema heterog neo s lido l quido areia com gua s lido gasoso ar e poeira ou l quido l quido gua leo no qual o componente mais denso se deposita naturalmente sob a a o da gravidade 100 O controle de emiss o de xido de enxofre feito com a utiliza o de combust veis com baixo teor de enxofre como leos BTE e g s natural Um rigoroso controle nos processos de combust o reduz sensivelmente as emiss es de xidos de nitrog nio A gua necess ria e extensivamente usada em uma usina sider rgica Basta dizer que s o necess rios at 250 m de gua para a produ o de uma tonelada de a o Os efluentes h dricos ou seja a gua que resulta dos processos sider rgicos apresentam s lidos em suspens o leos graxas fen is sulfetos e cianetos Esses v rios tipos de agentes poluido res s o
82. al l quido No a o ele pode se combinar com o ferro e formar o sulfeto ferroso FeS que faz o a o se romper com facilidade ao ser laminado forjado ou vergado em temperaturas acima de 1 000 C 74 Na segunda aula deste m dulo quando n s estudamos a classifi ca o dos materiais voc aprendeu que eles s o divididos em dois grupos os materiais ferrosos e os materiais n o ferrosos Ent o n s come amos a estudar os materiais ferrosos voc se lembra E come amos pelo a o Nesta aula voc vai aprender algumas coisas sobre o irm o do a o o ferro fundido Voc vai aprender que as diferen as de composi o entre um e outro que s o respons veis pelas diferentes propriedades e diferentes aplica es desse metal ferroso Esse material filho do gusa funde a temperaturas bem mais baixas que o a o e apresenta caracter sticas que o tornam um material nico indicado para aplica es bem espec ficas Quais s o elas Voc s vai saber se estudar esta li o Ent o se liga Obtendo o ferro fundido Os ferros fundidos s o ligas de ferro e carbono com teores elevados de sil cio e tamb m s o fabricados a partir do ferro gusa S que nesse irm o do a o o carbono est presente com teores entre 2 e 4 5 E se eles t m mais carbono o que acon tece Claro Eles ficam mais duros do que o a o Al m disso por causa do sil cio forma se grafite em sua estrutura Por isso eles s o
83. amados gases nobres h lio ne nio arg nio cript nio xen nio e rad nio s o est veis Isso significa que todos os outros tomos para se tornarem est veis combinam se entre si cedendo recebendo ou compartilhando el trons at que a ltima camada de cada um fique com oito el trons dessas combina es que surgem todos os materiais que conhecemos Quando os tomos compartilham el trons acontece o que chamamos de liga o covalente o caso por exemplo da forma o da mol cula de gua obtida pela uni o de dois tomos de hidrog nio com um tomo de oxig nio Essa liga o muito forte e est representada na ilustra o ao lado ai 041 A LA E RE e Quando um dos tomos cede definitivamente os el trons da ltima camada e o outro recebe definitivamente esses el trons ocorre a chamada liga o i nica o que acontece por exemplo na forma o do cloreto de s dio ou seja o sal que a gente usa na cozinha composto por um tomo de s dio e um tomo de cloro Existe ainda um terceiro tipo de liga o a liga o met lica respons vel entre outras propriedades pela elevada condutivi dade t rmica e el trica que todos os metais possuem causada pela mobilidade dos el trons de val ncia E como a liga o met lica acontece Para explicar isso precisa mos saber inicialmente que os tomos dos metais apresentam poucos el trons na camada de val
84. ando a pesquisa em busca de informa es para voc sobre os materiais cer micos chegamos aos processos de fabrica o N o custa lembrar que os produtos cer micos s o obtidos pela secagem e queima de materiais argilosos As argilas por sua vez compreendem o conjunto de minerais compostos principalmente dos silicatos de alum nio hidratado que possuem a propriedade de formarem com a gua uma massa pl stica que conserva a forma moldada e endurece sob a a o do calor Dos 230 minerais argilosos que s o muitos somente a caulinita e a ilita t m valor econ mico para a fabrica o de produtos cer micos A n o ser que voc deseje fabricar um produto muito especial geralmente esses materiais argilosos s o processados nas seguintes etapas 1 Mistura onde as mat rias primas previamente tratadas e dosadas s o homogeneizadas ou seja misturadas de forma homog nea 2 Moagem na qual o material mo do para reduzir o tamanho dos gr os at di metros m ximos inferiores a 0 074 mm Is so d ao material a apar ncia de um p bem fino Para a fa brica o de produtos refrat rios os gr os s o mais grossos 3 Umidifica o com acr scimo de gua para formar a massa cer mica A quantidade determinada pelo m todo de con forma o que ser empregado 4 Conforma o onde as pe as s o produzidas por v rios m todos colagem torneamento extrus o prensagem ou in je o 5 S
85. ante esmeril e areia de tr pole para polir pedras preciosas b Basicamente os abrasivos naturais compreendem materiais de origem cer mica como o diamante a s lica e a argila c O corindon um xido de alum nio Al 03 com 90 de pureza d O diamante o mais conhecido dos abrasivos natu rais e Raramente o diamante usado para afiar ferramen tas desgastadas f Os abrasivos sint ticos s o usados principalmente para afiar ferramentas de corte ou para polir e dar acabamento em estampos matrizes e gabaritos 4 Aqui temos uma lista com palavras e depois uma lista de senten as com lacunas Escolha as palavras que completam corretamente as lacunas 1 Retifica o rebarbas rebolo Abrasivos sint ticos gr os cantos Resist ncia xido de alum nio fragilidade Material abrasivo materiais cantos en dm Lo Capacidade abrasivo gr o 244 6 Dureza ferramenta aglomerante a Todos OS s o processados a quente e saem do forno na forma de peda os maci os que s o mo idos posteriormente e transformados em AE POOR com arestas e agudos b O que d ao sua capacidade de cortar OUTOS canas a s o suas arestas e RAR OS RR agudos c O que determina a classifica o da de corte do s natural ou sint tico o tamanho do d O tamanho do gr o e
86. antidades variadas de material dependendo do resultado que se quer obter Gr os mais grossos retiram mais material Por outro lado quanto mais fino for o gr o do abrasivo mais fino e polido ser o acabamento obtido De um rolamento de agulhas a um motor de caminh o do brin quedo de pl stico faca de cozinha praticamente todos os produtos sua volta sofreram uma opera o de usinagem por abrasivos durante o processo de fabrica o Da a import ncia desse material e por consequ ncia do assunto desta aula Para parar e estudar At aqui a aula est bem f cil Mesmo assim volte um bocadinho releia tudo e fa a os exerc cios a seguir Exerc cios 1 Responda a O atrito pode trazer algumas conseg ncias para um conjunto mec nico em funcionamento Quais s o elas b Voc pode usar o atrito em seu benef cio em algumas opera es mec nicas Quais s o elas e qual o resultado que se obt m nessas opera es c O que um abrasivo d Cite ao menos dois produtos abrasivos que voc tem na cozinha de sua casa Sublinhe a palavra que completa corretamente as seguintes afirma es a A superf cie de uma chapa de a o inoxid vel trabalhada com abrasivos ter mais menos riscos se o gr o abra sivo for mais grosso e mole duro b As ferramentas de corte feitas de materiais pl sticos abrasivos servem para trabalhar todos os tipos de materi 241 ais desde os ma
87. ar a s rie das ligas para fundi o Vamos dar uma olhadinha na tabela da pr xima p gina 129 Alum nio e suas ligas para conforma o Designa o da s rie Indica o da composi o 1XXX 99 0 m nimo de alum nio 2XXX Cobre 3XXX Sil cio e cobre e ou magn sio Silicio 5XXX Magn sio 6XXX S rie n o utilizada TXXX Zinco 8XXX Estanho 9XXX Outros elementos Como voc pode observar na coluna Designa o de s rie as ligas de alum nio para fundi o s o indicadas por tr s d gitos um ponto e um d gito Da mesma forma como nas ligas para confor ma o cada d gito tem um significado e o primeiro d gito classifica a liga segundo o elemento principal da liga e o segundo e o terceiro d gitos indicam cent simos da porcen tagem m nima de alum nio para o alum nio puro ou diferentes ligas do grupo e o d gito ap s o ponto indica a forma do produto O para pe as fundidas e 1 para lingotes Vamos a um exemplo A liga escolhida a 319 0 o d gito 3 indica que esta uma liga de alum nio com sil cio e cobre e ou magn sio o n mero 19 indica que ela a 19 liga da s rie o d gito 0 ap s o ponto indica tratar se de pe a fundida Dica tecnol gica O ltimo d gito indicativo da s rie para ligas de fundi o pode ser 2 Neste caso trata se de um lingote feito de material reciclado fora da especifica o em rela o aos n veis de impureza 130 Para parar e estudar
88. as propriedades finais que se quer obter Assim por exemplo se fabricarmos uma liga de alum nio Al com cobre Cu e submetermos essa liga a processos especiais de tratamento t rmico esse material ter uma resist ncia tra o equivalente e at maior que a de alguns a os de baixo teor de carbono Al m disso ela apresenta uma tima usinabilidade Devido alta rela o entre resist ncia maior e peso menor essa liga indicada para a ind stria aeron utica e automobil sti ca na fabrica o de rodas de caminh es na estrutura e revesti mento de asas e rodas de avi es indicada tamb m para pe as que devem suportar temperaturas ao redor de 150 C Quando se adiciona mangan s Mn ao alum nio a resist ncia mec nica dessa liga aumenta em at 20 quando comparada ao alum nio puro Mesmo assim ela n o perde a capacidade que o alum nio tem de ser trabalhado por todos os processos de con forma o e fabrica o mec nicas como por exemplo a prensa 124 gem a soldagem e a rebitagem Essa liga aceita acabamentos de superf cie resistente corros o possui elevada conduti vidade el trica embora sua resist ncia mec nica seja limitada Com essas caracter sticas essa liga usada nas mesmas aplica es que o alum nio puro ou seja na fabrica o de latas de bebidas placas de carro telhas equipamentos qu micos refletores trocadores de calor e como elemento decorativo na constru o ci
89. be a preparamos um quadro que resume o que voc leu at agora Tipo de forno Conversor Bessemer Conversor Thomas Conversor LD Forno a arco el trico Forno de indu o Combust vel Inje o de ar comprimido Inje o de ar comprimido Inje o de oxig nio puro sob alta press o Calor gerado por arco el trico Calor gerado por corrente induzida dentro da pr pria carga Tipo de carga Gusa l quido Gusa l quido cal Gusa l quido cal Sucata de a o gusa min rio de ferro cal Sucata de a o Capacidade de carga 10 a 40 ton Em torno de 50 ton 100 ton 40 a 70 ton Em torno de 8 ton Vantagens Ciclo curto de processamento 10 a 20 minutos Alta capacidade de produ o Permite usar gusa com alto teor de f sforo M nima contami na o por nitrog nio Temperaturas mais altas Rigoroso controle da composi o qu mica Bom aproveitamento t rmico Fus o r pida Exclus o de gases Alta efici ncia Desvantagens Impossibilidade de controle do teor de carbono Elevado teor de xido de ferro e nitrog nio no a o Gera poeira composta de xido de ferro gases e esc ria O gusa deve ter baixo teor de sil cio e enxofre Elevado teor de xido de ferro e nitrog nio no a o Gera poeira composta de xido de ferro gases e esc ria Gera poeira composta de xido de fe
90. cesso sider rgico sejam eles gaso sos l quidos ou s lidos al m de uma preocupa o de atendimen to s exig ncias da legisla o que protege o ambiente tamb m uma quest o de ordem econ mica Portanto esse tipo de cuidado s pode trazer benef cios tanto para a empresa quanto para a comunidade a sua volta Para parar e estudar Quando a gente fala de ambiente essa quest o mais de conscientiza o do que de aprender o que isso ou aquilo Por isso vamos propor uma atividade que vai fazer voc conversar sobre o assunto pensar e decidir o que certo ou errado Vamos l Exerc cio 1 Vamos reproduzir a seguir um trecho de uma not cia do jornal Gazeta Mercantil edi o de 11 de agosto de 1994 p gina 16 Leia o com cuidado discuta o com os colegas at perceber que entendeu tudo direitinho Depois responda as quest es A CSN implantou neste ano em sua unidade de Volta Redon da RJ processo de desidrata o voltado para o reaprovei tamento dos rejeitos de lamas industriais origin rios da esta o de tratamento de guas da usina As lamas liberadas con t m 50 de p de min rio de ferro que passou a ser utilizado no processo de sinteriza o a O que a CSN Isso voc viu em aulas anteriores Se n o se lembra volte l e descubra b O que ela est fazendo com a lama industrial c A CSN est ganhando ou perdendo com isso Justifique sua resposta 102 E o trabalh
91. co para processamento fornecido sob a forma de gr os DRI URSS RE UE RR NPR e sem at o Era medindo entre 2 e 3 mm para facilitar o fluxo do material nas injetoras i O material pode ser fornecido tamb m j semi transformado ou seja em forma de j As chapas finas e os laminados podem ser cortadas em EDE ACDE ADEA ia OU mierna nara V CUO 3 Fa a corresponder a mat ria prima sua respectiva origem escrevendo as palavras sint tico ou natural na frente de cada alternativa a seguir a Acetileno eee anaaaaareraneranaa b leo de rcino sa SS c Am nia e ur ia e rreeeeaaaaaaaararaaaanaa d Benzeno reiia REA RR RN RR QU RR RAR e Celulose o acf e e Dies esa sete diga ia cesto Ia TESS ess ia ad AE AoT SIIS seo e aa Da a A grande fam lia dos pl sticos Observando a imensa variedade de produtos pl sticos que nos cercam voc pode ter uma id ia do tamanho dessa fam lia que se divide em dois grandes grupos Esses grupos s o determina dos pela maneira como as resinas pl sticas reagem em rela o ao calor Assim os pl sticos podem ser termofixos ou termo pl sticos Os materiais pl sticos termofixos s o aqueles que se tornam pl sticos ou seja amolecem por meio de calor sofrem transfor ma o qu mica em sua estrutura e ao endurecerem adquirem a forma do molde na qual foram moldados n o podendo mais ser amolecidos Se forem reaquecidos nas tem
92. como a Revolu o Industrial De fato durante milhares de anos essa evolu o foi bastante lenta para depois em apenas pouco mais de 200 anos acelerar se de forma incr vel proporcionando ao ser humano principal mente nos pa ses industrializados cada vez mais conforto e tempo para lazer Este com certeza o verdadeiro motivo que mant m o ser humano na pesquisa constante de novos materiais o que ele quer na verdade viver bem e ter mais tempo para si mesmo e para sua fam lia Se ele consegue ou n o j outro problema De todos os materiais disposi o da ind stria certamente o ferro fundido e o a o s o os mais utilizados E n o s na ind stria mec nica n o eles est o tamb m na constru o civil em edif cios viadutos e pontes ajudando a manter unidas as estruturas de concreto na ind stria el trica na fabrica o de motores que auxiliam a movimentar m quinas e equipamentos industriais O que voc deve sempre se lembrar que todo o progresso conseguido na tecnologia de fabrica o do ferro fundido e do a o n o foi apenas o resultado da abund ncia do metal na crosta 25 terrestre o que facilitou sua utiliza o Foi tamb m consequ ncia da curiosidade do homem para saber mais sobre a estrutura e o comportamento desses materiais Assim ao longo da hist ria da humanidade o homem descobriu como minerar beneficiar e melhorar as propriedades dos metais resultantes desse p
93. da o n o permitem uma lubrifica o satisfat ria Ou ent o quando as temperaturas n o s o excessivas De qualquer modo a escolha depende das particularidades de cada elemento do conjunto mec nico Al m disso cada m quina deve ser lubrifica da de acordo com as especifica es contidas no manual do fabricante da m quina que indica qual o tipo de lubrificante mais adequado os intervalos entre as lubrifica es e o modo correto de lubrificar o equipamento Se voc n o profissional da rea pode constatar isso lendo o manual do propriet rio de qualquer autom vel S para enriquecer um pouco mais as informa es que demos para voc apresentamos a seguir algumas vantagens de cada um desses lubrificantes Vantagens da graxa Vantagens do leo Consist ncia forma uma camada protetora sobre Maior dissipa o de calor a pe a lubrificada Adesividade em pe as deslizantes ou oscilantes Maior resist ncia oxida o Opera o de rolamentos em v rias posi es Menor atrito fluido em altas rota es Lubrifica o instant nea na partida Uma das raz es mais comuns para a utiliza o da lubrifica o a leo a alta temperatura de trabalho que pode ser causada pela elevada temperatura ambiente pela alta velocidade de trabalho ou pela carga elevada Para um bom desempenho ele deve estar livre de impurezas ter boa resist ncia oxida o e deteriora o por evapora o 185 O manusei
94. de e Baquelite epoxi e silicone f PVC n ilon polietileno Melhorando as propriedades dos materiais pl sticos O material pl stico como qualquer outro tem propriedades exclusivas que permitem substituir materiais tradicionais com efici ncia e economia Ele apresenta entre outras caracter sticas baixo peso alta resist ncia corros o baixa condutividade t rmica e el trica facilidade de conforma o boa resist ncia s solu es salinas e cidas boa apar ncia baixo coeficiente de atrito Como a qualquer outro material tamb m poss vel acrescentar ao pl stico aditivos capazes de melhorar suas caracter sticas f sico qu micas e sua apar ncia facilitar o processamento ou conferir lhe qualidades especiais 205 Aditivos s o subst ncias acrescentadas a um pl stico para conferir eliminar diminuir ou aumentar determinada propriedade ou conjunto de propriedades Nesse grupo encontram se os lubrificantes os estabilizantes os plastificantes os retardadores de chama os agentes antiest ticos as cargas e os pigmentos Cada um tem uma fun o determinada Assim os lubrificantes facilitam o fluxo do material durante o processamento impedindo que ele grude nos componentes do equipamento Os estabili zantes retardam a degrada o provocada pelo calor do proces samento e pela luz ultravioleta UV Os plastificantes geralmente l quidos aumentam a flexibilidade facilitando o proces
95. de coqueria produz gases t xicos que causam uma doen a chamada leucopenia que a redu o dos leuc citos ou seja dos gl bulos brancos que existem no sangue Para proteger os operadores esse setor deve ter captores de gases e ventila o diluidora constante Os operadores devem usar m scaras com filtros especiais e passar por exames m dicos e de laborat rio que precisam ser frequentes 103 Junto ao alto forno al m do ru do existe o problema das altas temperaturas cuja principal consequ ncia a desidrata o Por isso os operadores devem usar capacete roupas e luvas de amianto protetor facial culos escuros botas com sola de madeira e protetores auriculares Al m disso eles t m direito a per odos de descanso durante sua jornada de trabalho em locais que n o sejam quentes Podem tamb m por orienta o m dica ingerir comprimidos de sais minerais para compensar as perdas ocasionadas pelo calor excessivo Isso tudo determinado e fiscalizado pelo Minist rio do Trabalho porque como voc v todo o cuidado pouco para que as pessoas n o sofram as consequ ncias da hostilidade do ambien te em que trabalham Isso vale para qualquer tipo de empresa E vale para voc tamb m equipamento de seguran a n o fanta sia para fiscal ver n o Porque como diz o Barrichello Sem essa que duro e que aperta Fique certo de que o gesso aperta muito mais Para parar e estudar Sa de higi
96. de liga ferrosa apresenta um teor maior de sil cio at 2 8 Outro fator que auxilia na forma o da grafita o resfriamento lento Os ferros fundidos cinzentos apresentam boa usinabilidade e grande capacidade de amortecer vibra es Por causa dessas 79 caracter sticas s o empregados nas ind strias automobil stica de equipamentos agr colas e de m quinas e na mec nica pesada na fabrica o de blocos e cabe otes de motor carca as e plat s de embreagem suportes barras e barramentos para m quinas industriais O ferro fundido branco formado no processo de solidifica o quando n o ocorre a forma o da grafita e todo o carbono fica na forma de carboneto de ferro ou cementita Da sua cor clara Para que isso aconte a tanto os teores de carbono quanto os de sil cio devem ser baixos e a velocidade de resfriamento deve ser maior Nos ferros fundidos brancos ligados elementos como o cromo o molibd nio e o van dio funcionam como estabilizadores dos carbonetos aumentando a dureza Por causa da elevada dureza os ferros fundidos brancos s o fr geis embora tenham uma grande resist ncia compress o ao desgaste e abras o Essa resist ncia e dureza se mant m mesmo em temperaturas elevadas Por isso esse tipo de material ferroso empregado em equipamentos de manuseio de terra minera o e moagem rodas de vag es e revestimentos de moinhos O ferro fundido male vel um material q
97. de plasticidade de cada um A plasticidade pode se apresentar no material como maleabi 18 lidade e como ductilidade A dureza a resist ncia do material penetra o deforma o pl stica permanente ao desgaste Em geral os materiais duros s o tamb m fr geis Por falar nisso a fragilidade tamb m uma propriedade mec nica na qual o material apresenta baixa resist ncia aos choques O vidro por exemplo duro e bastante fr gil Se voc colocar dois cubos maci os do mesmo tamanho sendo um de chumbo e um de pl stico em uma balan a de dois pratos ser f cil perceber a propriedade sobre a qual vamos falar Certamente o prato com o cubo de chumbo descer muito mais do que o prato com o cubo de pl stico Isso acontece porque o chumbo mais denso que o pl stico Em outras palavras cabe mais mat ria dentro do mesmo espa o Essa propriedade se chama densidade As propriedades t rmicas determinam o comportamento dos materiais quando s o submetidos a varia es de temperatura Isso acontece tanto no processamento do material quanto na sua utiliza o um dado muito importante por exemplo na fabrica o de ferramentas de corte da qual voc vai ouvir falar neste curso As velocidades de corte elevadas geram aumento de temperatura e por isso a ferramenta precisa ser resistente a altas temperaturas 19 O ponto de fus o o primeiro de nossa lista El
98. de ser aberta ou fechada Ela aberta quando deixa um caminho aberto at a superf cie e permite a absor o de gua gases etc Ela fechada quando est fechada dentro de um gr o ou cercada de gr os por todos os lados O ar fica preso l dentro e impede a passagem do calor Isso torna o material cer mico um isolante t rmico Parece que j hora de dar uma paradinha certo Vamos l ent o Para parar e estudar 229 Esta primeira parte da aula apresentou um material que voc nem suspeitava que tivesse liga es com a ind stria mec nica Pare e estude um pouco sobre ele Use os exerc cios a seguir para ajud lo Exerc cios 1 Responda s seguintes perguntas a O que um material cer mico b Cite algumas propriedades do material cer mico c Cite tr s produtos feitos com material cer mico d O que a fase cristalina e Qual a import ncia da fase cristalina para um material cer mico f O que a fase v trea d ao produto cer mico 2 Combine a coluna de mat ria prima A com a coluna de produtos B Coluna A a Argilas refrat rias caulim b Nitreto c bico de boro c Quartzito d Argila caulim quartzo e feldspato e Argila Como se faz um produto cer mico Coluna B 1 Lou a dom stica 2 Ferramentas de corte 3 Tijolos ou pe as refrat rias de uso geral Cer mica art stica 5 Vasos 6 Sanit rios Continu
99. dem ser unidos por meio de um material aglomerante na forma de uma liga cer mica uma resina ou um metal Por esse processo voc fabrica uma ferramenta chamada rebolo Esse tipo de ferramenta usada na retifica o cil ndrica em superf cie plana e paralela na elimina o de rebarbas e na afia o de ferramentas Outras ferramentas de corte possuem pontas feitas com xido de alum nio que podem ser unidas por meio de um processo de prensagem a frio seguido de sinteriza o ou por uma nica opera o de prensagem a quente Essas ferramentas t m alta resist ncia ao desgaste e deforma o em temperaturas altas Por isso essas ferramentas podem cortar durante mais tempo com velocidades de corte maiores O problema que por sua fragilidade elas t m uso restrito Os gr os abrasivos tamb m podem ser ligados por meio de cola ou resina e aplicados sobre um suporte papel por exemplo para 243 formar as lixas Lixas que t m uma tela como suporte e xido de alum nio como abrasivo s o usadas para trabalhar metais Para parar e estudar Nesta segunda parte da aula foram resumidas as informa es mais importantes sobre os abrasivos Estude tudo com aten o pois agora vamos para os exerc cios Exerc cios 3 Escreva V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas a afirma es a seguir Em seguida reescreva corretamente as senten as que voc considerou falsas a Na Antig idade o homem usava p de diam
100. descem em contra corrente em rela o aos gases ocorre 1 2 3 4 a oxida o dos gases o aumento dos xidos de ferro a descarboneta o do ferro a redu o do xido de ferro O caminho que o gusa com teores entre 3 0 e 4 5 de carbono pode seguir ao sair do alto forno 1 2 3 para a lamina o para ser trefilado para a fundi o para ser usinado para a fundi o e produ o de pe as de ferro fundido para a estamparia para ser conformado 49 Introdu o Mesmo quando os m todos de fabrica o eram bastante rudi mentares os artes os da Antiguidade na sia e mais tarde na Europa medieval conseguiam fabricar o a o O a o daquela poca chamava se a o de cementa o Era uma liga de ferro e carbono obtida aquecendo se o ferro em contato com um material carbon ceo durante um longo tempo O a o de Wootz da ndia o a o de Damasco e os a os de Toledo na Espanha s o exemplos desse tipo de a o Como voc deve se lembrar o problema desses artes os era que eles n o conseguiam produzir o ferro e consequentemente o a o em larga escala O grande salto da Revolu o Industrial foi exatamente desenvolver os m todos corretos para fabricar a os de melhor qualidade e em quantidades que atendessem s novas necessidades das ind strias que surgiam A partir das pesquisas foram criadas v rias maneiras de se transformar o ferro gusa em a o Na
101. do em velocidades diferentes transformam se no que chamamos de borracha crepe Depois esse material pode ser defumado para evitar que fermente ou mofe Por fim essas l minas de borracha s o prensadas em grandes blocos e envia das para as ind strias onde se transformar o em produtos acabados Fique por dentro Os seringueiros que trabalham na extra o do l tex das rvores no meio da floresta tropical geralmente deixam que o l tex se coagule naturalmente Depois formam bolas em torno de um bast o Essas bolas s o ent o lavadas secas e defumadas Essa borracha na verdade um hidrocarboneto cuja f rmula CsHs um produto da polimeriza o do isopreno produto isopreno intermedi rio poliisopreno da Say Q modelo qu mico da mol cula da borracha Ela el stica resistente abras o eletricidade e gua por m altera se em presen a de luz e calor al m de n o ter resist ncia a muitos leos e solventes A vulcaniza o que um tratamento por enxofre 2 a 4 a quente 110 C realizado sob press o ou em estufas torna a mais el stica e praticamente insol vel N o existem artigos feitos de borracha pura A c mara de ar que se coloca dentro de pneus tem 90 de borracha Os pneus cuja 216 borracha recebe adi o de negro de fumo para aumentar sua resist ncia abras o t m 60 de borracha Outros produtos como os solados de borracha cont m 30 ou menos Na verda
102. dos a partir dos metais ferrosos E o desen volvimento do processo de fabrica o do ferro gusa foi essencial para que isso se tornasse realidade Foi um longo caminho atrav s da Hist ria Vale a pena conhec lo Do buraco no ch o ao alto forno Para poder fabricar o ferro fundido e o a o voc precisa do ferro gusa um material duro e quebradi o formado por uma liga de ferro e carbono com alto teor ou seja uma grande quantidade de carbono e um pouco de sil cio mangan s f sforo e enxofre 39 O grande problema tecnol gico que envolve a fabrica o do gusa a obten o das altas temperaturas que favore am a absor o do carbono Um povo chamado Hitita foi o primeiro a explorar a ind stria do ferro mais ou menos 1 700 anos antes de Cristo ao sul do C ucaso Para obter o ferro eles faziam um buraco no ch o e dentro dele aqueciam uma mistura do min rio e carv o vegetal Desse modo formava se uma massa pastosa que eles batiam para eliminar as impurezas e depois trabalhavam por forjamento Com esse processo fabricavam punhais espadas e armaduras que exportavam para os pa ses vizinhos A pr xima etapa foi o desenvolvimento de um forno semi enterrado onde se colocavam camadas de min rio de ferro e carv o e no qual era soprado ar por um fole manual que aumen tava a combust o do mesmo jeito que as labaredas na churras queira aumentam quando a gente abana as brasas de carv
103. e dos gases que sobem b Para onde vai o gusa ap s sair do alto forno c O que esc ria e qual o seu uso depois que ela sai do alto forno 47 Agora que voc j estudou toda a aula e fez todos os exerc cios fa a estes para saber se aprendeu tudo mesmo 5 Assinale a alternativa que completa corretamente as afirma es a seguir a b c d O grande problema tecnol gico que envolve a produ o do gusa 1 a presen a de impurezas como o sil cio o man gan s o f sforo e o enxofre 2 a dificuldade de eliminar o sil cio o mangan s o f sforo e o enxofre 3 a obten o de altas temperaturas que favore am a absor o de carbono 4 a utiliza o de combust veis que contaminam o produto Para aumentar a temperatura de combust o usa se 1 oxig nio aquecido a uma temperatura de 1 000 C soprado sob press o carv o vegetal 3 coque obtido do carv o vegetal calc rio como fundente O alto forno dividido em tr s partes principais 1 zona de pr aquecimento cadinho e rampa 2 cadinho rampa e ventaneiras 3 zona de pr aquecimento zona de fus o e cuba 4 cadinho rampa e cuba A carga formada por min rio de ferro carv o e ou coque e fundentes colocada 1 na cuba 2 no cadinho 3 na rampa 4 nas ventaneiras 48 e medida que o min rio o agente redutor e os fundentes
104. e ele percebeu que esse material era mais duro Mesmo para quem at agora n o tinha parado para pensar a sofistica o dos processos de fabrica o e dos produtos industri ais disposi o no mercado d uma pista do que se est fazen do por a em termos de mistura de metais e o que isso traz de benef cio ao metal base dessa mistura E essa pesquisa come a em laborat rios que precisam atender a necessidades sofistica das como a constru o de naves espaciais sat lites avi es ou carros de F rmula 1 Da para os produtos que est o na cozinha de nossa casa um passo muito pequeno Com o a o o material mais usado na ind stria mec nica n o podia ser diferente Seja pelo controle da quantidade de carbono e de impurezas seja pela adi o de outros elementos ou por meio de tratamento t rmico poss vel fazer com que ele tenha um desempenho muito melhor no processo de fabrica o e na utiliza o que a gente faz da pe a depois de fabricada Nesta li o voc vai estudar os outros metais que a gente pode misturar ao a o para que ele fique melhor ainda E vamos dizer 63 tamb m como ele fica melhor Esse conhecimento muito impor tante como base para quando voc for estudar os processos de fabrica o mec nica Fique ligado A o carbono um campe o de popularidade Antes mesmo de conhecer o ferro o homem j conhecia ao menos uma liga met lica o bronze Por observa o ele percebeu
105. e combinada de dentro da alumina ela colocada em eessen e aqueci dad seit Aada ss dn ds i A retirada do oxig nio da alumina desidratada feita em a b c d e Responda estas quest es Por que o alum nio mais usado na forma de liga O que impediu a utiliza o econ mica do alum nio at pouco mais de cem anos atr s Qual inven o permitiu essa utiliza o Cite tr s usos para a alumina hidratada Cite tr s vantagens na utiliza o do alum nio 122 Leveza ductilidade resist ncia a esfor os mec nicos e a ataques do meio ambiente alto valor econ mico da sucata enormes jazidas essas e outras qualidades tornaram o alum nio o material mais utilizado no mundo depois do a o Embora a tradi o diga que em time que est ganhando n o se mexe a imensa curiosidade do homem aliada s exig ncias de consumo do mercado continuam levando a um aperfei oamento tecnol gico sempre crescente na produ o dos materiais para a ind stria E o alum nio n o poderia ficar fora disso Assim para melhorar ainda mais as caracter sticas desse material j t o vers til desenvolveram se novas ligas e empregaram se processos de beneficiamento Eles s o usados com a finalidade de dar ao metal caracter sticas especiais para usos especiais Esse o assunto desta aula Estude com aten o e veja como ele interessante Como melhorar as propriedades do alum nio O alum nio pur
106. e da superf cie a libera o de part cu las a predisposi o corros o e a micro soldagem a frio Das consegiu ncias que acabamos de listar o desgaste da superf cie dependendo do que se quer fazer n o s til mas necess rio Nada de espanto Se voc est ligado deve se lembrar tamb m de que a certa altura daquela aula dissemos que o atrito pode ser ben fico em alguns tipos de opera es mec nicas S o as opera es de retifica o e acabamento Nelas o mec nico retira o material sob a forma de cavacos exatamente como nas outras opera es de usinagem A diferen a est no fato de que esses cavacos s o t o pequenos que s podemos observ los com lentes de aumento Isso permite obter um acabamento muito melhor e manter toler ncias muito mais estreitas mesmo em materiais extremamente duros Nesta aula vamos estudar os materiais que realizam essas opera es S o os abrasivos em muitos casos parecidos com as pedras de amolar que todo o mundo conhece Usando o atrito para trabalhar os materiais Ser que voc sabe o que um abrasivo f cil Vamos voltar um pouco no tempo e lembrar da poca em que n o havia panelas de alum nio polido ou esmaltado com o interior recoberto de resinas antiaderentes A o inoxid vel na cozinha ent o nem 239 se fale Era um tempo em que nossas m es muito caprichosas esmeravam se em manter suas panelas talheres e torneiras brilhando E voc consegu
107. e estudar Antes de continuar estude esta parte da aula para que possamos ir em frente Releia este trecho com cuidado e fa a os exerc cios a seguir Exerc cios 1 Complete as lacunas a b c d e A utiliza o do alum nio e do na constru o dos carros dos anos 90 melhoram o seu e ajudam na economia de A As pr teses implantadas no corpo humano s o feitas de AIEA porque esse material tem especial resist ncia AR EE E Do ponto de vista estrutural e econ mico nenhum metal se compara ao S O sonda ei reirei ou ao Tr s propriedades que os metais ferrosos precisam ter melhoradas s o ittetes ERRAR RR o ERA e Em raz o de seu alto custo as ligas de metais n o ferrosos t m O USO li a aplica es Relacione o elemento de liga de n quel sua aplica o a b c d Cromo 1 Componentes de equipamentos eletr nicos Ferro 2 Aquecedores de gua e trocadores de calor Molibd nio 3 Componentes de turbinas a g s Cobre 4 H lices e fixadores usados em constru o naval 5 Equipamentos de tratamento t rmico O magn sio e suas ligas O magn sio cujo s mbolo qu mico Mg caracterizado por sua leveza pois tem 1 5 da densidade do ferro Funde se a 651 C e oxida se com facilidade A maior utiliza o do magn sio 50 89 como elemento de liga do alum nio
108. e materiais n o met licos como a cer mica apresentam esse tipo de estrutura No caso das pedras preciosas e do quartzo por exemplo essa repeti o muitas vezes controla a forma externa do cristal Dependendo da forma geom trica que essas estruturas cristali nas apresentam elas recebem um nome Assim se voc tiver metais como ber lio zinco e c dmio a estrutura formada ser um prisma hexagonal com tr s tomos dentro dela Essa estrutura se chama hexagonal compacta ou HC Se os metais a sua disposi o forem alum nio n quel cobre prata ouro platina chumbo por exemplo a estrutura ter a forma de um cubo com um tomo em cada uma de suas faces Essa estrutura recebe o nome de estrutura c bica de face centra da ou CFC Metais como ferro cromo tungst nio molibd nio apresentam a estrutura em forma de cubo com um tomo extra em seu centro Essa estrutura recebe o nome de estrutura c bica de corpo centrado ou CCC Observe que usamos duas formas para representar a estrutura 10 como esferas cheias encostadas umas nas outras e em desenho esquem tico para facilitar a visualiza o da forma geom trica Lamina o um processo de fabrica o por conforma o mec nica no qual uma barra grossa de metal chamada lingote passada entre dois rolos os cilindros laminadores para se transformar em uma chapa exatamente como o pasteleiro abre sua massa de pastel Na rep
109. e obten o do alum nio e em seguida fa a o exerc cio a seguir Exerc cio 1 Responda s seguintes perguntas a A etapa de minera o da bauxita agressora ao ambien te Qual essa agress o O que voc acha que se pode fazer para diminu la b Para que serve a alumina hidratada c Por que a alumina hidratada precisa ser calcinada d O que acontece com a alumina na terceira etapa do processo 117 e Leia novamente todas as informa es sobre o processo de produ o do alum nio Voc acha que ele poluidor Por qu Vantagens da utiliza o do alum nio Al m das caracter sticas j citadas como a leveza e a resist ncia s condi es do ambiente o alum nio apresenta outras caracte r sticas extremamente vantajosas de utiliza o Ele facilmente mold vel e permite todo o tipo de processo de fabrica o pode ser laminado forjado prensado repuxado dobrado serrado furado torneado lixado e polido As pe as de alum nio podem tamb m ser produzidas por proces sos de fundi o em areia fundi o em coquilhas ou fundi o sob press o Al m disso o alum nio um material que pode ser unido por todos os processos usuais soldagem rebitagem colagem e brasagem Excelente condutor de calor sua condutividade t rmica quatro vezes maior que a do a o Sua superf cie aceita os mais variado tipos de tratamento Ele pode ser anodizado envernizado e esmaltado Analisando e
110. e se disp e Por exemplo nas jazidas do Brasil h grande quantidade de min rio de ferro em p Isso significa que cerca de 55 do min rio encontrado em peda os que medem menos de 10 mm Como o alto forno equipamento onde se produz o ferro gusa s trabalha 31 com peda os entre 10 e 30 mm isso se tornou um problema Por m o aumento das necessidades mundiais de a o trouxe condi es econ micas para se desenvolver processos que permitem a utiliza o desse tipo de min rio esses processos s o a sinteriza o e a pelotiza o Com a sinteriza o s o obtidos blocos feitos com part culas de min rio de ferro carv o mo do calc rio e gua Isso tudo misturado at se obter um aglomerado Depois essa mistura colocada sobre uma grelha e levada a um tipo especial de equi pamento que com a queima de carv o atinge uma temperatura entre 1 000 C e 1 300 C Com esse aquecimento as part culas de ferro derretem superficialmente unem se umas s outras e acabam formando um s bloco poroso Enquanto ainda est quente esse bloco quebrado em peda os menores chamados s nter tambor misturador distribuidor de carga coifa de igni o descarga do sinter duto de aspira o doar ventilador ai ciclone peneiramento do s nter de retorno e da acionamento falsa grelha carregamento do sinter diretamente sobre vag es chamin
111. e se lembrar ao menos de um dos materiais que sua m e usava para deixar tudo polido como espelho O que podemos lhe garantir que ele ainda hoje encontrado nas prateleiras dos supermercados E ent o j se lembrou Isso mesmo o sap leo Ele vinha em barras que sua m e raspava para obter um p que era esfregado sobre a panela que ela queria arear Se voc pegar um pouco de sap leo e passar em uma superf cie de a o inoxid vel por exemplo o que acontecer Quanto mais grossos forem os gr os mais riscos ou marcas voc ter na superf cie certo Isso significa que o atrito desses gr ozinhos na verdade min sculos gr os de areia com a superf cie do metal retirou do a o uma camada invis vel de sua superf cie da a presen a dos riscos Esses gr ozinhos fazem parte de uma fam lia de materiais que t m essa capacidade ou seja retirar camadas de um material por meio do atrito Eles s o chamados de abrasivos Na mec nica as ferramentas de corte feitas de materiais abrasivos s o usadas para trabalhar todos os materiais e metais desde os mais macios at os mais duros imposs vel imaginar a ind stria mec nica sem as ferramentas abrasivas Os abrasivos de que elas s o fabricadas podem ser usados sob a forma de p s gr os soltos rebolos barras e placas de diferentes formas e dimens es 240 Nas opera es executadas com o aux lio desses materiais o atrito do abrasivo com a pe a retira qu
112. e se refere temperatura em que o material passa do estado s lido para o estado l quido Dentre os materiais met licos o ponto de fus o uma propriedade muito importante para determinar sua utiliza o O alum nio por exemplo se funde a 660 C enquanto que o cobre se funde a 1 084 C O ponto de ebuli o a temperatura em que o material passa do estado l quido para o estado gasoso O exemplo mais conhe cido de ponto de ebuli o o da gua que se transforma em vapor a 100 C Outra propriedade desse grupo a dilata o t rmica Essa propriedade faz com que os materiais em geral aumentem de tamanho quando a temperatura sobe Por causa dessa proprie dade as grandes estruturas de concreto como pr dios pontes e viadutos por exemplo s o constru dos com pequenos v os ou folgas entre as lajes para que elas possam se acomodar nos dias de muito calor O espa o que existe entre os trilhos dos trens tamb m tem essa finalidade Se voc segurar uma barra de metal por uma das pontas e colocar a outra ponta no fogo dentro de um certo tempo ela vai ficar t o quente que voc n o poder mais segur la Isso acon tece por causa da condutividade t rmica que a capacidade que determinados materiais t m de conduzir calor Todos os metais como j vimos nesta li o s o bons condutores 20 de eletricidade ou seja a condutividade el trica uma das propriedades que os metais t m Os fios el trico
113. e tem como propriedades a dureza a resist ncia mec nica a plasticidade e a condutividade t rmica e el trica E para que o material met lico seja considera do ferroso preciso que ele se constitua de uma liga de ferro com carbono e outros elementos como o sil cio o mangan s o f sforo o enxofre Quando a quantidade de carbono presente no metal ferroso fica entre 2 0 e 4 5 temos o ferro fundido Se a quantidade de carbono for menor do que 2 temos o a o O problema que a gente n o trope a em peda os de ferro fundido e a o a n o ser que v a um dep sito de ferro velho Na natureza o m ximo que se encontra o min rio de ferro que precisa ser processado para ser transformado em ferro fundido ou a o Vamos ver ent o que hist ria essa de min rio Bem os metais podem estar puros na natureza como o ouro e a platina ou sob a forma de minerais ou seja combina es de metais com outros elementos formando xidos sulfetos hidratos carbonatos xidos s o compostos constitu dos por um elemento qu mico qualquer ligado ao oxig nio Por exemplo AlOs alum nia Fe203 hematita 29 Sulfetos s o compostos constitu dos por um elemento qu mico qualquer ligado ao enxofre Por exemplo Cu S Hidratos s o compostos que cont m gua em sua estrutura CuSO 5H 0 Carbonatos s o compostos que apresentam o grupo CO em sua estrutura Por exemplo CaCO carbonato de c lcio Quando o mi
114. ecagem que pode ser natural ou artificial na qual grande parte da gua livre umidade superficial evaporada 6 Queima cuja temperatura definida em fun o da composi o qu mica da mistura e na qual o aumento de temperatura causa as seguintes rea es desidrata o calcina o de composi o qu mica pelo calor oxida o liga o de um e lemento qu mico com o oxig nio da atmosfera do forno e forma o de silicatos Estas rea es promovem transforma es que geram s lidos cristalinos e v treos n o cristalinos com a textura adequada para desenvolver as propriedades desejadas O conjunto dessas modifica es promovidas pelo calor chamado de sinteriza o Todo esse processo re presentado esquematicamente na ilustra o a seguir Obser ve 231 MOAGEM UMIDIFICA O CONFORMA O C mara de desaera o R sca sem fim Prensa SECAGEM Secagem Natural QUEIMA Secagem Artificial T nel Dep sito Transporte O que voc deve observar nesse processo a import ncia do calor para que o produto cer mico tenha garantidas as proprieda des que o caracterizam Isso muito importante Para parar e estudar Estude esta segunda parte da aula e fa a o exerc cio a seguir Exerc cio 3 Responda a Por que a queima t o importante no processo de fabri ca o de um produto cer mico b O que sinteriza o Motor de cer mica Como pode
115. ecnol gico tamb m inegavelmente um enorme gerador de problemas ambientais Cubat o est a para ningu m dizer que inven o ou exagero 98 Os impactos no ambiente acontecem nas v rias fases do proces so desde o transporte manuseio e prepara o da mat ria prima passando por sua transforma o em produtos finais at a desti na o que se d aos diversos res duos que resultam dessas v rias etapas de produ o Puxa A gente pensando que o Brasil estava virando um pa s desenvolvido e vem essa hist ria de polui o para estragar tudo mas ser desenvolvido tamb m preocupar se com o ambien te E pensar no ambiente que nos cerca mais do que um assunto da moda refletir sobre o ar que respiramos a gua que bebemos o alimento que comemos Porque tudo o que mexe com o ambiente mexe com essas coisas que est o diretamente ligadas a nossa sobreviv ncia Por isso nesta li o vamos falar sobre os impactos da ind stria sider rgica no ambiente Gostar amos que voc pensasse e conversasse sobre isso com seus colegas porque um assunto que afeta diretamente a qualidade de vida de todos n s Onde est a polui o Na apresenta o desta aula falamos sobre os diversos tipos de usinas sider rgicas que existem em nosso pa s S para recordar observe a ilustra o a seguir coqueria 2 fundi o de ferro fundido fundente sucatas de a o
116. eguir 5 Com rela o aos aditivos agregados s resinas pl sticas antes do processamento apresentam a baixo peso alta condutividade t rmica e el trica alta resist ncia corros o facilidade de conforma o alto coeficiente de atrito boa resist ncia s solu es salinas e cidas boa apar ncia 6 Resolva as seguintes quest es a b c d e Cite ao menos tr s subst ncias que s o acrescentadas a um pl stico para eliminar diminuir ou aumentar as propri edades desse material Descreva a fun o dos lubrificantes 1 estabilizantes 2 e retardadores de chama 3 que s o acrescentados aos pl sticos Por que as cargas s o incorporadas ao pl stico Quais s o as cargas usadas com mais frequ ncia O que s o pigmentos D exemplos O pl stico e o ambiente O pl stico tem muitas qualidades mas tamb m alguns defeitos baixa resist ncia mec nica e ao calor pouca estabilidade dimen sional alto coeficiente de dilata o dificuldade de ser reparado 207 quando danificado Seu maior defeito por m parece ser o fato de que a maioria dos pl sticos n o biodegrad vel ou seja a natureza com a luz e o calor do sol n o consegue transform lo em uma subst ncia que ela possa absorver O pl stico portanto n o desaparece como a madeira que quando apodrece absorvida pela terra Assim os objetos de pl stico que voc joga fora e que v o par
117. eira parte da aula e fa a o exerc cio a seguir Exerc cio 1 Escreva F na frente das senten as falsas e V na frente das senten as verdadeiras Depois corrija as falsas e reescreva as a O pl stico foi inventado por volta de 1870 mas s come ou a ser industrializado com sucesso em 1909 O pl stico surgiu de uma necessidade de mercado A qualidade do baquelite e suas in meras aplica es levaram a novas pesquisas que criaram pl sticos com propriedades cada vez melhores d A ind stria automobil stica eletroeletr nica de constru o civil e de material esportivo foram benefi ciadas pelas novas aplica es dos materiais pl sti cos O que o pl stico Se voc for ao dicion rio encontrar uma explica o mais ou menos parecida com esta pl stico todo o material que tem a propriedade de adquirir e conservar uma forma deter minada pela a o de uma for a exterior Por essa defini o uma grande variedade de materiais pode ser entendida como pl stico Assim por exemplo tanto uma por o de argila misturada quantidade adequada de gua quanto o a o aqueci do a uma temperatura em torno de 800 C s o materiais pl sticos Todavia quando nos referimos ao pl stico estamos falando de um grupo de materiais sint ticos que no processamento 198 aquecido e que na temperatura em que est pl stico amolece sem se tornar l quido podend
118. ela remo o progressiva de cavacos ou aparas de metal O atrito produzido entre o cavaco e a ferramenta afeta o acaba mento a quantidade de calor gerada e a energia consumida durante o processo de usinagem Foi constatado que cerca de 2 3 da pot ncia dispendida para realizar o trabalho se convertem em calor de deforma o e corte e o restante 1 3 se consome em vencer o atrito superficial da apara na ferramenta Observe que esse pequeno trecho tem duas palavras m gicas atrito e calor A evolu o da tecnologia dos materiais sempre ela fez surgir ligas de a o cada vez mais duras Isso gerou a necessidade de velocidades de corte cada vez maiores que por sua vez geram cada vez mais calor Entretanto isso s poss vel se as superf cies em contato durante a usinagem forem mantidas em temperaturas baixas a que entra o fluido de corte que qualquer fluido que diminua o calor gerado durante as opera es de usinagem Fique por dentro Em 1880 o norte americano F W Taylor descobriu que a veloci dade de corte para tornear o a o podia ser aumentada em mais de 35 se fosse usada a gua aplicada em forma de jato direta mente sobre a ferramenta como meio de resfriamento Disso surgem as principais fun es do fluido de corte 1 Resfriar a ponta da ferramenta o cavaco e a pe a 2 Lubrificar as superf cies em contato 3 Controlar o caldeamento 189 Outras fun es secund rias tamb m s o obtidas
119. ene e seguran a no trabalho um assunto sobre o qual cada trabalhador deve estar muito atento No exerc cio que preparamos voc vai apenas discutir esse assunto com seus colegas de trabalho com os colegas do Telecurso ou com seus amigos Exerc cio 2 O tema a seguir para voc discutir Em 11 de agosto de 1995 o jornal A Folha de S Paulo publicou uma mat ria sobre produ o de carv o vegetal usa do na fabrica o de ferro gusa Vamos reproduzir um trecho 104 As ind strias sider rgicas que produzem ferro gusa em Minas Gerais s o as principais benefici rias da explora o irregular de m o de obra nas carvoarias do norte do estado Na lti ma semana uma equipe de fiscaliza o do Minist rio do Tra balho autuou nove sider rgicas e 11 empreiteiros de m o de obra por desrespeito a leis trabalhistas na produ o de carv o vegetal utilizado no processo de redu o do ferro gusa Uma das irregularidades constatadas foi a explora o de m o de obra infantil nos fornos em que toras de madeira s o trans formadas em carv o Tamb m foram encontrados carvoei ros sem m scaras luvas e outros equipamentos de prote o Responda a Quais foram as irregularidades constadas pelos fiscais b Com base no que voc estudou nesta aula comente a not cia sob o ponto de vista da agress o ao ambiente e das condi es de trabalho dos carvoeiros 105 Todos os dias fazemos uma por o de pequenas coisas
120. entam elevada dureza resist ncia ao desgaste deforma o pl stica e alta estabilidade qu mica Atualmente esses materiais representam cerca de 4 a 5 do material usado nas pontas das ferramentas para o corte de metais S o usadas na ind stria automobil stica principalmente para a usinagem em alta velocidade de ferro fundido cinzento na produ o de tambores e discos de freio e volantes S o usadas tamb m para a usinagem em alta velocidade de superligas de ferro fundido especial e a os de alta resist ncia No que diz respeito ind stria automobil stica os materiais cer mi cos t m sido alvo de grande interesse Muito dinheiro tem sido investido no desenvolvimento de componentes de motores feitos de materiais cer micos As vantagens s o ineg veis redu o de volume e peso 25 menos pesado que um motor de metal dispensa refrigera o porque pode trabalhar a temperaturas de at 800 C apresenta melhor aproveitamento do combust vel e maior efici ncia do motor em termos de pot ncia n o causa polui o Essas vantagens decorrentes das excelentes propriedades das cer micas avan adas abrem um amplo campo de aplica es para a fabrica o de blocos de motores virabrequins v lvulas pist es cilindros cabe otes sistemas de exaust o c maras de pr combust o mancais cabe as de pist es Todavia parece que um dos problemas mais cr ticos a serem contornados o controle da toler ncia nos compone
121. es instala es criog nicas componentes de torres de resfriamento engrenagens e ferramen tas para a conforma o de pl sticos hastes e h lices navais buchas e pe as resistentes corros o O bronze ao sil cio com at 4 de sil cio Si apresenta alta resist ncia ruptura e alta tenacidade Essa liga usada na fabrica o de pe as para a ind stria naval pregos parafusos tanques para gua quente tubos para trocadores de calor e caldeiras O bronze ao ber lio geralmente cont m at 2 de ber lio Be uma liga que tem alta resist ncia corros o e fadiga relativa mente alta condutividade el trica e alta dureza conservando a tenacidade Essas caracter sticas s o adquiridas ap s o trata mento t rmico Por sua alta resist ncia mec nica e propriedades antifaiscantes essa liga especialmente indicada para equipa mentos de soldagem e ferramentas el tricas n o faiscantes Para parar e estudar 150 Parece que voc j tem informa es suficientes para dar uma parada e estudar um pouco Para isso use os exerc cios a seguir Exerc cio 1 Registre os n meros da coluna B nos espa os pr prios da coluna A fazendo corresponder a aplica o com sua respec tiva liga Coluna A Coluna B a Bronze com at 1 Parafusos engrenagens para trabalho pe 10 de estanho sado mancais eletrodos para soldagem b Bronze fosforoso 2 Equipamentos de soldagem c Bronze de al
122. eservas minerais que fornecessem a mat ria prima para a obten o do material Dominar um territ rio que possu sse esse tipo de riqueza era pois ter poder Dizem at que as famosas minas do Rei Salom o um importante e poderoso rei tamb m citado na B blia eram minas de cobre 138 Com essas hist rias que acabamos de contar provavelmente voc deve estar muito curioso para saber mais sobre o cobre Fique ligado ent o porque esse o assunto da nossa aula Propriedades do cobre e algumas aplica es Por que ser que o cobre foi o primeiro metal que o homem utilizou Provavelmente as cores do min rio devem ter sido o detalhe que chamou a aten o dos nossos antepassados pr hist ricos Acostumados a trabalhar com a pedra para fazer seus instrumen tos eles devem ter imaginado que aquilo tamb m era uma pedra s que mais bonita E come aram a bater nela com suas ferra mentas Nesse momento descobriram que havia alguma coisa de diferente na pedra Perceberam por exemplo que aquilo era mais mole e muito mais f cil de trabalhar que as pedras que conheciam Viram tamb m que n o lascava e que quanto mais batiam na pedra mais dura ela ficava Inicialmente por causa da cor e da possibilidade de trabalhar o metal a frio o homem deve ter usado o cobre principalmente para fazer objetos de adorno brincos colares pulseiras Depois percebendo as enormes possibilidades do material passou a fabricar o
123. estruturais de naves a altas temperaturas resist ncia supers nicas corros o Molibid nio e n quel Resist ncia corros o em Tanques e tubula es em salmoura a altas temperaturas e ind strias qu micas Pal dio em meios oxidantes redutores A ilustra o a seguir mostra como as ligas met licas que estuda mos at agora est o presentes na constru o de um avi o por exemplo Ligas de a o 1 Arcos que sustentam a fuselagem 2 Jun o asa fuselagem 3 Arcos dos flaps 4 Sustenta o das g ndolas dos motores Ligas leves Caixilho das vidra as da cabine dos pilotos Longarinas de sustenta o da cabine dos pilotos Caixilho da porta Revestimento dos tanques de combust vel Estrutura do leme e dos estabilizadores do leme LON a Ligas leves em chapas 10 Nariz protetor do radar 11 Partes da fuselagem 12 Diafragma de separa o entre a fuselagem e o cone da cauda Ligas de tit nio 13 Partes das g ndolas dos motores 14 Sa das das descargas dos motores Para parar e estudar Antes de continuar estude mais este trecho da li o e fa a os exerc cios a seguir 94 Exerc cios 7 Responda a Qual a propriedade mais importante do tit nio b Quais s o as qualidades que tornam o tit nio ideal para a fabrica o de pr teses a serem implantadas no corpo hu mano c que as tornam resistentes corros o d Quais s o os elementos adicionados
124. etal original Isso traz uma enorme economia para os pa ses que aproveitam essa sucata Por isso pense duas vezes antes de jogar a latinha de cerveja no lixo Se voc junt las e vend las estar ajudando na reciclagem do lixo ganhando dinheiro e ajudando o pa s a economizar energia e proteger o ambiente Esta aula termina por aqui Deixamos o assunto sobre preserva o do meio ambiente para o fim para que voc possa refletir bastante e falar com seus amigos sobre ele Procure ler mais sobre o assunto porque ele muito importante Avalie o que voc aprendeu Nesta parte da aula vamos desafiar voc a mostrar o que apren deu sobre o que acabamos de ensinar Releia toda a aula e fa a o teste a seguir 121 Exerc cios 3 Complete a O alum nio puro bom condutor de e de T e tem grande resist ncia b A leveza do alum nio indica sua utiliza o na fabrica o de coa a A A E E E c O que tornou poss vel a obten o do alum nio foi um processo de decomposi o chamado d O min rio do qual se extrai o alum nio se chama e A propor o de alumina ou hidr xido de alum nio hidrata do na bauxita fica entre si e f Para dissolver e retirar as impurezas da bauxita mistura se a bauxita mo da com uma solu o de g A alumina hidratada obtida colocando se o em UM iriri sinki uitis h Para retirar a gua quimicament
125. eza que muito importante para a utiliza o na Mec nica 226 Isso permite que os produtos de cer mica sejam usados tanto para a lou a dom stica quanto para a constru o civil como material refrat rio de altos fornos e ferramentas de corte em m quinas ferramentas E quais s o as mat rias primas que ap s o processamento adequado adquirem essas propriedades Primeiro preciso esclarecer que isso depende do uso que o produto vai ter Assim se voc quiser fabricar lou a dom stica material sanit rio ou material de laborat rio para a ind stria qu mica por exemplo ter que usar argila caulim quartzo e feldspato misturados em diferentes propor es e queimados em tempera turas entre 1 000 C e 1 300 C de acordo com o produto a ser fabricado Se for necess ria a fabrica o de um material refrat rio voc ter de usar argilas refrat rias caulim di sporo bauxita cianita silimanita corindon quartzito etc nas propor es adequadas e queimados a temperaturas entre 1 400 C e 1 700 C Se voc quiser ainda cer micas para usos muito especiais chamadas de cer micas avan adas ter que utilizar mat rias primas sint ticas como o nitreto c bico de boro a alumina a zirc nia ou o carbeto de sil cio de alta pureza obtidas sob condi es controladas para produzir por exemplo materiais para ferramentas de corte 227 O quadro a seguir foi organizado para voc ter uma vis
126. ferro que medem en tre 10 e 30 mm J que o min rio de ferro no Brasil se a presenta em peda os de 10 mm ou menores o que feito para se utilizar esse tipo de min rio em nossas sider rgi cas Quais s o os combust veis usados no alto forno para a produ o de ferro gusa Quais as qualidades que o coque deve ter para dar um bom rendimento como combust vel Escreva na frente de cada elemento citado sua fun o ou fun es no processo de produ o do ferro gusa 1 Min rio de ferro eee qarwRnN O D lt adj O lt D to D e D 36 Introdu o Voc j parou para imaginar um mundo sem coisas simples como facas agulhas de costura chaves fechaduras alfinetes l minas de barbear Pois n o faz muito tempo na verdade cerca de 500 anos o que n o muito se comparado com a hist ria da humanidade esses objetos eram considerados artigos de luxo Isso acontecia porque o homem usava processos de beneficia mento rudimentares para a produ o do ferro Por n o ter os conhecimentos tecnol gicos necess rios ele n o sabia como obter temperaturas de processamento mais altas como controlar a quantidade de carbono no ferro e como fazer o ferro sair l quido do forno Desse modo ele s conseguia produzir pequenas quantidades a cada dia Nossa aula vai contar para voc como o homem conseguiu aumentar a produtividade melhorar a qualidade e ampliar a oferta de produtos fabrica
127. foi industrializado com sucesso em 1909 Estamos falando de uma enorme fam lia a fam lia do pl stico Inventado a partir de uma necessidade de mercado o pl stico surgiu de uma tentativa de substituir um material natural Depois de uma lenta evolu o at a Segunda Guerra Mundial tornou se a mat ria prima essencial de in meros produtos antigos e novos Assim a cada necessidade logo sai dos laborat rios de pesquisa um material sint tico mais vers til mais uniforme e mais econ mico Vamos ent o nesta aula estudar um pouquinho da hist ria do pl stico Vamos ter tamb m informa es sobre sua estrutura qu mica caracter sticas fabrica o e aplica es E finalmente vamos comentar o impacto desse material no meio ambiente e gostar amos que voc refletisse e discutisse com seus amigos sobre isso 195 Um pouco de hist ria Durante milhares de anos o homem aproveitou os materiais que ele via na natureza Alguns desses materiais como a madeira e a pedra ele trabalhava do jeito que estavam Outros como os metais ele foi descobrindo pouco a pouco e na maioria das vezes por acaso E ent o o homem percebeu que podia modifi car fundir adicionar elementos formar ligas e refinar O pl stico o nico material que foi realmente inventado Os autores pesquisados apresentam datas diferentes para sua inven o 1863 1864 1868 1870 Mas em um aspecto todos concordam o pl stico surgiu da procura por
128. gumas t m cat logos com mais informa es outras os produ zem com menos detalhes Tudo depende do objetivo que a empresa quer alcan ar com essas informa es e do tipo de produto fabricado Existem produtos t o simples que o pr prio consumidor n o tem necessidade de muita informa o Recordar aprender Como voc j estudou no M dulo sobre Normaliza o a ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas respons vel pelas normas t cnicas vigentes no Brasil Todos os pa ses t m organi za es parecidas com esta Alguns por serem mais industrializa dos e mais desenvolvidos t m suas normas conhecidas e usadas mundialmente o caso da Alemanha DIN dos Estados Unidos SAE ASI ASTM da Inglaterra BSI da Fran a AFNOR e do Jap o JIS Existem tamb m organiza es internacionais que procuram unificar as v rias normas o caso da ISO que tem um papel muito importante na garantia da qualidade dos produtos nos mercados globalizados 94 N o se esque a por m de que essas informa es para serem verdadeiramente teis precisam de um conhecimento anterior que o que estamos tentando dar a voc neste livro S quem domina o vocabul rio t cnico tem condi es de aprovei tar as informa es de um cat logo Vamos refor ar tamb m o fato de que os cat logos servem como fonte de informa o sobre qualquer tipo de produto ou material inclusive os que ainda vamos estudar nas pr ximas au
129. gusa l quido e essa regi o de contato chamada de zona de impacto Na zona de impacto a rea o de oxida o muito intensa e a temperatura chega a atingir entre 2 500 e 3 000 C Isso provoca uma grande agita o do banho o que acelera as rea es de oxida o no gusa l quido Nesse conversor a contamina o do a o por nitrog nio muito pequena porque se usa oxig nio puro Isso um fator importante para os a os que passar o por pro cesso de soldagem por exemplo pois esse tipo de contamina o causa defeitos na solda lan a de oxig nio zona de impacto rea o do oxig nio O uso de conversores tem uma s rie de vantagens alta capaci dade de produ o dimens es relativamente pequenas simplici dade de opera o e o fato de as altas temperaturas n o serem 54 geradas pela queima de combust vel mas pelo calor que se desprende no processo de oxida o dos elementos que constitu em a carga de gusa l quido Por outro lado as desvantagens s o impossibilidade de trabalhar com sucata perda de metal por queima dificuldade de controlar o processo com respeito quantidade de carbono presen a de consider vel quantidade de xido de ferro e de gases que devem ser removidos durante o vazamento Vazamento a opera o de descarga do a o do conversor Dos conversores saem a os usados na fabrica o de chapas tubos soldados perfis laminados arames Bem j temos bastante inform
130. has brancas Os tomos de carbono por sua vez s o representados por bolinhas pretas Essas uni es entre os tomos implicam intensas for as de atra o at mica respons veis por propriedades importantes dos materiais como o ponto de fus o e a resist ncia mec nica Guarde essas informa es porque elas s o muito importantes Este curso feito de tal modo que as informa es s o divididas em pequenos blocos que voc vai aprendendo e juntando na cabe a at formar uma grande rede de conhecimento Ent o vamos dar uma paradinha para estudar For as de atra o at mica S o as for as de atra o e repuls o entre part culas carregadas eletricamente Em um material s lido na temperatura ambiente as for as de atra o predominam e os tomos se organizam de acordo com uma configura o fixa Para parar e estudar Quando a gente estuda principalmente sozinho muito impor tante n o deixar informa es para tr s Por isso releia com aten o a primeira parte desta aula Anote o que voc achar importante estude suas anota es e fa a os exerc cios a seguir Exerc cios 1 Responda s seguintes perguntas a Qual foi a hip tese que Dem crito levantou sobre a mat ria b Atualmente o que a teoria qu mica diz sobre os tomos c Como o comportamento dos el trons d O que uma camada de val ncia e Quantos el trons deve ter a camada de val ncia para que o tomo seja consider
131. ia ao choque t rmico capacidade de lubrifica o elevado ponto de fus o elevada condutivida de t rmica Alta resist ncia compress o deforma o pl stica e ao desgaste alta dureza e grande estabilidade qu mica Aplica o Propriedades Capacitores geradores de fa sca semiconduto res eletr litos s lidos ferritas m s varistores e termistores Suportes de catalisado res sensores de gases eletr litos s lidos L mpada de descarga el trica de vapor de s dio mem rias ticas cabos ticos diodo emissor de luz polariza dores Radiadores de infra vermelho isolantes t rmicos refrat rios eletrodos de zirc nia ytria para controle de oxig nio na fabrica o do a o Implantes para substituir dentes ossos juntas Materiais para blinda gem revestimento de reatores Ferramentas de corte esferas e cilindros para moagem bicos de ma aricos acendedores para caldeiras p s de turbina para alta veloci dade an is de veda o de bombas d gua rotores Pontas de ferramentas de corte e furadeiras pastilhas de freio Esse quadro resume bem as utiliza es das cer micas avan adas Mas vamos nos deter um pouco mais nas possibilidades de aplica o que esses materiais trazem para a ind stria mec nica Nos ltimos quinze anos houve um grande avan o no desenvolvi 234 mento de materiais cer micos para ferramentas Esses materiais apres
132. igas de cobre s o classificadas em dois grandes grupos ligas d cteis ou para conforma o e ligas para fundi o Dentro dessas duas classifica es elas ainda s o designadas de acordo com sua composi o qu mica A norma brasileira onde isso est estabelecido a NBR 7554 que baseada na norma da ASTM do ingl s American Society for Testing and Materials que quer dizer Sociedade Americana para Testes e Materiais dos Estados Unidos De acordo com essas classifica es as ligas d cteis s o designadas da seguinte maneira Liga Designa o C 1XXXX Cobre puro e ligas com alto teor de cobre C 2XXXX Cobre zinco Lat es C 3XXXX Cobre zinco chumbo Lat es com chumbo C 4XXXX Cobre zinco estanho Lat es especiais com estanho C 5XXXX Cobre estanho Bronzes C 6XXXX Cobre alum nio cobre sil cio Bronzes de alum nio bronze de cobre zinco especiais sil cio Lat es especiais C 7XXXX Cobre n quel ou cobre n quel zinco Alpacas Como voc p de observar na tabela as ligas s o identificadas pela letra C seguida de cinco algarismos O primeiro ou os dois primeiros algarismos indicam a classe do material e os dois ltimos referem se identifica o desse material Vamos ver um exemplo para que isso fique mais claro 156 Imagine que voc tem a liga C 22000 Esse c digo indica que uma liga de cobre e zinco conhecida popularmente como lat o Simples n o Vamos ver agora como
133. ima do Brasil o ponto de fluidez s importante no emprego de lubrificantes para m quinas frigor ficas O ponto de gota de graxa a temperatura na qual uma graxa passa do estado s lido ou semi s lido para o estado l quido Esse dado permite comparar graxas entre si relacionando o ponto de gota temperatura de trabalho Para parar e estudar Esta parte da aula apresentou informa es importantes Leia a novamente e fa a os exerc cios a seguir Exerc cio 3 Fa a corresponder os dados da coluna A com as caracter sti cas da coluna B Coluna A Coluna B a Viscosidade 1 Temperatura em que a graxa passa do estado b Consist ncia de s lido ou semi s lido para o estado l quido graxa 2 Temperatura na qual o vapor desprendido do c Ponto de fulgor leo aquecido se inflama em contato com uma d Ponto de com chama bust o 3 Temperatura m nima na qual o leo ainda e Ponto de fluidez escoa f Pontodegotade 4 Caracter stica da graxa que corresponde graxa viscosidade do leo lubrificante 5 Temperatura na qual o vapor do leo uma vez inflamado continua a queimar por mais cinco segundos no m nimo 6 Resist ncia de um fluido ao escoamento 183 leo e graxa Qual a diferen a J vimos que o atrito pode ser um grande inimigo dos conjuntos mec nicos J vimos tamb m que ele n o pode ser evitado e que o melhor modo de diminu lo usando lubrificantes por esse moti
134. imo 2 e elementos residuais ou seja elementos que ficam no material met lico ap s o processo de fabrica o Dentro do a o o carbono juntando se com o ferro forma um composto chamado carbeto de ferro FesC uma subst ncia muito dura Isso d dureza ao a o aumentando sua resist ncia mec nica Por outro lado diminui sua ductilidade sua resist ncia ao choque e soldabilidade e torna o dif cil de trabalhar por conforma o mec nica Esse tipo de a o constitui a mais impor tante categoria de materiais met licos usada na constru o de m quinas equipamentos estruturas ve culos e componentes dos mais diversos tipos para os mais diferentes sistemas mec nicos As impurezas como o mangan s o sil cio o f sforo o enxofre e o alum nio fazem parte das mat rias primas usadas no processo de produ o do a o Elas podem estar presentes no min rio ou ser adicionadas para provocar alguma rea o qu mica desej vel como a desoxida o por exemplo Elemento de liga elemento met lico ou n o que adicionado a um metal chamado de metal base de tal maneira que melhora alguma propriedade desse metal base Por exemplo adicionando 65 quantidades adequadas de estanho ao cobre obt m se o bronze que mais duro que o cobre Por mais controlado que seja o processo de fabrica o do a o imposs vel produzi lo sem essas impurezas E elas de certa forma t m influ ncia sobre as propriedades de
135. impaciente Voc tira um cigarro do ma o risca um f sforo e d uma longa tragada e o nibus chega Voc que est lendo esta aula deve estar se perguntando o que o motor do carro do vizinho as dobradi as rangendo o calor gerado quando voc esfrega uma m o na outra e a chama do f sforo t m a ver com a Mec nica Bem usamos esta historinha para mostrar que o atrito gera no m nimo um ru do irritante e calor E isso p ssimo para qualquer conjunto mec nico 177 Esta aula vai ensinar a voc o que o atrito os problemas causados por ele e o que voc pode fazer para diminu los Por isso voc vai estudar os lubrificantes usados na lubrifica o de m quinas e equipamentos os fluidos de corte empregados na usinagem o que s o e para que servem Fique ligado O assunto muito importante O atrito em a o Na apresenta o desta aula foram mostradas quatro situa es o motor fundido as dobradi as rangendo e o calor gerado quando a gente esfrega uma m o na outra ou riscamos um f sforo Tudo isso acontece por causa do atrito E o que o atrito Os livros de F sica dizem que o atrito o resultado da intera o entre as superf cies de corpos que est o em contato entre si e em movimento relativo Complicado n o Vamos traduzir Isto quer dizer que o atrito o resultado do contato entre duas superf cies movendo se uma em rela o a outra Na verdade a resist ncia a esse movimento q
136. ir resinas pl sticas em quantidades comercialmente vi veis Em vez de retardar a rea o de polimeriza o Baekeland apressou a Em uma autoclave e a uma temperatura de 200 C ele obteve uma massa esf rica cor de mbar cuja superf cie era uma impress o exata do fundo do recipiente incluindo as cabe as dos parafusos Estava inventada a baquelite o primeiro pl stico sint tico Autoclave um aparelho usado para esterilizar instrumentos por meio de vapor a alta press o e temperatura O sucesso desse material e suas in meras aplica es levou a pesquisas sistem ticas sobre os pl sticos e consequentemente a novas descobertas que levam a novas utiliza es O emprego de computadores na pesquisa e desenvolvimento de novos produtos aliado ao avan o na tecnologia dos materiais criam pl sticos com propriedades f sicas cada vez melhores Assim a cada dia as ind strias automobil stica de constru o civil de aparelhos eletroeletr nicos de computadores pessoais e de material esportivo apresentam novas utiliza es para novos materiais pl sticos Mas exatamente o que o pl stico Nesta primeira parte da aula voc leu palavras talvez estranhas como fenol formalde do polimeriza o Elas fazem parte da resposta por m n o s o toda 197 a resposta Passe para a pr xima parte da aula na qual tentare mos resolver este enigma Antes de parar e estudar Antes de continuar releia a prim
137. is duros macios at os mais duros macios c Os abrasivos podem ser usados sob a forma de p s peda os gr os soltos rebolos barras e placas de dife rentes formatos esp cies e tamanhos d Dependendo do tipo de trabalho a ser executado quanto mais fino grosso for o gr o abrasivo mais material ser retirado Inversamente quanto mais fino grosso for o gr o mais fino e polido ser o acabamento O que usar como abrasivo Provavelmente o homem usa abrasivos desde que come ou a usar metais e pedras preciosas para fazer j ias e se enfeitar Para polir as pedras preciosas os joalheiros usavam p de diamante esmeril e areia de tr pole Talvez ele usasse tamb m areia bem fina que misturada com algum aglomerante formava uma pasta para polir os metais das j ias que fabricava Hoje em dia os abrasivos naturais compreendem basicamente materiais de origem cer mica como o corindon o quartzo e a s lica al m do diamante que n o um material cer mico O corindon na verdade um xido de alum nio Al203 com 90 de pureza o mais conhecido abrasivo natural A presen a de impurezas piora suas propriedades O diamante por sua vez o mais duro dos abrasivos naturais sendo usado para afiar ferra mentas desgastadas O uso dos diamantes artificiais tamb m est cada vez mais comum para o mesmo tipo de aplica o Os abrasivos sint ticos tamb m s o de origem cer mica S o eles o eletroc
138. is duro ainda e por isso mais fr gil a frio Isso quer dizer que a pe a de a o com valores indesej veis de f sforo pode quebrar facilmente quando usada em temperatura ambiente Um teor de f sforo em torno de 0 04 faz o a o se romper se for deformado a quente porque forma um composto que se funde a uma tempe ratura muito menor 1 000 C que a do ferro 1 500 C Em a os 66 de baixo teor de carbono por outro lado seu efeito nocivo menor pois nesse caso o f sforo auxilia no aumento da dureza e tamb m aumenta a resist ncia tra o a resist ncia corros o e a usinabilidade O enxofre uma impureza muito dif cil de ser eliminada No a o ele pode se combinar com o ferro e formar o sulfeto ferroso FeS que faz o a o se romper com facilidade ao ser laminado forjado ou vergado em temperaturas acima de 1 000 C Assim o teor m ximo de enxofre permitido de 0 05 Sabendo que o enxofre se combina melhor com o mangan s do que com o ferro os profissionais que entendem de metalurgia colocam no a o uma quantidade de mangan s duas vezes maior do que a de enxofre porque ele vai preferir se combinar com o mangan s Com isso forma se o sulfeto de mangan s MnS que se solidifica em n veis de temperatura semelhantes aos do a o Por isso sua presen a no a o n o t o nociva Lingote uma barra de metal fundido O sil cio acrescentado ao metal l quido para auxiliar na deso xida o e
139. isa fabricar um produto que tenha aplica es especiais como por exemplo recipientes para a ind stria qu mi ca que devem ser resistentes aos ataques de produtos qu micos certamente o a o que voc usar tamb m ter que ter caracter s ticas especiais Isso obtido com o aux lio dos tratamentos t rmicos e dos elementos de liga Os tratamentos t rmicos vamos estudar juntos em um m dulo especial Os elementos de liga vamos estudar na pr xima parte desta li o Aguarde Para parar e estudar Ufa Desta vez voc tem mesmo bastante coisa para estudar O bom desta aula que voc pode parar voltar e recome ar quantas vezes quiser Por isso v com calma L pis e caderno na m o para as anota es e m os obra Exerc cios 1 Preencha as lacunas com a alternativa que completa correta mente cada frase a seguir a O homem descobriu que o bronze uma mistura de GR o R era muito melhor do que o cobre puro 1 Zinco e estanho 2 cobre e estanho 68 b c d e 3 cobre e zinco 4 chumbo e cobre A mistura completa entre dois metais ocorre gra as liga GaC ENTS GS nu punues dos metais neutros 2 pr tons 3 tomos 4 ons negativos O que d dureza ao a o e aumenta sua resist ncia mec nica um composto chamado 1 sulfeto de ferro 2 sulfeto de mangan s 3 xido de ferro 4
140. kgf mm de resist ncia tra o O ferro fundido nodular designado por um conjunto de duas letras e um n mero de cinco d gitos no qual os tr s primeiros algarismos indicam a resist ncia tra o em MPa e os dois ltimos a porcentagem de alongamento Segundo a norma NBR 6916 o ferro fundido nodular classificado nos seguintes tipos FE 38017 FE 42012 FE 50007 FE 60003 FE 70002 FE 80002 Isso significa que um ferro fundido FE 50007 um ferro fundido nodular com 500 MPa de resist ncia tra o e com 7 0 de alongamento m nimo O ferro fundido male vel de n cleo preto normalizado pela NBR 6590 Sua designa o composta por tr s letras e cinco d gitos dos quais os tr s primeiros indicam a resist ncia tra o em 91 MPa e os dois ltimos indicam a porcentagem de alongamento FMP 30006 FMP 35012 FMP 45007 FMP 50005 FMP 55005 FMP 65003 FMP 70002 Assim um ferro fundido FMP 55005 um ferro fundido male vel de n cleo preto com 550 de limite de resist ncia tra o e 5 de porcentagem m nima de alongamento Os ferros fundidos male veis de n cleo branco s o normalizados pela NBR 6914 e s o designados por um conjunto de quatro letras e cinco d gitos seguindo o mesmo crit rio dos ferros fundidos male veis de n cleo preto FMBS 38012 Para parar e estudar A normaliza o n o uma coisa complicada Basta aprender o princ pio porque funciona tudo sempre mais o
141. l dos elementos Esse trabalho deu origem tabela peri dica que hoje conhecemos Ele permitiu prever as propriedades e descobrir elementos que Demitir e cientistas de sua poca ainda n o conheciam Fique por dentro A tabela peri dica re ne em grupos elementos que t m proprie dades qu micas e f sicas mec nicas magn ticas e el tricas semelhantes Conhecer as leis que comandam essas part culas permite pois explicar porque alguns materiais s o mais resistentes ou mais fr geis que outros E o que voc precisa saber sobre isso Em primeiro lugar que tudo o que existe composto de tomos E que os tomos s o formados de v rias part culas e que aquelas que mais nos interessam s o os pr tons os el trons e os neutros A teoria diz que no tomo existe um n cleo formado pelos pr tons e pelos neutros Por conven o os pr tons s o part culas com cargas positivas e os neutros part culas est veis que t m pouca influ ncia sobre as propriedades f sicas e qu micas mais comuns dos elementos Os el trons carregados negativamente giram em rbitas em volta desse n cleo De acordo com esse modelo as rbitas s o arrumadas em at sete camadas das quais a ltima chamada de camada de val ncia Para que um tomo seja est vel ele deve ter 8 el trons nessa camada Fique por dentro O h lio tem apenas dois el trons em sua camada de val ncia Acontece que somente poucos tomos os dos ch
142. l e male vel o cobre ficava mais duro quando martelado com outra ferramenta Descobriu tamb m que era f cil sold lo com ele mesmo e que assim era poss vel construir ferramentas mais 26 complexas Al m disso o cobre liga se facilmente a outros metais Assim naturalmente e embora tamb m por acaso o homem descobriu a primeira liga que continha como base o cobre e ao qual se acrescentava ars nico Parece que um ca ador distra do fundiu sem querer na fogueira do seu acampamento esses dois materi ais que estavam ali juntos no ch o O resultado foi um metal muito mais duro e resistente do que o cobre puro O homem percebeu isso e passou a preferir essa liga ao metal puro Mais tarde ele substituiu o ars nico pelo estanho que apesar de mais raro e dif cil de ser obtido era mais seguro para ser trabalhado Estava descoberto o bronze Apesar de ser o quarto elemento mais abundante existente na crosta terrestre 5 01 e de existir em quantidades muito maiores que o cobre s 0 01 o ferro s come ou a ser usado muito depois por volta de 3500 a C devido s dificuldades de processamento O homem da Antiguidade conhecia esse metal como o Metal do C u ou o Metal das Estrelas talvez porque o ferro que ele usava naquela poca fosse retirado de meteoritos Esse homem trabalhava o ferro por uma t cnica chamada forja mento na qual o metal aquecido at ficar incandescente ou seja at ficar vermelho e
143. las Com esta aula a gente termina o estudo dos materiais ferrosos Quer dizer s o estudo Porque o assunto n o tem fim Por isso procure sempre ler mais livros revistas cat logos No come o dif cil mas depois voc pega o jeito e a ningu m mais vai segur lo Na pr xima aula vamos estudar um pouco sobre o impacto que a produ o de metais ferrosos causa ao ambiente um assunto sobre o qual devemos pensar com carinho Por enquanto estude e fa a os exerc cios a seguir Para parar e estudar Cat logo a gente aprende a usar manuseando Como n o poss vel fornecer um cat logo para cada estudante do Telecurso 2000 Profissionalizante vamos fazer um exerc cio com informa es retiradas de um cat logo de fabricante de ferro fundido Mas voc que esperto vai ficar de olho e procurar arranjar alguns para saber como eles s o Um lugar onde se consegue isso em feiras t cnicas do tipo Feira de Mec nica de M quinas e de Equipamentos Visite uma voc vai gostar 95 Exerc cio 5 A seguir voc tem a reprodu o de uma p gina de cat logo Estude os dados presentes nela e diga que tipo de informa es esses dados est o fornecendo FERRO FUNDIDO MALE VEL PRETO MATERIAIS ABNT CLASSES CORRESPONDENTES EM NORMAS DE PROPRIEDADES MEC NICAS 1 t OUTRAS ENTIDADES Limite de Limitede Alongamento Dureza Resist Tra o Escoamento em 3d min Brineil m nima em 0 2
144. lativamente pequena de viscosidade em fun o da temperatura J um lubrificante com baixo ndice apresenta grande varia o de viscosidade em rela o a uma pequena varia o de temperatura Dica tecnol gica A viscosidade dos leos pode ser classificada de outra forma a classifica o SAE que se refere viscosidade de leos para motores de combust o interna e engrenagens automotivas A consist ncia de graxa a caracter stica da graxa que corres ponde viscosidade do leo lubrificante Ela traduz a resist ncia de uma graxa deforma o pl stica O ponto de fulgor a temperatura na qual o vapor desprendido pelo leo aquecido se inflama momentaneamente em contato com uma chama Esse dado muito importante pois permite avaliar as temperaturas de servi o que um leo lubrificante pode suportar com absoluta seguran a leos com ponto de fulgor inferior a 150 C n o devem ser empregados para fins de lubrifica o O ponto de combust o a temperatura na qual o vapor do leo uma vez inflamado continua a queimar por mais cinco segundos no m nimo Essa temperatura 22 C a 28 C mais alta que a do ponto de fulgor 182 O ponto de fluidez a temperatura m nima na qual o leo ainda flui uma caracter stica muito importante para se determinar o lubrificante adequado para ser usado em locais muito frios Praticamente todos os leos lubrificantes possuem pontos de fluidez abaixo de 0 C No cl
145. lete as afirmativas com a alternativa correta a A quantidade de calor o acabamento e a energia consu mida durante o processo de usinagem s o afetadas prin cipalmente por 1 rota o da pe a 2 velocidade de corte 3 atrito produzido b Durante as opera es de usinagem consegue se diminuir o calor gerado pelo atrito da ferramenta com o material usando se 1 Fluido de corte 2 Ar refrigerado 3 Fluido universal c Para a escolha do fluido de corte a ser usado durante a usinagem preciso considerar al m do tipo de opera o tamb m e principalmente 1 o equipamento a ser utilizado 2 a previs o do tempo de usinagem 3 o material e a ferramenta a ser usada 192 7 Fa a a correspond ncia entre o fluido de corte e as fun es que eles exercem na opera o de usinagem Fluido de corte a b c d e Fluido de corte refrigerante leos minerais leos sol veis comuns e Eps Fluido de corte lubrificante leos sulfurados e clorado Avalie o que voc aprendeu Composi o ou fun o 1 Formado por leos minerais animais e vegetais empregado na fresagem no rosqueamento e no brochamento quando a lubrifica o mais importante que o resfriamento Composto por leos minerais com aditivos contendo enxofre f sforo ou cloro Abrange o maior n mero de aplica es leos sol veis cuja principal fun o a refrige ra o leo
146. lugar onde o gusa l quido depositado A esc ria conjunto de impurezas que devem ser separadas do gusa que se forma durante o processo flutua sobre o ferro que mais pesado No cadinho h dois furos o furo de corrida aberto de tempos em tempos para que o ferro l quido escoe e o furo para o escoamento da esc ria Como a esc ria flutua o furo para seu 42 escoamento fica acima do furo de corrida Assim sobra espa o para que uma quantidade razo vel de ferro seja acumulada entre as corridas cadinho Na rampa acontecem a combust o e a fus o Para facilitar esses processos entre o cadinho e a rampa ficam as ventaneiras que s o furos distribu dos uniformemente por onde o ar pr aquecido soprado sob press o A cuba ocupa mais ou menos dois ter os da altura total do alto forno nela que colocada alternadamente e em camadas sucessivas a carga composta de min rio de ferro carv o e os fundentes cal calc rio Acredite se quiser Um alto forno pode funcionar sem parar durante anos O Alto forno 1 da CSN funcionou ininterruptamente de 9 de janeiro de 1946 at 20 de janeiro de 1992 Mas o que ser que acontece l dentro do alto forno Bem isso n s s vamos contar na pr xima parte da li o Quando a gente estuda bom estar descansado e ir devagar Por isso vamos a nossa primeira parada para que voc n o fique confuso com tanta informa o Releia a primeira parte da aula fa
147. lum nio b Em que ano o processo de produ o do alum nio tornou esse metal economicamente vi vel c Em que princ pio se baseou o processo de produ o do alum nio e que se mant m at hoje d Diga as caracter sticas que levaram utiliza o do alum nio como material preferido na fabrica o dos seguintes produtos 1 Esquadrias para pr dios industriais e residenciais 111 Na aula anterior voc aprendeu que o alum nio um metal leve resistente dur vel vers til Viu tamb m que durante algum tempo por causa das dificuldades de processamento ele chegou a ser mais precioso que o ouro Mesmo sendo abundante na crosta terrestre j que 8 dela constitu da de bauxita o min rio a partir do qual se produz o alum nio esse metal precisa de um processo sofisticado de transforma o para poder ser usado E essa era a barreira que durante certo tempo fez com que esse metal fosse absurdamente caro Hoje ele ainda n o barato Mas os processos de fabrica o que eram t o misteriosos j n o se constituem em nenhum segredo E se o pa s possuir reservas minerais energia el trica m o de obra qualificada e ind stria que domine a tecnologia como o caso do Brasil fica f cil Ent o nesta aula vamos estudar um pouco sobre os processos de obten o do alum nio Para voc que j estudou os metais ferrosos vai ser tranquilo Processo de obten o do alum nio Depois de
148. m i b Ap s v rias tentativas e experi ncias obteve se um material ao qual se deu o nome de c V rios setores da ind stria foram beneficiados com as in meras eesse dos materiais d Para a obten o da maioria dos materiais utilizam se mat rias primas b sicas cuja origem ae nEn ou sint tica e A estrutura do pl stico formada por cadeias de IAE NS de grande peso molecular chamadas f Entre os processos de obten o dos pl sticos destacam se as moldagens por E POr g Os dois grandes grupos de que se comp e a imensa variedade de produtos de pl stico s o chamados de A e OU dependendo da rea o das resinas em rela o ao calor Alternativas macromol culas pol meros mold vel celul ide 1809 1909 compress o extrus o aplica es pl sticos termofixos termopl sticos 1870 1909 pl sticos sint ticos termopl sticos termoqu micos LONGAS WN O pl sticos natural 209 9 Selecione as alternativas que completam corretamente as senten as a seguir a Os lubrificantes estabilizantes e oxidantes s o alguns exemplos entre outros de acrescentados aos materiais pl sticos para aumentar determinada propri edade Alternativas 1 cargas 2 pigmentos 3 4 detergentes aditivos b As s
149. materiais a cer mica aquele que acompanha o homem h mais tempo Quando o homem saiu das cavernas e se tornou agricultor h milhares de anos essa nova atividade trouxe novas necessidades Para tomar conta de sua planta o ele necessitava de um abrigo permanente junto terra cultivada Precisava tamb m de vasilhas para guardar os alimentos colhidos e as sementes da pr xima safra Essas vasilhas tinham que ser resistentes e imperme veis umidade e invas o de insetos Essas qualidades foram encontradas na argila que era o principal material cer mico usado naquele tempo A capacidade da argila de ser moldada quando misturada propor o certa de gua e de endurecer ap s a queima permitiu que ela fosse utilizada na constru o de casas na fabrica o de vasilhames para uso dom stico e armazenamento de alimentos vinhos leos e perfumes na constru o de urnas funer rias e at como suporte para a escrita Todos esses usos s o t o importan tes que a Arqueologia que a ci ncia que estuda a pr hist ria do homem em grande parte baseada no estudo dos fragmentos das vasilhas cer micas Inicialmente secos ao sol depois em fornos abertos por volta do ano 1000 a C e posteriormente em fornos fechados cerca de 500 a C os produtos cer micos foram evoluindo com o homem e medida que ele dominava a tecnologia da queima dos combust veis e dos materiais esses produtos foram se tornando mais e mais
150. mento de rotores para gera dores e motores trilhas de circuitos impressos caldeiras tachos alambiques tanques c maras de esteriliza o permutadores de calor radiadores e juntas para ind stria automotiva pe as para aparelhos de ar condicionado e refrigeradores condutores para g s e guas pluviais etc O cobre tamb m pode ser usado como elemento de liga geral mente adicionado para aumentar a resist ncia corros o o caso por exemplo do a o ao carbono adiciona se cobre ao a o quando se deseja melhorar sua resist ncia corros o Em rela o ao alum nio a adi o de cobre confere a essa liga maior resist ncia mec nica Fique por dentro O Brasil tem jazidas de cobre no Rio Grande do Sul S o Paulo Goi s e Bahia No entanto os maiores produtores mundiais s o Chile Am rica do Sul Z mbia frica e Estados Unidos Am ri ca do Norte Para parar e estudar Vamos parar um pouco para que voc possa estudar esta parte da aula Para ajud lo nessa tarefa temos alguns exerc cios a 140 seguir Leia tudo de novo desde o come o prestando bastante aten o Depois fa a os exerc cios Exerc cios 1 Responda s seguintes perguntas a Escreva com suas palavras pelo menos quatro caracter s ticas do cobre b Esta primeira parte da aula cita tr s processos de confor ma o para trabalhar o cobre Quais s o eles c Qual a caracter stica do cobre que o torna ideal para ser
151. min Faixaaprox MPa MPa HB E Ferr tica FMP45007 Perl tica FMP50005 Peri tica FMP55005 dinda FMP65003 E Ei Perl ou FMP70002 Mart Rev 96 A siderurgia sem d vida a espinha dorsal que sustenta a produ o industrial dos pa ses mais desenvolvidos A produ o e o consumo de metais ferrosos a o e ferro fundido um dado muito importante que mede a sa de econ mica e o grau de desenvolvimento desses pa ses Com certeza voc deve estar curioso para saber em que medida o Brasil faz parte desse seleto clube dos produtores de a o N s n o estamos mal O setor sider rgico brasileiro comp e se de 36 empresas produtoras de a o das quais e 13 s o usinas integradas ou seja operam todas as fases do processo de produ o do a o prepara o redu o refino e conforma o e 21 s o semi integradas ou seja processam sucata gusa ou ferro esponja nas fases de refino e conforma o e 2 s o n o integradas ou seja operam apenas a fase de redu o O dado mais recente fornecido pelo IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estat stica sobre a produ o nacional de a o indica 24 milh es de toneladas em 1992 o que nos coloca entre os sete maiores produtores de a o do mundo Uau S que isso tem um pre o em termos de preju zo ao ambiente Porque da mesma forma que a siderurgia um indicador de progresso econ mico e t
152. mo O pesquisador concluiu que as placas foram eficientes para conter as fraturas e n o alteram o perfeito fechamento da boca depois de conclu do o tratamento Metais n o ferrosos para prote o de superf cies Sempre que falamos em metais uma das propriedades que mais nos interessa a resist ncia corros o Isso acontece porque a corros o destr i os metais Basta lembrar por exemplo que quando a gente vai comprar um carro usado uma das maiores preocupa es procurar os pontos de ferrugem Dependendo de onde eles est o n o tem neg cio A nica maneira de evitar a corros o tratar a superf cie dos metais que n o s o resistentes a ela Voc pode fazer isso de diversos modos pintando fosfatizando esmaltando anodizando dando banhos de cobre zinco e estanho Todos esses processos ser o estudados em um m dulo especial sobre tratamento de superf cie Mas nesta aula sobre metais n o ferrosos podemos falar sobre dois metais que s o usados basicamente para esse tipo de processo Os dois metais n o ferrosos que faltam para serem estudados e que s o usados para a prote o de superf cies met licas contra a corros o s o o zinco e o estanho Vamos come ar pelo zinco Esse metal cujo s mbolo qu mico Zn funde se a 420 C e produzido principalmente a partir do min rio chamado blenda ZnS Ele condutor de eletricidade mas um metal n o magn tico O ar seco n o o ataca O ar mido po
153. mo abrasivos podem fornecer a primeira pista Para isso vamos lembrar um cuja caracter stica principal com certeza voc conhece o diamante Ele muito duro n o mesmo Pois bem a primeira propriedade de um abrasivo a dureza Um abrasivo deve ser duro para poder penetrar e riscar o material sobre o qual vai se trabalhar Quanto maior a diferen a entre a dureza do abrasivo e do material a ser trabalhado maior a efici ncia do abrasivo O carboneto de sil cio e o xido de alum nio s o consideravelmente mais duros que a maioria dos materi ais e portanto s o subst ncias pr prias para serem usadas como abrasivos Assim como as facas e as tesouras perdem o corte com o uso os abrasivos tendem a se deteriorar devido ao achatamento dos gr os porque com o atrito os cantos deles ficam arredondados Por isso a capacidade desses gr os de cortarem outro material diminui bastante Para manter essa capacidade de corte durante mais tempo o abrasivo tem que ter tenacidade ou seja ele deve ser capaz de resistir fratura Para permanecer com os cantos dos gr os vivos e afiados o abrasivo tamb m tem que apresentar resist ncia ao atrito Essa capacidade est relacionada n o s a sua dureza que j mencio namos mas tamb m afinidade qu mica entre o abrasivo e o material a ser desbastado principalmente quando as press es e as temperaturas s o elevadas De qualquer modo quando esses gr os abrasivos est o unidos
154. mos parar um pouco para que voc 15 possa estudar esta parte da li o Para parar e estudar Estamos parando para voc recuperar o f lego Tome um cafezi nho ou um suco e depois retome o trabalho que apenas ler esta parte da aula e fazer um exerc cio bem f cil Exerc cio 1 Relacione os materiais listados a seguir com o grupo ao qual ele pertence a Vidro 1 Material met lico ferroso b Couro 2 Material met lico n o ferroso c Alum nio 3 Material n o met lico natural d Madeira 4 Material n o met lico sint tico e Cer mica f A o g Pl stico Enfim as propriedades Quantos tipos diferentes de materiais voc acha que s o usados na fabrica o de um autom vel por exemplo Para citar apenas alguns vamos lembrar o ferro fundido o a o o alum nio o pl stico a borracha o tecido Cada um deles possui caracter sti cas pr prias o ferro fundido duro e fr gil o a o bastante resistente o vidro transparente e fr gil o pl stico imperme vel a borracha el stica o tecido bom isolante t rmico Dureza fragilidade resist ncia impermeabilidade elasticidade condu o de calor Todas essas capacidades pr prias de cada material e mais algumas que estudaremos nesta parte da li o s o o que chamamos de propriedades O que n o podemos esquecer que cada uma delas est relacionada natureza das liga es que existem entre
155. nais Apesar do alto ndice de recauchutagem reciclagem dos pneus para reaproveitamento que prolonga a vida dos pneus em 40 a maior parte deles j desgastada pelo uso acaba parando nos lix es na beira de rios e estradas e at no quintal das casas onde acumulam gua que atrai transmissores de doen as O par grafo anterior foi retirado de um boletim da CEMPRE Compromisso Empresarial para Reciclagem uma organiza o do Rio de Janeiro comentando os problemas que os pneus velhos trazem para o ambiente Segundo esse mesmo boletim no Rio de Janeiro o impacto dos pneus velhos no lixo urbano da ordem de 0 5 Nos Estados Unidos eles correspondem a 1 desse lixo E pode crer isso d um bocado de pneus compondo verdadeiros cemit rios que no m nimo enfeiam a paisagem Apesar desses problemas h algumas maneiras de diminu los A primeira delas a reutiliza o por meio de recauchutagem ou recapagem bastante conhecida em nosso pa s Os pneus velhos tamb m podem ser usados como p ra choques em ancoradouros ou em pistas de corrida para formar recifes e aumentar a produti vidade da ind stria pesqueira como combust vel de fornos com o devido controle da polui o por gases Para se ter uma id ia da economia que essa queima traz basta dizer que cada pneu equivale em capacidade combust vel a 9 4 litros de petr leo A segunda maneira a da reciclagem propriamente dita Com essa tecnologia j bas
156. namento uma bateria de condensadores e uma c mara de aquecimento Essa c mara basculante e tem na parte externa a bobina de indu o O cadinho feito de massa refrat ria socada dentro dessa c mara onde a sucata se funde por meio de calor produzido dentro da pr pria carga cadinho munh o para basculamento h vel do banho bobina de indu o alta frequ ncia SS isolante Para a produ o do a o liga se o forno e os peda os de sucata que devem ser de boa qualidade v o sendo colocados dentro do forno medida que a carga vai sendo fundida Depois que a fus o se completa e que a temperatura desejada atingida adiciona se c lcio sil cio ou alum nio que s o elementos desoxi dantes e t m a fun o de retirar os xidos do metal As vantagens da produ o do a o nos fornos el tricos s o maior flexibilidade de opera o temperaturas mais altas controle mais rigoroso da composi o qu mica do a o melhor aproveitamento t rmico aus ncia de problemas de combust o por n o existir chama oxidante e processamento de sucata Por outro lado as principais desvantagens s o o custo operacio nal custo da energia el trica e a baixa capacidade de produ o dos fornos 58 O a o produzido nos fornos el tricos pode ser transformado em chapas tarugos perfis laminados e pe as fundidas Para ajudar a organizar todas as informa es desta aula na sua ca
157. ndeu at aqui 6 Fa a os exerc cios a seguir a Cite quatro qualidades que tornaram o alum nio o metal mais utilizado no mundo depois do a o b poss vel melhorar as propriedades do alum nio puro Como D um exemplo c Assinale com um X a alternativa que melhor completa a seguinte frase A liga de alum nio para conforma o 1035 usada para fabricar 1 folhas muito finas 2 esquadrias para a constru o civil 3 chassi de bicicleta 4 rodas de caminh o d Preencha as lacunas 1 A liga de alum nio para conforma o 6463 usada para fabriGal scgni somam sapos inss does anaiai aaia 2 Para a fabrica o de algumas partes de avi es a liga de alum nio recomendada a da s rie 3 A principal aplica o da liga de alum nio 4043 134 e Escreva F se a afirma o for falsa e V se ela for verdadeira 1 A ligas de alum nio para conforma o devem ser bastante male veis 2 Os processos de conforma o mec nica aplica dos ao alum nio s o lamina o fundi o trefila o forjamento e extrus o 3 As ligas de alum nio que cont m magn sio e sil cio em sua composi o apresentam uma re sist ncia mec nica um pouco maior que as ligas de alum nio e cobre 4 As ligas de alum nio para fundi o devem ter resist ncia mec nica fluidez estabilidade dimen sional e t rmica f A seguir apresentamos a voc
158. nece corrente cont nua No momento em que a corrente el trica passa atrav s do banho qu mico ocorre uma rea o e o alum nio se separa da solu o e libera o oxig nio O alum nio l quido se deposi ta no fundo do forno e aspirado a intervalos regulares por meio de sif es Fluoreto um composto qu mico base de fl or Ele colocado no creme dental para proteger os dentes contra as c ries 116 O calor gerado pela corrente el trica mant m a solu o em estado l quido Isso permite a adi o de mais alumina a qualquer momento o que torna o processo cont nuo Ent o o alum nio l quido levado para fornalhas onde ser purificado ou receber adi es de outros metais que formar o as ligas e lhe dar o caracter sticas especiais Depois disso ele ser resfriado sob a forma de lingotes barras ou tarugos para ser utilizado na ind stria de transforma o Dica tecnol gica O alum nio puro ou seja aquele que tem 99 ou mais de teor de alum nio apresenta propriedades mec nicas pobres baixa dureza baixos limites de escoamento e baixa resist ncia tra o Sua maior utiliza o industrial portanto na forma de ligas No estado puro ele usado apenas em aplica es especiais tais como partes de motores el tricos embalagens e condutores el tricos Para parar e estudar hora da pausa para come ar o segundo tempo Releia esta parte da li o concentrando se no processo d
159. neral cont m uma quantidade de metal e de impure zas que compensa a explora o econ mica ele recebe o nome de min rio O lugar onde esses min rios aparecem em maior quantidade chamado de jazida O Brasil por exemplo possui grandes jazidas de min rio de ferro E por falar em min rio de ferro o quadro a seguir resume informa es sobre ele Designa o Designa o F rmula TEOR Observa es meniral gica qu mica met lico Carbonat Carbonato Siderita Sue 25 a 45 Existe pouco no Brasil ferroso Tipo Magnetita Oxido ferroso 45 a 70 Tem prosperidades f rrico magn ticas xido f rrico Utilizando no alto xidos Limonita triidratado 40 a 60 forno ap s pelotiza o ou sinteriza o Fe203 45a70 Abundante no Brasil Adaptado de Materiais de Constru o El dio G R Petrucci Porto Alegre Editora Globo 1976 p g 219 Al m dos elementos da f rmula qu mica mostrados no quadro acima o min rio de ferro cont m ainda cal s lica alumina enxofre mangan s e magn sio em quantidades bem pequenas Para o processo de transforma o alguns deles s o considera dos impurezas apareceram uns palavr es na aula Mas voc vai ter de aprend los Estude essa parte da aula com aten o tendo especial cuidado com os elementos qu micos que comp em os 30 min rios Depois fa a o exerc cio a seguir Exerc cios 2 Complete as defini es a Metal 6 410
160. nho que desoxidada com f sforo cnama se bronze fosforoso Um bronze bastante utilizado o que cont m 98 7 de cobre e 1 3 de estanho Esse tipo de bronze pode ser conformado por dobramento recalcamento prensagem e forjamen to em matrizes sendo facilmente unido por meio de solda forte de solda de prata e solda por fus o Suas aplica es t picas est o na fabrica o de contatos el tricos e mangueiras flex veis Solda forte o mesmo que brasagem ou seja o processo de solda no qual o material de adi o sempre se funde a uma 149 temperatura inferior do ponto de fus o das pe as a serem unidas A liga de bronze tamb m pode receber pequenas quantidades de outros elementos como o chumbo o f sforo ou o zinco Quando se adiciona o chumbo h uma melhora na usinabilidade A adi o do f sforo oxida a liga e melhora a qualidade das pe as que sofrem desgaste por fric o O zinco por sua vez eleva a resist ncia ao desgaste O desenvolvimento da tecnologia dos materiais levou cria o dos bronzes especiais que n o cont m estanho Essas ligas t m alta resist ncia mec nica resist ncia ao calor e corros o Dentro desse grupo est o bronze de alum nio que normalmente cont m at 13 de alum nio Al Ele empregado na lamina o a frio de chapas resistentes corros o na fabrica o de tubos de condensadores evaporadores e trocadores de calor recipientes para a ind stria qu mica autoclav
161. ntes dos motores elas variam entre 10 e 300 microns As pe as de cer mica por sua vez apresentam alta dureza o que dificulta muito a usinagem Para evit la preciso produzir pe as mais pr ximas das medidas finais o que significa controlar estreitamente a retra o causada pela sinteriza o Outro problema da cer mica avan ada a fragilidade Ao receber um choque ela n o se deforma como o metal Pelo contr rio rompe se de forma catastr fica Voc j imaginou usar um motor que corre o risco de se quebrar inteiro em um acidente de tr nsito De qualquer modo as pesquisas continuam e v rios programas de testes com v lvulas cer micas de nitreto de sil cio Si3N4 que s o 235 mais leves e mais resistentes que o a o est o demonstrando a alta durabilidade que esse material pode alcan ar Outra aplica o potencial em motores a gasolina como rotor turbo alimentador a f brica japonesa Nissan introduziu com sucesso os rotores de nitreto de sil cio em um de seus modelos do ano de 1985 An is de veda o de bombas d gua feitos de carboneto de sil cio apresentam maior resist ncia ao desgaste a choques e corro s o que os materiais de veda o convencionais Atualmente na Europa mais de um milh o desses an is est o sendo usados Uma vez superadas as dificuldades atuais de processamento baixa tenacidade e consequente baixa resist ncia fratura os materiais cer micos abrem uma perspectiva
162. nto da dureza Aumento da resist n cia a altas temperatu ras 72 Aplica es A o para constru o mec nica A o inoxid vel A o resistente a altas temperaturas A o para constru o mec nica A os para constru o mec nica A os ferramenta A os inoxid veis A os ferramenta A o cromo n quel Substituto do tungst nio em a os r pidos A os cromo van dio A os r pidos A os ferramenta Produtos Pe as para auto m veis Utens lios dom sticos Caixas parra tra tamento t rmico Pe as para auto m veis e pe as para uso geral engenharia mec nica Produtos para in d stria qu mica talheres v lvulas e pe as para for nos Ferramentas de corte Ferramentas de corte Ferramentas de corte Ferramentas de corte Cobalto Forma carbonetos Aumento da dureza A os r pidos L minas de turbi fracamente Resist ncia trai o na de motores a Resist ncia Elemento de liga jato corros o e eros o em a os magn ticos Sil cio Auxilia na desoxi Aumento da resist n A os com alto teor Pe as fundidas da o Auxilia na cia oxida o em de carbono A os grafitiza o temperaturas para fundi o em Aumenta a fluidez elevadas Melhora da areia temperabilidade e da resist ncia tra o Para parar e estudar Voc est cansado Ent o d uma parada mesmo V at a cozinha
163. o bastante d ctil apresenta boa resist ncia corros o boa condutividade t rmica e el trica Todas essas caracter sticas o tornam indicado para a fabrica o de laminados muito finos embalagens latinhas de bebidas recipientes para a ind stria qu mica cabos e condutores el tricos Por m o alum nio puro apresenta baixa resist ncia a esfor os mec nicos e baixos n veis de dureza Por isso para pe as que 123 est o sujeitas a esfor os elevados a resist ncia do alum nio puro n o suficiente Existem v rias maneiras para melhorar as propriedades de um metal Pode se acrescentar elementos qu micos e obter uma liga Por meio de processos mec nicos como lamina o ou prensa gem pode se torn lo por exemplo mais resistente Tamb m poss vel obter esse tipo de resultado com um processo de trata mento t rmico Isso perfeitamente aplic vel ao alum nio As ligas de alum nio Para melhorar ou modificar as propriedades do alum nio adicio nam se a ele um ou mais de um elemento qu mico Esse proces so tem como resultado a forma o de uma liga Isso acontece depois que o alum nio puro e liquefeito sai do forno eletrol tico e vai para o forno de espera onde o elemento adicionado As ligas s o formadas principalmente com a adi o de cobre Cu magn sio Mg mangan s Mn sil cio Si ou zinco Zn ao alum nio Al A escolha dos elementos e sua propor o nessa adi o dependem d
164. o retirado com o aux lio de retroescavadeiras e transportado por caminh es at rea de armazenamento S o necess rias quatro toneladas de bauxita para produzir uma tonelada de alum nio 114 Fique por dentro O Brasil possui a terceira maior reserva de bauxita do mundo Obten o da alumina Na segunda etapa do processo retiram se as impurezas da bauxita para que sobre somente a alumina Para isso a bauxita triturada e misturada com uma solu o de soda c ustica A lama formada por essa mistura aquecida sob alta press o e recebe uma nova adi o de soda c ustica Dessa forma a alumina dissolvida a s lica contida na pasta eliminada mas as outras impurezas n o Ent o elas s o separa das por processos de sedimenta o e filtragem Sedimenta o um processo no qual as part culas s lidas que est o em suspens o dentro de uma mistura l quida v o se depositando no fundo do recipiente onde a mistura est guarda da A solu o resultante cnamada de aluminato de s dio colocada em um precipitador e nesse processo obt m se a alumina hidratada Nesse ponto a alumina hidratada pode seguir um entre dois caminhos ela pode ser usada como est ou ser levada para os calcinadores Se ela for usada como est ser mat ria prima para produtos qu micos como o sulfato de alum nio usado no tratamento da gua e na ind stria de papel Poder ser empregada tamb m na p
165. o Nessas condi es a temperatura podia atingir entre 1 000 C e 1 200 C e se obtinha uma massa pastosa de ferro da qual o oxig nio do min rio havia sido eliminado por redu o Fique por dentro Depois do C ucaso o ferro foi aparecer no Egito e na Gr cia em torno de 1100 a C na ustria 900 a C It lia 600 a C Espa nha Fran a e Su a 500 a C A evolu o seguinte foi a eleva o das cubas acima do solo A combust o era ativada por foles movidos a energia hidr ulica rodas d gua que tamb m movia os martelos que batiam na massa de metal que sa a do forno 40 Na Europa no come o do s culo XIV os fornos tinham se torna do t o altos e as condi es de insufla o de oxig nio t o aperfei oadas que a temperatura de combust o aumentou muito Isso permitiu que o ferro absorvesse carbono e finalmente sa sse l quido do forno Esse produto embora duro e quebradi o podia ser novamente derretido com mais facilidade e ser vazado em moldes Surgiam o alto forno e a fundi o Com o desenvolvimento dos processos de elimina o do excesso de carbono o alto forno aumentou a produ o do a o introduziu novos processos de fabrica o trefila o e lamina o criou novos produtos e novas necessidades Isso trouxe um s rio problema ecol gico come ou a faltar madeira para a produ o de carv o vegetal usado nos fornos Na Inglaterra no s culo XVIII finalmente descobriu se que o
166. o alto forno para 1 eliminar o enxofre 2 eliminar o f sforo 3 eliminar o oxig nio 4 facilitar a fus o do min rio de ferro No Brasil o combust vel que participa em 40 na produ o de ferro fundido 1 o carv o mineral 2 o leo combust vel 3 o carv o vegetal 4 o g s combust vel O coque produzido a partir de 1 petr leo 2 carv o mineral 3 carv o vegetal 4 g s redutor Al m de combust vel o carv o tem mais duas fun es 1 poluir o ambiente e diminuir a resist ncia mec ni ca 2 ter alto teor calor fico e possuir baixo teor de car bono ter resist ncia mec nica e alto poder calor fico gerar g s redutor e permitir que o calor circule com facilidade atrav s da carga Os processos de beneficiamento do min rio de ferro cha mam se 1 sinteriza o e pelotiza o 2 redu o e carboneta o 3 redu o e sintetiza o 4 pelotiza o e carboneta o 35 Avalie o que voc aprendeu 5 Responda s seguintes perguntas a b c d e 9 Por que o homem da Antiguidade preferiu o cobre em vez do ouro para fabricar armas e ferramentas Por que o bronze foi utilizado antes do ferro Por que levou tanto tempo para se produzir a o em gran des quantidades O alto forno um equipamento que s funciona adequa damente com peda os de min rio de
167. o caso o material fundido metal e esc ria despejado continuamente na calha de vazamento Nessa calha h uma bacia que separa a esc ria do metal Esta por apresentar menor densidade flutua e escorre lateralmente O ferro corre para a panela de fundi o O forno cubil n o permite que se fa a um controle rigoroso da composi o qu mica do metal Por isso ele empregado para a produ o de ferro fundido que ser usado na fabrica o de pe as que n o sofrer o grandes esfor os Para a produ o de ferros fundidos de alta qualidade s o usados fornos el tricos ou fornos cubil em conjunto com os fornos el tricos 11 Para parar e estudar Nesta primeira parte da aula voc deve ter percebido que a produ o do ferro fundido at parecida com a produ o do a o Por isso n o ser dif cil fazer o exerc cio que apresentamos a seguir Exerc cios 1 Assinale com um X a alternativa correta das quest es a seguir a b c a b c Os ferros fundidos s o ligas de 1 sil cio e carbono 2 ferro e tungst nio 3 carbono e tungst nio 4 ferro e carbono A porcentagem de carbono no ferro fundido gira em torno de 1 2e 4 2 2 5 e 4 5 3 2e 4 5 4 25e 5 Quando a porcentagem de carbono alta na composi o do ferro fundido ele se torna 1 mais fr gil 2 macio 3 lamin vel 4 forj vel Responda s seg
168. o da sucata desse metal permite uma grande economia de mat ria prima Existem tamb m as ligas em que o cobre o elemento dominan te o caso do bronze e do lat o Mas isso uma outra hist ria que fica para a pr xima aula Produ o de cobre e ambiente Pela descri o do processo de obten o do cobre voc p de perceber que se trata de um processo poluidor Para que isso seja minimizado existem medidas que devem ser tomadas a fim de tratar os res duos poluidores resultantes desse processo Assim sistemas de filtros devem ser usados para coletar o p gerado pelos gases dos calcinadores fundidores e conversores Nessa opera o tem se como resultado n o s a prote o ambiental mas tamb m o ganho econ mico com a recupera o de metais preciosos existentes nessa poeira Essas part culas de poeira devem ser pelotizadas isto trans formadas em gr os maiores antes de serem recicladas O di xido de enxofre dos gases convertido em cido sulf rico As esc rias podem ser processadas e transformadas em produtos comerciali z veis As solu es poluidoras s o recicladas ou neutralizadas tornando se inofensivas ao ambiente O desenvolvimento tecnol gico permite que essas medidas sejam tomadas e a m dio e longo prazos traz o retorno do investimento feito na instala o dos filtros e esta es de tratamento uma vez que a empresa passa a transformar os elementos poluidores em subprodutos que p
169. o e o armazenamento das graxas leos lubrificantes e fluidos de corte necessitam de alguns cuidados especiais Por m n o falaremos deles nesta aula Esse assunto ser abordado quando falarmos de lubrifica o no m dulo sobre Manuten o Para parar e estudar A terceira parte da aula trouxe informa es importantes Para um profissional da rea de Mec nica o conhecimento delas essen cial Estude tudo com aten o O exerc cio a seguir vai ajud lo nessa tarefa Exerc cio 4 a Escreva ao menos tr s vantagens do uso da graxa e do leo lubrificante em conjuntos mec nicos b D uma raz o para a utiliza o de leo e uma para a utiliza o de graxa para a lubrifica o de conjuntos mec nicos Melhorando as propriedades dos lubrificantes s ser um pouco observador para perceber o enorme desenvol vimento da ind stria mec nica neste final de s culo E grande parte desse avan o deve se tecnologia dos materiais Materiais especiais passam a exigir m quinas e ferramentas especiais Exigem tamb m lubrificantes especiais A cada nova necessida de uma caracter stica especial tem que ser ressaltada E isso conseguido com o uso de aditivos Eles d o aos lubrifi cantes novas propriedades melhoram as existentes eliminam ou diminuem as indesej veis Em qualquer conjunto mec nico a fun o principal do lubrificante formar uma pel cula que separe as superf cies em contato a fim de
170. o ser moldado O nome mais adequado para esse material seria plast mero ou seja pol me ro pl stico Quimicamente os pl sticos s o pol meros formados por v rias cadeias de macromol culas de alto peso molecular Os pol me ros s o fabricados a partir de compostos qu micos simples chamados mon meros Observe na ilustra o a seguir a diferen a entre um mon mero e um pol mero Macromol culas s o mol culas com um grande n mero de tomos e grande peso molecular Para se ter uma id ia do que isso significa basta lembrar que o peso molecular da gua 18 u m a unidade de massa at mica e o peso molecular t pico para um pol mero 30 000 u m a no coreto to Mon mero r Pol mero Veja que o grande peso molecular obtido com a repeti o em longas cadeias de um mesmo mon mero Observe tamb m que os principais elementos qu micos que entram na composi o do mon mero e do pol mero s o o carbono e o hidrog nio Outros elementos como o oxig nio o nitrog nio ou o cloro tamb m podem fazer parte dessa mol cula em alguns tipos de pl sticos Como exemplos de mon meros podemos citar o fenol o cloreto de vinila o propeno o etileno etc Por meio de aquecimento de compostos como esses com ou sem a presen a de um catalisa dor ocorre a polimeriza o e obt m se o pl stico Catalisar aumentar a velocidade de uma rea o qu mica pela presen a e atua o de uma subst ncia q
171. odem ser comercializados Al m disso a consci ncia da import ncia do meio ambiente para uma melhor 145 qualidade de vida deve estar sempre presente em nossas men tes Pense nisso Para parar e estudar Agora voc vai reler e estudar cuidadosamente esta segunda parte da aula e fazer os exerc cios a seguir Exerc cios 4 Assinale com um X a alternativa que completa corretamente a seguinte afirma o Os min rios que permitem a explora o econ mica do cobre s o a magnetita e perlita hematita e ferrita hematita e perlita c calcopirita e calcosita 5 Registre os n meros da coluna B nos espa os pr prios da coluna A fazendo corresponder as etapas do processo com sua denomina o correta Coluna A a Tritura o e moagem b Flota o ou concentra o c Decanta o e filtragem d Obten o do mate e Obten o do cobre blister f Refino Coluna B 1 Nessa etapa obtem se um concentrado com 15 a 30 de cobre 2 Etapa na qual com a flutua o do min rio forma se uma espuma concentrada rica em cobre na superfi cie da solu o de gua e produtos qu micos 3 Etapa em que as impurezas restantes s o elimina das pela refina o t rmica ou eletrol tica 4 Nessa etapa o concentrado de cobre levado juntamente com fundentes a um forno de rev rbero onde se obt m um sulfeto de cobre e de ferro que cont m
172. oduz o coque que o outro tipo de combusti vel usado no alto forno Para que ele tenha bom rendimento deve apresentar um elevado teor calor fico e alto teor de carbono al m de apresentar grande resist ncia ao esmagamento para resistir ao peso da coluna de carga Al m de serem combust veis tanto o coque quanto o carv o vegetal t m mais duas fun es gerar g s redutor ou agir direta mente na redu o e assegurar a permeabilidade coluna de carga Isso quer dizer que eles permitem que o calor circule com facilidade atrav s da carga Juntando se essas mat rias primas dentro do alto forno obt m se o ferro gusa a partir do qual se fabrica o a o e o ferro fundido l dentro que a m gica acontece Mas ainda n o vamos falar sobre ela Esse processo vai ser descrito em detalhes na pr xima aula Por enquanto estude cuidadosamente esta parte da li o Exerc cios 4 Assinale a alternativa que completa corretamente as seguin tes afirma es a A mat ria prima b sica para a produ o do ferro gusa o 1 min rio de mangan s 2 calc rio 3 min rio de ferro 4 chumbo b Uma das finalidades da utiliza o do min rio de manga n s no alto forno 1 facilitar a fus o do min rio de ferro 34 c d e f 9 2 diminuir o efeito nocivo do enxofre 3 diminuir o teor de enxofre 4 produzir g s carb nico O calc rio utilizado n
173. ol veis leos EP leos sulfurados e clorados Compo O Propriedades Prote o contra a corros o Derivados de tima Excelente petr leo leos de Excelente origem vegetal ou animal Resis Aplica o t ncia oxida o Usinagem leve de pouca precis o para a os de baixo teor de carbono lat o e bronze Acabamento fino Mistura de Excelente Excelente Fresagem leos fura o usinagem minerais e de cobre e suas graxos ligas leos i Boa timo minerais leos graxos soda c ustica emulsifican tes gua leos Sti Boa tima Exce minerais com lente aditivos EP enxofre cloro ou f sforo Excelente Excelente Exce tima Usinagem de minerais ou lente metais mais duros graxos sulfurados ou com subst ncias cloradas 191 Maioria das opera es de corte poss vel tamb m associar o tipo de fluido de corte ao material que deve ser usinado e opera o a ser realizada Esse tipo de associa o ser feito quando voc estudar os processos de fabrica o mec nica e dentro deles a usinagem Para parar e estudar A aula sobre lubrificantes termina aqui Esse assunto ser reto mado nos m dulos sobre Manuten o e sobre Processos de Fabrica o Mec nica Por enquanto estude a ltima parte desta aula fa a os exerc cios e por fim fa a uma revis o geral com o teste do item Avalie o que voc aprendeu Exerc cios 6 Comp
174. om adi o de chumbo 88 Os dois primeiros d gitos indicam o grupo ao qual o a o pertence Isso est relacionado com a presen a de elementos de liga como o mangan s o f sforo e o enxofre Isso quer dizer que e a os 10XX cont m at 1 00 de mangan s e a os 11XX cont m enxofre a os de f cil usinagem e a os 12XX cont m enxofre e f sforo a os de f cil usinagem e a os 13XX cont m 1 75 de mangan s e a os 14XX cont m ni bio e a os 15XX cont m entre 1 00 e 1 65 de mangan s Os dois ltimos d gitos indicam a porcentagem de carbono presen te no a o Isso quer dizer que o n mero 1020 que demos como exemplo um a o carbono com at 1 de mangan s e 0 20 de carbono Um n mero 1410 indica ent o que se trata de um a o carbono com adi o de ni bio e de 0 10 de carbono Os a os liga tamb m s o identificados por um n mero de quatro d gitos os dois primeiros indicam os elementos de liga predomi nantes nos a os Por exemplo 23 indica ligas com n quel 31 indica ligas de n quel e cromo e assim por diante Os dois ltimos d gitos indicam a porcentagem do teor de carbono Parece complicado Vamos a um exemplo o n mero 4150 indica um a o cromo molibd nio com um teor de 0 50 de carbono Para voc que aluno o importante desse assunto saber que os a os e todos os outros tipos de materiais ferrosos ou n o ferrosos s o n
175. onentes de v lvulas card acas placas e pinos para unir ossos pois os fluidos que existem dentro do nosso corpo s o solu es salinas com PH cido Elas tam b m cont m outros cidos org nicos aos quais o tit nio imune Os elementos que s o adicionados s ligas resistente corros o s o pal dio Pd molibd nio Mo alum nio Al n quel Ni mangan s Mn van dio V e estanho Sn Essas ligas s o usadas na fabrica o de pr teses Ligas de tit nio com alum nio e estanho e alum nio e van dio s o usadas em aplica es muito especiais pois apresentam resist n cia espec fica ou seja rela o resist ncia mec nica peso muito elevadas em temperaturas abaixo de zero entre 196 e 269 C Por isso elas s o empregadas em vasos de press o que fazem parte dos sistemas de controle de propuls o e rea o dos fogue tes que transportaram as naves Apollo e Saturno e o dos m dulos 93 lunares S o empregadas tamb m em rotores de bombas usadas para bombear hidrog nio l quido Veja no quadro a seguir o resumo destas informa es Elemento adicionado Aplica es Alum nio molibid nio van dio Resist ncia a temperaturas Estruturas aeroespaciais elevadas Molibid nio zirc nio e estanho Resist ncia mec nica e Geradores de turbinas a vapor e corros o sob tens o menor a g s ductilidade Alum nio molibid nio e sil cio Elevada resist ncia espec fica e Pe as
176. ontorno do gr o 13 Introdu o O pior que t m Como Pense um pouco Por que o pl stico pl stico Por que o alum nio mais leve que o ferro Por que a borracha depois de esticada volta a sua forma primitiva Por que o cobre conduz eletricidade e o pl stico n o As respostas a essas perguntas aparecem quando a gente conhece as propriedades dos materiais Elas s o a personalida de deles E conhec las importante porque quando queremos fabricar qualquer produto n o basta apenas conhecer a tecnolo gia de como fabric lo Se n o soubermos bem como cada material se comporta em rela o ao processo de fabrica o e ao modo como a pe a usada corremos o risco de usar um material inadequado Mas voc deve estar pensando tudo isso at interessante por m acho que eu n o vou fabricar nada S quero ser um profissional da ind stria mec nica Certo mas para ser um bom profissional preciso saber os comos e os porqu s das coisas E alguns desses porqu s n s vamos estudar nesta aula Voc est preparado Ent o vamos come ar Met lico ou n o met lico heis a quest o Voc j reparou na variedade de materiais usados na ind stria moderna Pense um pouco para serem bonitos baratos pr ti cos leves resistentes dur veis os produtos s o feitos de 14 materiais que conseguem atender n o s s exig ncias de mercado mas tamb m s exig ncias t
177. orindon normal e branco com at 95 de xido de alum nio obtido por fus o el trica a partir da alumina pura o carboneto de sil cio negro ou verde SiC comumente chamado de carborundum e formado por uma combina o qu mica de sil cio com carbono obtida a temperaturas entre 2 200 C e 2 300 C O ltimo o carbeto de boro com at 95 de carbeto de boro cristalino Esses abrasivos s o usados principalmente para 242 afiar ferramentas de corte ou polir e dar acabamento final a estampos matrizes e gabaritos Todos os abrasivos sint ticos s o processados a quente e saem do forno em forma de peda os maci os que s o depois mo dos em gr os com arestas ou cantos agudos S o esses cantos que d o ao material abrasivo sua capacidade de cortar outros materi ais O tamanho de cada gr o determina a classifica o da capacidade de corte do abrasivo seja ele natural ou sint tico Olhando os dois lados de uma lixa de unha voc pode entender mais facil mente do que estamos falando o lado com gr os mais grossos desbasta a sua unha mais rapidamente enquanto o lado mais fino d um acabamento melhor deixando a unha mais lisa Assim d para perceber que o tamanho do gr o e sua dureza juntamen te com o formato da ferramenta e o tipo de aglomerante ou seja uma esp cie de cola que gruda os gr os uns nos outros determi nam a utiliza o da ferramenta abrasiva Para formar essas ferramentas os gr os abrasivos po
178. ormalizados quer dizer n o se pode inventar um nome qualquer para eles Isso ajuda todos os consumidores a falarem a mesma linguagem Assim se voc for comprar um a o 1020 o vendedor saber exatamente do que voc est falando Da mesma forma voc saber exatamente o que est comprando Outra coisa importante e que voc deve guardar a codifica o de cada grupo de ligas Isso quer dizer por exemplo que se algu m disser 4340 voc j sabe que se trata de um a o liga ao cromo n quel molibd nio 89 Para parar e estudar Vamos ent o parar um pouco para que voc estude e aprenda mais Exerc cios 1 Identifique os a os cuja designa o normalizada pela ABNT apresentamos a seguir Escreva o tipo do a o a que pertence e seu teor de carbono aj 1045 hodn nom dora ni SUR di Ra aa Ra Ena SRA a LER aia dr dd D DA oneitan iaeiae ie Pepai dolo dotes dotado E otdados e 1330 HDD o DO UR E A o BARCA a Ee E E RO RR RN RN NR NR Do O N o genn I I CPIS CO PEPINO DR A A E E EE IE BEII udaa iada aia aia eia RD A dd De acordo com o que voc estudou at aqui responda a Se voc precisasse escolher um a o para fabricar uma pe a por dobramento e tivesse a sua disposi o um a o 1020 um a o 1040 e um a o 1060 qual deles voc esco lheria para a execu o do trabalho Por qu b Voc um microempres rio e sua empresa fabrica engre nagens Dos a os indicados a seguir q
179. os conhecidos e usados pelo homem um metal bastante vers til capaz de formar ligas com in meros metais inclusive o a o Para a composi o de ligas o n quel pode receber adi es de cobre Ni Cu sil cio Ni Si ou molibd nio Ni Mo Pode tamb m formar ligas com cromo e ferro Ni Cr Fe e cromo e molibd nio 87 Ni Cr Mo Ou ainda com cromo ferro molibd nio e cobre Ni Cr Fe Mo Cu Como j dissemos devido ao alto custo os metais n o ferrosos e suas respectivas ligas t m uso limitado a aplica es especiais No caso do n quel por exemplo as ligas custam de vinte a cem vezes mais que os a os inoxid veis Isso torna seu uso limitado a aplica es especiais tais como turbinas de avi es caldeiras de vapor turbocompressores e v lvulas de exaust o de motores ferramentas para inje o e trabalho a quente equipamentos para tratamento t rmico etc S o aplica es que precisam de caracter sticas como alta resis t ncia corros o e ao calor O n quel puro e suas ligas podem ser endurecidos por meio de trabalho a frio encruamento Elas tamb m podem ser endureci das pela forma o de solu o s lida ou por tratamento t rmico de solubiliza o e precipita o Para tornar seu estudo mais f cil mostramos a seguir um quadro que re ne as caracter sticas adquiridas pelo n quel com a adi o de cada elemento de liga e sua respectiva utiliza o Elemento adicionado Influ nci
180. peraturas de proces 203 samento eles n o readquirir o a plasticidade como cozinhar um ovo uma vez cozido ele ficar duro permanentemente Isso significa que os produtos fabricados com materiais pl sticos termofixos s podem ser moldados uma nica vez S o exemplos de pl sticos termofixos o fenol formalde do baquelite o epoxi e o silicone Os materiais termopl sticos tornam se pl sticos pela a o do calor e se solidificam com o resfriamento retendo a forma na qual foram moldados Se forem aquecidos novamente voltam a se tornar pl sticos e podem ser moldados em novas formas S o exemplos de termopl sticos o polietileno o poliestireno o policlo reto de vinila PVC e o n ilon 204 Para parar e estudar Neste ponto importante parar para que voc releia a segunda parte da aula e aprenda a diferen a entre os dois tipos de pl sti cos Fa a uma leitura cuidadosa e resolva os exerc cios a seguir Exerc cio 4 Escreva TMF para materiais termofixos e TMP para termo pl sticos conforme a rea o das resinas pl sticas em rela o ao calor a Podem ser moldados em novas formas se forem reaquecidos b Tornam se pl sticos por meio do calor sofrem transforma o qu mica e adquirem a forma na qual foram moldados n o podendo mais ser amolecidos c S podem ser moldados uma nica vez Q Se reaquecidos ser o destru dos e n o readquirir o a plasticida
181. produ o em uma ind stria mec nica faz seu trabalho de acordo com instru es escritas em um impresso chamado geralmente de ordem de servi o Em uma ordem de servi o normalmente est o informa es como o desenho da pe a com suas dimens es e o material com o qual ela deve ser fabricada na informa o sobre o material que aparecem n meros como 1020 e que a gente l mil e vinte E como ser que esse n mero surgiu Bem existem v rias maneiras de classificar qualquer produto e com o a o n o diferente Ele pode ser classificado por exemplo a Pela forma do produto semi acabado chapas barras lamina dos etc b Pelo processo de acabamento a os laminados a quente a frio a os fundidos forjados etc c Pelo tipo de procedimento de desoxida o a o acalmado a o semi acalmado etc d Pelo tipo de aplica o a mais complexa por causa da grande variedade a os para tratamento t rmico a os para compo nentes espec ficos molas engrenagens trilhos etc a os para tipos de processos de fabrica o a os de f cil usina gem a os de f cil conforma o etc e Pela composi o qu mica ou seja pelo teor de carbono ou teor do elemento de liga presentes no a o 87 Voc encontra todas essas informa es nos cat logos dos fabricantes Por m em geral a informa o que mais interessa e que mais diz sobre o a o a classifica o pela composi o qu mica que fal
182. r m causa a forma o de uma pel cula de xido que protege o material mais barato que a maioria dos metais n o ferrosos O zinco empregado como pigmento em tintas como elemento de liga com o cobre na produ o do lat o e sobretudo para proteger outros metais principalmente o a o por meio da galva niza o Os elementos de liga que s o adicionados ao zinco s o o alum nio o cobre e o magn sio Essas ligas s o usadas industrialmen te para a fundi o sob press o e s o conhecidas comercialmen te como zamac Podem ser revestidas por eletrodeposi o cobrea o niquela o e croma o por pintura ou por verniz 96 Permitem tamb m a fundi o por gravidade em moldes perma nentes e s o de f cil usinagem Elas possuem elevada resist n cia corros o por agentes atmosf ricos desde que a umidade n o seja muito elevada resistem tamb m a hidrocarbonetos gasolina e leos e ao lcool Veja no quadro a seguir como cada elemento de liga influencia nas propriedades do zinco e quais s o as respectivas aplica es Elemento adicionado o influ ncias Aplica es Alum nio Aumenta sensivelmente a resis Carburadores bombas de t ncia e a dureza da liga combust vel ma anetas frisos metais sanit rios engrenagens dobradi as pe as fundidas de formato complicado Magn sio at 0 06 Inibe a corros o entre os gr os da liga Cobre at 1 25 Aumen
183. r as superf cies met licas e manter limpas as superf cies lubrificadas Mas que tipos de subst ncias apresentam essas qualidades f cil os leos que s o lubrificantes l quidos as graxas que s o os lubrificantes pastosos e os lubrificantes s lidos como a cera de abelha a grafita e a parafina E as qualidades que esses lubrificantes apresentam est o estrei tamente ligadas s caracter sticas f sicas dessas subst ncias ou seja viscosidade ponto de fulgor ponto de combust o ponto de fluidez ponto de gota de graxa e consist ncia da graxa Veja por qu De todas as caracter sticas f sicas dos lubrificantes a viscosidade a que apresenta o maior interesse pois representa o grau de atrito produzido quando o leo escorre Em outras palavras 181 viscosidade a resist ncia de um fluido ao escoamento Por isso as subst ncias espessas como a graxa t m viscosidade elevada porque n o escorrem A viscosidade n o constante pois varia de acordo com a temperatura leos lubrificantes quando aquecidos tornam se mais finos isto t m sua viscosidade diminu da Para expressar numericamente essa varia o utiliza se o ndice de viscosidade IV que divide os leos lubrificantes em tr s grupos e HVI alto ndice de viscosidade e MVI m dio ndice de viscosidade e LVI baixo ndice de viscosidade Um leo lubrificante com alto ndice de viscosidade apresenta uma varia o re
184. ra o existentes entre as part culas que comp em o 17 material Quando as liga es covalentes unem um grande n me ro de tomos como no caso do carbono a dureza do material grande A resist ncia tra o por exemplo uma propriedade bastante desej vel nos cabos de a o de um guindaste A elasticidade por outro lado deve estar presente em materiais para a fabrica o de molas de ve culos A elasticidade a capacidade que o material deve ter de se deformar quando submetido a um esfor o e de voltar forma original quando o esfor o termina Quando se fala em elasticida de o primeiro material a ser lembrado a borracha embora alguns tipos de materiais pl sticos tamb m tenham essa proprie dade Por m preciso lembrar que o a o por exemplo quando fabricado para esse fim tamb m apresenta essa propriedade o caso do a o para a fabrica o das molas Um material pode tamb m ter plasticidade Isso quer dizer que quando submetido a um esfor o ele capaz de se deformar e manter essa forma quando o esfor o desaparece Essa propriedade importante para os processos de fabrica o que exigem conforma o mec nica como por exemplo na prensagem para a fabrica o de partes da carroceria de ve cu los na lamina o para a fabrica o de chapas na extrus o para a fabrica o de tubos Isso se aplica para materiais como o a o o alum nio e o lat o O que varia o grau
185. ra as senten as que voc julgar corretas e F para as que julgar falsas Reescreva corretamente as que voc considerou falsas a As propriedades do ouro permitiram que ele fosse usado para a fabrica o de armas e ferramentas b O cobre foi usado para a fabrica o de ferramentas porque podia se soldar a ele mesmo e ficava mais duro quando martelado com uma ferramenta c A liga de cobre e estanho que forma o bronze foi descoberta depois do ferro O bronze mais duro e resistente que o cobre puro Apesar de ser abundante o ferro demorou a ser usa do porque era mais mole que o cobre 28 f O ferro que o homem da Antiguidade usava vinha das minas e era trabalhado por fundi o Com quantos elementos qu micos se faz um min rio de ferro Na aula passada voc estudou a natureza dos materiais e viu que eles est o reunidos em dois grandes grupos os materiais met licos e os n o met licos No grupo dos materiais met li cos estudou tamb m que existem dois grupos os materiais met licos ferrosos e os materiais met licos n o ferrosos Naquela aula voc teve uma por o de informa es sobre a estrutura desses materiais e suas propriedades S para refrescar sua mem ria vamos retomar algumas informa es sobre os materiais met licos O dicion rio diz que metal quando em estado s lido um material com estrutura na forma de cristais compostos por elementos qu micos eletropositivos e qu
186. ral e suas aplica es Leia o com aten o Tipo Vantagens Limita es Aplica es Borracha de poli Propriedades iguais ou Facilidade limitadas Pneus para autom veis e caminh es isopreno superiores s da de fabrica o e borracha natural processamento Butadieno Propriedades semelhan Um pouco inferior Combina es com a borracha natural estireno SBR Copol meros de butadieno acrilo nitrila Nitrila Pol meros de clorobutadieno Cloropreno e Neopreno Copol meros de isobutileno Borrachas butil Poli sulfetos Thiokol Poliacr licos Borracha acr licas Hycar Borrachas de silicone Polysi loxane tes s da borracha natural Amplas facilidades de produ o Maior resist ncia a leos e solventes Alta resist ncia ao calor luz a leos e a produtos qu micos Boa resist ncia el trica Excepcional impermeabi lidade a gases elevada resist ncia abras o ao calor luz e aos cidos durabilidade Excelente resist ncia a leos e solventes Boa resist ncia qu mica Excelente resist ncia a leos solventes e cidos Suporta tempera turas altas Suporte temperaturas de trabalho entre 150 a 260 C el stica at 38 C borracha natural em resist ncia tra o e ao desgaste Menor resist ncia tra o N o processado como a borracha natural Dura quando fria
187. resenta o com esferas observe como elas est o organi zadas muito juntas Por m por mais juntas que estejam h espa os vazios entre elas como uma pilha de laranjas arrumadas na banca da feira Quando os metais s o deformados por proces sos mec nicos como a lamina o as camadas de tomos deslizam umas sobre as outras ao longo dos planos de tomos que se formam nas estruturas cristalinas Esses planos s o chamados de planos cristalinos Estruturas cristalinas c bicas possuem mais planos de tomos do que as estruturas hexagonais Por isso mais f cil deformar um material que possui estrutura c bica como o alum nio o cobre e o ferro do que um metal que possui estrutura hexagonal como o magn sio e o c dmio Ao estudar os metais e suas propriedades voc tamb m ouvir falar de defeitos cristalinos Esses defeitos que se formam na maioria das vezes durante o processo de fabrica o surgem na forma de contorno dos gr os por exemplo E como o contorno do gr o se forma simples Durante o processo de solidifica o de qualquer metal a forma o dos cristais se inicia em diversos pontos ao mesmo tempo Nos locais onde esses cristais se encontram forma se uma rea de transi o com tomos que n o pertencem a nenhum dos cristais 11 Na regi o dos contornos dos gr os a deforma o mais dif cil pois os planos cristalinos s o interrompidos dificultando o desli zamento Por isso a rupt
188. resolver os problemas tecnol gicos relacionados produ o do alum nio ele se tornou o metal mais usado depois do a o Atualmente seu volume de produ o maior do que o de todos os outros metais n o ferrosos juntos Mas como ser que 113 ele obtido Na aula anterior dissemos algumas palavras chaves bauxita alumina xido de alum nio eletr lise Vamos ver ent o como e onde elas se encaixam Alumina AlLOs um composto qu mico formado por dois tomos de alum nio e tr s tomos de oxig nio O processo de obten o dos alum nio tem tr s etapas e obten o do min rio bauxita e obten o da alumina e obten o do alum nio Obten o do min rio Como j dissemos aqui o min rio do qual se obt m o alum nio se chama bauxita E esse min rio foi formado pela decomposi o isto a separa o em pequenas part culas de rochas alcalinas Essa decomposi o foi causada pela chuva que se infiltrou na rocha durante milh es de anos Como resultado disso as rochas se transformaram em uma argila ou seja um tipo de terra composta principalmente de xido de alum nio hidratado alumi na misturado com xido de ferro s lica tit nio e outras impure zas A propor o de alumina nessa argila fica entre 40 e 60 Antes do in cio da minera o a terra e a vegeta o acumuladas sobre o dep sito de bauxita s o retiradas com o aux lio de motoniveladoras Em seguida o min ri
189. rincipal elemento adicionado e o segundo d gito para o alum nio puro indica modifica es nos limites de impureza O nenhum controle ou 1 a 9 para contro le especial de uma ou mais impurezas Para as ligas se for diferente de zero indica qualquer modifica o na liga original e o terceiro e o quarto d gitos para o alum nio puro indicam o teor de alum nio acima de 99 Quando se referem s ligas identificam as diferentes ligas do grupo um n mero arbitr rio Parece complicado Vamos ver dois exemplos ent o Digamos que voc tenha m o um cat logo de fabricante de alum nio e escolha o alum nio n mero 1035 O primeiro d gito 1 significa que se trata de uma liga da s rie 1XXX que se refere ao alum nio comercialmente puro O segundo d gito 0 indica que um alum nio sem controle especial de impurezas E finalmente os dois ltimos d gitos 35 significam que um material com 99 35 de alum nio E se for um alum nio 6463A A tabela indica que o primeiro d gito 6 se refere s rie 6XXX correspondente liga de alum nio com magn sio e sil cio O segundo d gito 4 indica que se trata de uma modifica o da liga original 6063 Os dois ltimos d gitos 63 indicam que essa liga a n mero 63 dessa s rie Mas e a letra A Bem essa letra que tamb m normalizada indica que essa liga uma pequena altera o da liga 6463 existente em outro pa s Agora falta a gente estud
190. riu que poderia ser um xido de um metal A esse material ele deu o nome de aluminium O pr ximo grande passo foi dado por um f sico e qu mico dina marqu s chamado Hans Christian Oersted Em 1825 ele conse guiu separar o alum nio de seu xido A massa met lica obtida por esse processo foi um composto de alum nio impuro Em 1854 o cientista franc s Henri Saint Claire Deville substituiu o pot ssio pelo s dio Com isso ele conseguiu reduzir o xido existente na alumina e obteve um alum nio com um n vel de pureza de cerca de 97 Mas foi somente em 1886 que dois cientistas um franc s cha mado Paul Heroult e o americano Charles Martin Hall trabalhan do cada um em seu pa s descobriram o processo de decomposi o eletrol tica do xido de alum nio dissolvido em criolita derreti da Esse processo baseado no princ pio da eletr lise s se tornou poss vel por causa da inven o do d namo el trico Ele basicamente o processo usado at hoje Eletr lise a decomposi o de um composto qu mico por meio de passagem de uma corrente el trica por uma solu o 110 Para parar e estudar Para fazer um pouco de suspense vamos deixar para descrever o processo de obten o e fabrica o do alum nio para a pr xima aula Enquanto isso leia novamente a li o e fa a os exerc cios a seguir Exerc cio 2 Responda s seguintes perguntas a Qual o nome do min rio de onde retirado o a
191. rocesso E voc n o est curioso para aprender um pouco sobre a origem desses metais um assunto interessante ele explica de onde v m os metais ferrosos e o que a gente faz para transform los em mat ria prima ideal para fabricar tanto um autom vel quanto uma faca de cozinha Vamos l ent o Mais um pouco de Hist ria Hoje praticamente imposs vel encontrar alguma rea da ativida de humana na qual o metal n o esteja presente e intimamente ligado ao desenvolvimento Mas para isso o homem percorreu um longo caminho o ouro teria sido o primeiro metal a ser usado aproximadamente 8 000 anos antes de Cristo Ele um metal encontrado em estado puro na natureza e n o necessita de processo de beneficiamento Seu brilho foi o que provavelmente chamou a aten o de nossos antepassados Contudo apesar de ser facilmente trabalh vel devido a suas propriedades alta ductilidade baixa dureza e baixa resist ncia mec nica essas mesmas propriedades impediram que o material fosse usado para finalidades pr ticas como a fabrica o de armas e ferramentas O primeiro metal que foi usado como mat ria prima tanto para objetos de adorno quanto para ferramentas foi o cobre Os livros de Hist ria nos ensinam que 7 000 anos antes de Cristo o homem j fazia experi ncia com esse metal em um lugar hoje chamado Anat lia l na antiga Uni o Sovi tica Por acaso os primeiros artes os descobriram que apesar de bastante d cti
192. rodu o de vidros corantes e cremes dentais Para ser mat ria prima para a produ o n o s de alum nio mas tamb m de abrasivos refrat rios isoladores t rmicos tintas velas de igni o e cer micas de alta tecnologia a alumina hidra tada precisa perder a gua que est quimicamente combinada dentro dela Isso acontece nos calcinadores nos quais ela aquecida a temperaturas entre 1 000 C e 1 300 C 115 Obten o do alum nio N s j vimos nesta li o que a alumina um composto qu mico que cont m dois tomos de alum nio e tr s tomos de oxig nio Para obter o alum nio preciso retirar esse oxig nio que est dentro da alumina Como essa liga o do oxig nio com o alum nio muito forte imposs vel separ lo utilizando os redutores conhecidos como o carbono por exemplo que usado na redu o do ferro Esse foi o problema que impediu o uso desse metal at pouco mais de cem anos atr s E isso foi resolvido com a utiliza o de fornos eletrol ticos A ilustra o a seguir mostra o fluxograma desse processo Tritura o Precipitadores AEE O Misturador rmazenagem de lama Remo o da lama residual Fabrica o dos lingotes Calcinador 7 de alum nio Lingote para fundi o O processo funciona assim a alumina dissolvida dentro dos fornos eletrol ticos em um banho qu mico base de fluoretos Os fornos s o ligados a um circuito el trico em s rie que for
193. rog nio muito pequena 4 O revestimento refrat rio feito com material chamado dolomita que resiste ao ataque da esc ria base de cale ainda permite traba lhar com gusa com alto teor de f s foro D para fazer a o de sucata Essa uma boa pergunta j que na primeira parte da nossa aula falamos sobre como transformar o gusa em a o Isso poderia dar a falsa impress o de que s o gusa mat ria prima para sua fabrica o Se apenas isso fosse poss vel os ferros velhos n o existiriam E quem ainda n o vendeu sua sucatazinha l no ferro velho do bairro para ganhar uma grana extra Pois a gente pode fabricar a o a partir de sucata sim S que tem que usar outro tipo de forno nos fornos el tricos que se transforma sucata em a o Por esse processo transforma se energia el trica em energia t rmica por meio da qual ocorre a fus o do gusa e da sucata sob condi es 56 controladas de temperatura e de oxida o do metal l quido um processo que permite tamb m a adi o de elementos de liga que melhoram as propriedades do a o e lhe d o caracter sticas excepcionais Por causa disso esse o melhor processo para a produ o de a os de qualidade Os fornos el tricos s o basicamente de dois tipos a arco el trico e de indu o O forno a arco el trico constitu do de uma carca a de a o feita de chapas grossas soldadas ou rebitadas de modo a formar um recipiente cil
194. rradas a b c d Para impedir os excessos de diminui o ou aumen to da viscosidade adiciona se ao lubrificante um a ditivo modificador de estrutura Para proteger os metais contra subst ncias corrosi vas e ataques ao meio ambiente adiciona se pol meros aos leos lubrificantes Para inibir o crescimento de fungos e bact rias as graxas devem receber aditivos antiss pticos Para impedir o rompimento da pel cula lubrificante utiliza se leo ou graxa com aditivos compostos de cloro enxofre e f sforo Para conferir alto poder de ader ncia aos lubrifican tes utilizam se pol meros org nicos viscosos como agentes de adesividade Para controlar a velocidade de oxida o dos lubrifi cantes usam se aditivos compostos de enxofre e f sforo Fluido de corte o que isso Para entender o que um fluido de corte precisamos voltar um pouquinho para o come o da aula L a gente dizia que atrito o resultado do contato entre duas superf cies que se movem uma em rela o a outra Dissemos tamb m que o atrito gera calor que imposs vel evit lo e que ele ajuda nas opera es de usinagem certo 188 Para entender onde o fluido de corte entra nisso vamos reprodu zir um trecho do primeiro cap tulo de um manual sobre fluidos de corte editado pela Esso Brasileira de Petr leo S A Usinagem de metais todo o processo pelo qual a forma de uma pe a modificada p
195. rro gases e esc ria Pequena capacidade dos fornos Custo operacional Pequena capacidade dos fornos Custo operacional Nesta aula voc viu que o modo de se fabricar o a o depende da mat ria prima que voc tem disposi o gusa l quido pede fornos com inje o de ar sucata pede fornos el tricos O tipo de a o que voc tem ap s a fabrica o tamb m depende desses processos fornos a ar produzem a os carbono comuns fornos el tricos produzem a os de melhor qualidade cuja composi o qu mica pode ser mais rigorosamente controlada 59 Uma coisa sobre a qual n o falamos foi a respeito dos elementos que podem ser acrescentados a esses a os para que eles tenham suas propriedades melhoradas Esse o assunto da nossa pr xima aula Aguarde Esta segunda parte da aula trouxe informa es importantes Estude as dedicando especial aten o ao quadro que resume as informa es de toda a aula Depois fa a os seguintes exerc cios Exerc cios 3 Escreva V para as frases verdadeiras e F para as frases falsas Depois corrija as erradas e as escreva corretamente no seu caderno a O gusa a nica mat ria prima utilizada na fabrica o do a o b nos fornos el tricos que ocorre a transforma o da sucata em ferro c Nos fornos el tricos a fus o do gusa e da sucata ocorre sob condi es controladas de temperatura e oxida o do metal l quido d O processo de
196. s Estas s o decorrentes do atrito da nave em alta velocidade com a atmosfera Cada placa feita individualmente e n o h duas iguais em toda a nave Para voc ter uma id ia da abrang ncia de utiliza o das cer mi cas avan adas montamos o quadro a seguir com as mat rias primas aplica es propriedades e produtos deste tipo de material 233 Mat ria prima xido de ferro Cer micas carbonato de b rio us E el tricas e e de estr ncio titanato de b rio magn ticas Alumina Cer micas Zirc nia qu micas e eletroqu micas Alumina Cer micas ticas Vidro de s lica Alumina Cer micas Zirc nia t rmicas Alumina Cer micas Biol gicas Zirc nia Cer micas Alumina nucleares Carbeto de boro Carbeto de boro Cer micas Carbeto de sil cio mec nicas e Nitreto de sil cio termomec nicas Alumina Zirc nia Zirc nia Cermetes Alumina Nitreto de sil cio Magnetismo dieletri cidade piezo eletricidade semi condutividade Capacidade de adsor o resist ncia corros o cat lise Condensa o tica translucidez fluores c ncia condu o de luz Condutividade t rmica isola o t rmica refratarieda de absor o de calor resist ncia ao choque t rmico Biocompatibilidade Resist ncia corros o s altas temperaturas e radia o refratarie dade Alta resist ncia mec nica e abras o baixa expans o t rmica e alta resist nc
197. s Um dos processos onde isso fica bem vis vel na lamina o usada para transformar o lingote em 131 chapas para uso posterior Esse processo pode ser executado a frio Se a lamina o feita a quente o alum nio mant m sua maleabilidade Quando realizado a frio esse processo produz um efeito no alum nio chamado encruamento o que o torna mais duro e menos male vel Sua pergunta com certeza agora Mas como isso se d Esses efeitos acontecem dentro da estrutura interna do metal que organizada sob a forma de gr os bem pequenos Se a gente pudesse ver o que ocorre no interior do metal seria uma imagem mais ou menos assim Quando o lingote de alum nio pr aquecido passa no meio de dois ou mais rolos da laminadora como em uma m quina de abrir massa de pastel esses gr ozinhos deslizam um sobre os outros deformam se e recomp em se logo em seguida por causa da temperatura Isso mant m a maleabilidade do metal Na lamina o a frio quando os gr ozinhos s o comprimidos pelos rolos da laminadora eles se quebram e diminuem de tamanho aumentando a dureza e a resist ncia do material e diminuindo sua maleabilidade O efeito da lamina o a frio chamado como j dissemos de encruamento 132 O que acabamos de descrever o que acontece com o alum nio depois que transformado em lingotes ele pode ser laminado a quente ou a frio Com isso as chapas e perfis produzidos ganham
198. s o obtidos pelo uso de um mon mero diferente ou de diferentes combina es de mon meros As propriedades de cada tipo s o determinadas pelo 200 processo de obten o e pelo uso ou n o de determinados tipos de aditivos e cargas As mat rias primas b sicas para a obten o da maioria dos materiais pl sticos s o de origem natural ou sint tica O quadro a seguir mostra alguns produtos derivados de cada tipo de mat ria prima Mt riaprima Origem Produto Celulose Natural Acetato de celulose De rms Am nia e Ur ia Natural Ur ia formalde do Acetileno Sint tico Policloreto de Vinila PVC Poliacrilovinila Benzeno Sint tico Poteter Poliste Os materiais pl sticos s o obtidos pela rea o qu mica realizada com a ajuda de calor press o e elemento catalisador Os proces sos de obten o dos produtos incluem moldagem por compress o extrus o inje o conforma o a v cuo corte em estampos e usinagem As ilustra es a seguir mostram a representa o esquem tica de dois tipos de moldagem por compress o e por inje o Prensa hidr ulica C mara de aquecimento 201 Para a fabrica o das pe as o material pl stico fornecido na forma de gr os grossos lisos e sem rebarbas medindo entre 2 e 3 mm para facilitar o deslizamento nas m quinas injetoras Pode tamb m ser apresentado semi transformado isto transformado em forma de barras placas ou chapas
199. s ligas de tit nio Quais as ligas de tit nio que entraram na constru o dos sistemas de controle de propuls o e rea o dos foguetes que transportaram as naves Apollo e Saturno e por que fo ram usadas 8 Relacione o elemento de liga a sua influ ncia nas ligas de tit nio a Alum nio molibd nio e van dio 1 b Molibd nio zirc nio estanho c Alum nio molibd nio e sil cio d Molibd nio e n quel Resist ncia corros o e salmoura a altas temperaturas Resist ncia a temperaturas elevadas Menor ductilidade Elevada resist ncia espec fica e a altas temperaturas 9 Leia a reprodu o de trechos de uma not cia publicada pelo jornal Folha de S Paulo e fa a coment rios baseando se no que voc estudou nesta parte da aula Especial A 2 Ter a Feira 11 de abril de 1995 viasp FOLHA DE S PAULO TESE DA SEMANA Dentista estuda uso de tit nio em fratura Estudar as causas da fratura de maxilar avaliar a import ncia da tomografia computadorizada no seu diagn stico e a efic cia das miniplacas de tit nio na terapia foi o objetivo da disserta o de mestrado do m dico e dentista S rgio Lu s de Miranda As placas e parafusos antes de a o agora s o substitu das pelas de tit nio para conter os ossos quebrados Segundo Miranda 95 as miniplacas de tit nio apresentam alta biocom patibilidade isto menor possibilidade de rejei o pelo organis
200. s minerais leos graxos soda c ustica emulsificantes gua Usado em fresagem fura o usinagem de cobre e suas ligas leos minerais ou graxos sulfurados ou com subst ncias cloradas 8 Associe os tipos de lubrificantes da coluna A com as m ltiplas aplica es listadas na coluna B Coluna A a b c leo lubrificante Graxa Fluido de corte Coluna B 1 Usado em sistemas mec nicos em que os elementos de veda o n o permitem uma lubri fica o satisfat ria Usado em pe as deslizantes ou oscilantes Usado para resfriamento da ferramenta das aparas e da pe a Usado para garantir menor atrito fluido em altas rota es Usado em elementos mec nicos nos quais a temperatura de trabalho excessiva Usado para prevenir a corros o da pe a da ferramenta e da m quina 193 Ande por sua casa e observe cuidadosamente as coisas que voc tem a sua volta os m veis as cortinas os tapetes os eletrodo m sticos os utens lios de cozinha as roupas dentro da gaveta os brinquedos das crian as Agora olhe pela janela Observe os ve culos que circulam pela rua as vitrines das lojas as roupas e cal ados das pessoas Entre no supermercado analise as embalagens Todas essas coisas t m algo em comum Voc sabe o que Se voc n o sabe n o vamos fazer suspense um material que praticamente se confunde com o s culo XX Embora inventado por volta de 1870 ele s
201. s n o met licas formadas a partir do sil cio e que favorecem o aparecimento de glata tada ta tuto fato teto teta ta o tatoo o foto tado na estrutura do a o bolhas part culas oxidantes corros o microtrincas O que usar para melhorar Na verdade voc tem tr s possibilidades para melhorar a resis t ncia mec nica de qualquer metal aplicar processos de fabrica o por conforma o mec nica como prensagem e lamina o por exemplo pode tamb m tratar o metal termicamente ou seja 70 submet lo a aquecimento e resfriamento sob condi es contro ladas Ou acrescentar elementos de liga Tudo isso vai mexer com a estrutura do metal base de acordo com o que j estuda mos na li o sobre as propriedades dos materiais Por exemplo o a o carbono com baixo teor de carbono at 0 25 que constitui cerca de 90 da produ o total de a o pode ter sua resist ncia mec nica aumentada pelo processamen to mec nico a frio O a o de teor m dio at 0 5 para a produ o de pe as forjadas carca as de caldeiras ferramentas agr colas etc pode ter sua resist ncia mec nica aumentada por meio de tratamento t rmico Ent o quando o a o um a o liga Quando as quantidades dos elementos adicionados s o muito maiores do que as encontradas nos a os carbono comuns E quando essa adi o ajuda o a o na modifica o e melhoria de suas propriedades mec nicas Dependendo da quantid
202. s usados em sua casa s o de cobre um metal que um excelente condutor de eletricidade A resistividade por sua vez a resist ncia que o material oferece passagem da corrente el trica Essa propriedade tamb m est presente nos materiais que s o maus condutores de eletricidade Para que voc n o leve choque os mesmos fios el tricos de sua casa s o recobertos por material pl stico porque esse material resiste passagem da corrente el trica Propriedades qu micas As propriedades qu micas s o as que se manifestam quando o material entra em contato com outros materiais ou com o ambien te Elas se apresentam sob a forma de presen a ou aus ncia de resist ncia corros o aos cidos s solu es salinas O alum nio por exemplo um material que em contato com o ambiente resiste bem corros o O ferro na mesma condi o por sua vez enferruja isto n o resiste corros o Aqui terminamos nossa aula O que acabamos de ensinar sobre as estruturas dos materiais e as propriedades que elas determi nam s o no es importantes para as aulas que vir o depois Sempre que falarmos de um novo material todas as informa es fatalmente girar o em torno de sua utiliza o a partir das proprie dades Estudaremos tamb m como elas poder o ser melhora das em cada tipo de material O assunto super interessante Aguarde Para parar e estudar Mais essa parada e a aula estar terminada Estude t
203. salinhamentos por meio dos acoplamentos flex veis mudan a de condu o por meio de tubos e correias borrachas hidr ulicas Natural ou sint tica a borracha mant m seu papel nico dentro da ind stria mec nica S para lembrar da import ncia desse material pense nos milh es de correias transmitindo movimento em milh es de m quinas por este Brasil afora Para parar e estudar Quando comparada com a borracha natural a borracha sint tica tem algumas vantagens que voc viu nesta ltima parte da aula Vamos estudar um pouco sobre ela Ent o releia esta parte com aten o porque a aula tem umas palavras dif ceis Em seguida fa a o exerc cio que propomos Exerc cios 3 Combine os elementos da coluna A tipos de borrachas sint ticas com os elementos da coluna B aplica es Coluna A Coluna B a Poli sulfetos Thiokol 1 Diafragma para carburador b Poliacr licos 2 Mangueiras e guarni es para c Copol meros de butadieno leo em alta temperatura acrilo nitrila 3 Guarni es para autom vel d SBR 4 Veda o em equipamentos para e Copol meros de isobutadi refinarias eno 5 C maras de ar Pneus Correias 220 4 Escreva as vantagens de cada borracha sint tica listada no exerc cio anterior O que fazer com tanto pneu velho O Brasil produz 32 milh es de pneus por ano Quase um ter o disso exportado para 85 pa ses e o restante roda nos ve culos nacio
204. samento Os retardadores de chama s o incorporados aos pl sticos por quest o de seguran a para impedi los de pegar fogo propagar chama e fuma a Os agentes antiest ticos impedem a cria o ou o armazenamento de eletricidade est tica nas pe as e produtos fabricados de termopl sticos As cargas s o subst ncias incorporadas a um material base mas que n o solubilzam nem reagem com ele O objetivo dessa adi o diminuir o custo do material ou aumentar algumas propriedades definidas e conferir lhe caracter sticas especiais Talco e caulim s o as cargas usadas com maior frequ ncia Os pigmentos s o subst ncias org nicas e inorg nicas que conferem cor ao material a fim de melhorar seu aspecto Eles s o naturais quando obtidos pela moagem de minerais como a s lica e o xido de ferro Ou sint ticos como os xidos e os cromatos que s o produzidos atrav s de rea es qu micas Estes elemen tos de adi o s o incorporados ao material pl stico mecanica mente por meio de m quinas extrusoras calandras ou por misturadores do tipo Banbury Para parar e estudar Os aditivos s o importantes subst ncias agregadas s resinas pl sticas antes do processamento para que eles adquiram certas 206 caracter sticas Essa uma informa o importante Estude esta parte da li o com aten o e fa a os exerc cios a seguir Exerc cios Escreva F ou V conforme sejam falsas ou verdadeiras as alterna tivas a s
205. sem prestar a m nima aten o quantidade de energia e trabalho que est o por tr s de tudo o que fazemos S o gestos simples como abrir a porta da geladeira pegar uma latinha de cerveja bem gelada e sentar na frente da televis o para ver o nosso time favorito jogar Pare um pouco e pense em quantas pessoas estiveram envolvi das na fabrica o de uma coisa t o simples e corriqueira como uma latinha de cerveja uma quantidade muito maior do que voc imagina e envolve uma tecnologia desconhecida at pouco tempo atr s Essa tecnologia a da obten o do alum nio com o qual se fabricam as latinhas da nossa sagrada cervejinha de domingo Nesta aula vamos come ar a entrar no fascinante mundo dos metais n o ferrosos E vamos come ar pelo alum nio que depois do a o o metal mais usado na ind stria atualmente Um pouco sobre o alum nio O alum nio um metal com caracter sticas excepcionais leve resistente corros o bom condutor de calor e eletricidade Reflete a luz possui colora o agrad vel e tem um baixo ponto de fus o 658 C Por isso a utiliza o mais comum que conhe cemos do alum nio al m das panelas da cozinha como emba lagem desde o creme dental passando pelos rem dios alimen tos e bebidas incluindo nossa sagrada cervejinha Todos esses 106 produtos est o protegidos contra a umidade e a luz e podem assim ser conservados por muito mais tempo gra as ao alum nio
206. sofisticados para atender s necessidades da ind stria el trica qu mica sider rgica tica e mec nica Desse 225 modo eles podem estar tanto na sua cozinha quanto no nibus espacial Col mbia Nesta aula voc vai conhecer um pouquinho esse material e como pouco a pouco ele est se firmando na ind stria mec nica como o material do futuro Para isso vamos falar sobre as mat rias primas a estrutura as propriedades e a utiliza o dos produtos cer micos principalmente na ind stria mec nica Afinal o que a cer mica Existem muitas defini es para explicar o que um material cer mico Vamos tentar dar essa explica o sem usar muito tecnolog s Nos textos que a gente pesquisou a defini o mais simples encontrada foi Materiais cer micos s o materiais n o met licos inorg nicos cuja estrutura ap s queima em altas temperaturas apresenta se inteira ou parcialmente cristalizada Isso quer dizer que depois que o material queimado no forno os tomos da sua estrutura ficam arrumados de forma sim trica e repetida de tal modo que parecem pequenos cristais uns juntos dos outros Essa caracter stica da estrutura ou seja a cristaliza o confere ao material cer mico propriedades f sicas como a refratariedade a condutividade t rmica a resist ncia ao choque t rmico a resist ncia ao ataque de produtos qu micos a resist ncia tra o e compress o e a dur
207. ssas caracter sticas que o tornam um material extremamente vers til e aliando isso facilidade de obten o f cil perceber porque ele t o usado na ind stria do s culo XX Anodiza o um processo eletrol tico de tratamento da superfi cie do alum nio Ela d a esse metal uma camada protetora contra a corros o dura e integrada ao material e que permite colori lo permanentemente Para parar e estudar bom agora dar mais uma paradinha para estudar Releia essa parte da aula e fa a o exerc cio a seguir 118 Exerc cio 2 Complete a O alum nio pode ser laminado forjado repuxado dobrado serrado furado lixado e b O alum nio pode ser unido por ii c A superf cie do alum nio pode ser tratada contra a corro s o por meio de ssssssscsssceeceeeeeeeenenaaanaaaanananaanaaa E O alum nio e o ambiente A explora o da bauxita e a produ o do alum nio s o atividades extremamente agressoras ao meio ambiente Sen o vejamos para extrair o min rio da jazida necess rio remover toda a vegeta o e a camada de terra f rtil que esconde a bauxita Para diminuir o problema o solo f rtil e a vegeta o devem ser reservados para serem repostos ap s a extra o do min rio Para evitar a eros o devem ser constru dos terra os recobertos com o solo f rtil anteriormente retirado e as reas reflorestadas com esp cies nativas
208. sse material Quando adicionadas propositalmente s o consideradas elemen tos de liga conferindo propriedades especiais ao a o s vezes elas ajudam s vezes elas atrapalham Assim o que se deve fazer controlar suas quantidades O mangan s a impureza encontrada em maior quantidade no a o at 1 65 Se voc est mesmo ligado deve se lembrar que na produ o do a o ele adicionado para auxiliar na desoxida o do metal l quido e para neutralizar o efeito nocivo do enxofre Nesse processo ele se combina primeiro com o enxofre e forma o sulfeto de mangan s MnS Isso aumenta a forjabili dade do a o a temperabilidade a resist ncia ao choque e o limite el stico Em quantidades maiores ele se combina com parte do carbono e forma o carbeto de mangan s MnsC que muito duro Isso diminui a ductilidade do a o Outro elemento que adicionado ao metal l quido para auxiliar na desoxida o o alum nio Ele usado para acalmar o a o ou seja para diminuir ou eliminar o desprendimento de gases que agitam o a o quando ele est se solidificando Forjabilidade a capacidade do metal de ser forjado Tempera bilidade a capacidade do metal de endurecer por meio de um tratamento t rmico chamado t mpera O f sforo um elemento cuja quantidade presente no a o deve ser controlada principalmente nos a os duros com alto teor de carbono Quando ultrapassa certos limites ele faz o a o ficar ma
209. stalina que pode ser uma ou mais de uma o modo como os tomos mol culas e ons se organizam dentro de um material de maneira fixa regular e repetitiva Ela respons vel pela estabilidade e pela densidade do material e est presente nos minerais naturais Nos produtos cer micos as rea es ocorridas durante a queima destroem as estruturas cristalinas naturais e reagrupam essas estruturas formando novas que s o respons veis pelo desempenho do produto A fase v trea d certas caracter sticas e propriedades ao corpo cer mico Ela funciona mais ou menos como o cimento na constru o civil age como ligante das fases cristalinas s lidas da mesma forma como o cimento une as pedras no concreto Ela confere resist ncia mec nica pe a quando em temperatura ambiente Promove tamb m a translucidez no caso da porcela na E finalmente aumenta a tend ncia deforma o quando o produto exposto a altas temperaturas Isso extremamente indesej vel nos produtos refrat rios ou seja aqueles que preci sam resistir a altas temperaturas porque a fase v trea se torna fluida abaixo de 1 000 C causando deforma o no produto Nas cer micas avan adas para ferramentas de corte as fases v treas causam a diminui o da dureza que uma propriedade funda mental para essa aplica o A fase porosa o espa o vazio entre os gr os s lidos ou dentro dos gr os s lidos que formam o material cer mico Essa fase po
210. ta a resist ncia cor ros o a resist ncia mec nica e a dureza da liga O estanho o outro metal usado principalmente como prote o contra a corros o Seu s mbolo qu mico Sn e extra do da cassiterita SnO resistente corros o bom condutor de eletricidade por m n o magn tico utilizado principalmente na folha de flandres que uma chapa de a o coberta com estanho comercialmente puro Essa chapa combina a resist ncia do a o com a resist ncia corros o a facilidade de soldagem e a boa apar ncia do estanho Esse material usado basicamente na fabrica o de latas para a embalagem de alimentos As ligas estanho zinco e estanho n quel usadas na estanhagem de pe as para motocicletas e autom veis ferramentas partes de instrumentos cient ficos de precis o protegem as pe as contra a corros o O estanho puro e ligado com antim nio e cobre mat ria prima 97 para a produ o de material de solda A liga estanho antim nio cobre tamb m usada na produ o de mancais e ligas de fus veis Para parar e estudar Com estes dois metais terminamos o estudo dos materiais ferrosos e n o ferrosos O que escrevemos aqui s um resumo desse assunto que muito vasto e interessante Para voc que quer ser profissional da rea de Mec nica ele tamb m um dos mais importantes Se voc quiser saber mais sobre ele v biblioteca de seu bairro de sua cidade do S
211. tante avan ada e dispon vel no Brasil 221 poss vel por meio da tritura o dos pneus do uso de solventes para separar o tecido e o a o e da adi o de leos arom ticos obter um produto reciclado com a elasticidade e resist ncia semelhantes ao material virgem Esse material serve para a fabrica o de tapetes para autom veis solados de sapatos pisos industriais e borrachas de veda o entre outros Al m disso o p gerado na recauchutagem e os restos dos pneus mo dos podem ser aplicados na composi o de asfalto de melhor elasticidade e durabilidade Esses mesmos res duos peda os de 5 cm podem ser usados para ajudar na aera o ou seja na ventila o de compostos org nicos para enriquecimento do solo Essas part culas ap s cumprirem sua fun o devem ser retira das do adubo antes da comercializa o Como voc pode perceber embora o que fazer com pneus velhos seja um problema h maneiras de diminui lo contribuindo para a economia do pa s Para parar e estudar Polui o assunto s rio n o mesmo Releia o que escreve mos sobre o assunto desta aula Pense um pouco sobre isso e converse com seus amigos Depois fa a o exerc cio a seguir Exerc cios 5 Comente a seguinte afirma o 10 das 300 mil toneladas de sucata dispon veis no Brasil para obten o de borracha regenerada s o de fato recicladas segundo dados da em presa Relastomer CEMPRE Ficha t cnica 8
212. te n o tem condi es de estar comprando livros a toda hora Uma sa da para isso s o as revistas especializadas que ficam muito mais baratas Nelas voc tem um resumo do que est acontecendo e exemplos da aplica o das teorias Outra melhor ainda porque voc n o paga nada por ela o cat logo do fabricante Em um cat logo voc tem informa es atualizad ssi mas sobre produtos e materiais que est o dispon veis no merca do para que voc realize bem o seu trabalho 93 E como essa ferramenta auxilia o profissional Bem o profissio nal desse fim de s culo v se cercado de uma quantidade cada vez maior de informa es que ele precisa dominar S que n o h necessidade e nem tempo de guardar tudo isso na cabe a A sa da e a grande diferen a entre o profissional atualizado e o outro saber onde procurar a informa o No cat logo voc tem tudo o que precisa muito bem organizado e sintetizado As informa es s o facilmente encontradas e facilmente consulta das Que tipo de informa es Rela o de produtos especifica es como peso dimens es e formatos aplica es composi o qu mica temperaturas de trabalho processos de fabrica o compat veis com o material dados para c lculos equival ncia entre normas t cnicas de diversos pa ses uma verdadeira aula sobre qualquer material que voc queira usar A quantidade de informa o todavia vai depender da empresa al
213. terial que ajuda o min rio de ferro a se fundir o calc rio Esse material uma rocha constitu da por carbonato de c lcio que por sua vez uma combina o de c lcio com carbono e oxig nio Para eliminar as impurezas que como dissemos l atr s os min rios cont m temos que colocar em nossa receita materiais que ajudam a elimin las Assim por exemplo a cal usada como fundente ou seja torna l quida a esc ria do ferro gusa O min rio de mangan s ajuda a diminuir os efeitos nocivos do enxofre que uma impureza que torna o a o mais fr gil Esse min rio tamb m um desoxidante isto elimina oxig nio que contamina o a o Os combust veis s o muito importantes na fabrica o do ferro gusa pois precisam ter um alto poder calor fico Isso quer dizer que t m de gerar muito calor e n o podem contaminar o metal obtido Dois tipos de combust veis s o usados o carv o vegetal e o carv o mineral Por suas propriedades e seu elevado grau de pureza o carv o vegetal considerado um combust vel de alta qualidade Na ind stria sider rgica brasileira esse tipo de combust vel participa ainda em cerca de 40 da produ o total de ferro fundido Suas 33 duas grandes desvantagens s o o preju zo ao ambiente desflo restamento e a baixa resist ncia mec nica muito importante no alto forno porque o combust vel fica embaixo da carga e tem que ag entar todo o seu peso O carv o mineral pr
214. tica Buna S S A estireno Ap EE Dois pa ses entraram nessa corrida na d cada de 30 a Alema nha que se preparava para a guerra e os Estados Unidos que perceberam a incerteza a que o fornecimento de borracha natural estava sujeito em caso de guerra uma vez que a maioria dos produtores estava no sudeste da sia Assim em 1931 os alem es desenvolveram as borrachas conhe cidas como Buna S um copol mero de estireno butadieno e Buna N um copol mero de butadieno acrilonitrila J na metade dessa d cada 1936 empresas americanas desenvolveram pesquisas para obter um produto com propriedades superiores s da borracha natural Esses produtos foram as borrachas nitr licas Buna N e as but licas copol meros de isobutileno isopreno Fique por dentro Os SBRs ou copol meros de estireno butadieno combinados na propor o de 75 de butadieno e 25 de estireno s o as borrachas sint ticas mais comuns no mercado 218 As borrachas sint ticas tamb m chamadas de elast meros sint ticos t m as mesmas propriedades das borrachas naturais ou seja elasticidade possibilidade de vulcaniza o solubilidade em solventes resist ncia gua eletricidade e abras o Por outro lado apresentam melhor desempenho quanto durabilidade e resist ncia a leos ao calor e luz O quadro a seguir apresenta algumas borrachas sint ticas suas vantagens e desvantagens em rela o borracha natu
215. tome um caf ou um suco e depois volte para reler a ltima parte da aula e fazer os exerc cios Exerc cios 2 Resolva as seguintes quest es a Escreva com suas palavras como poss vel melhorar a resist ncia mec nica de um metal b Quando um a o um a o liga c O que a adi o de elementos de liga traz ao a o d Quais os elementos de liga mais comumente adicionados ao a o e Qual a diferen a entre um a o de baixa liga e um a o es pecial f Em que momento ocorrem as modifica es na estrutura do a o e que lhe d o caracter sticas especiais g O que a t mpera confere ao a o Avalie o que voc aprendeu Ser que voc pode ir adiante O teste a seguir vai lhe dizer sim ou n o 73 3 Associe os elementos listados na coluna A com as caracter s Coluna A a b c d e mangan s Alum nio Enxofre Sil cio F sforo 2 3 ticas ou aplica es propostas na coluna B Coluna B 1 Elemento usado para diminuir ou eliminar o desprendimento de gases que agitam o a o quando ele est se solidificando Elemento cuja quantidade deve ser controlada principalmente nos a os duros com alto teor de carbono Elemento que acrescentado ao metal l quido para auxiliar na desoxida o e para impedir a forma o de bolhas nos lingotes Impureza encontrada em maior quantidade no a o ela adicionada para auxiliar na desoxida o do met
216. transforma o da sucata em a o permite tamb m a adi o de elementos de liga que melhoram as propriedades do a o 4 a Qual a principal diferen a entre forno a arco el trico e o forno de indu o b Na sua opini o qual a maior vantagem e a maior desvan tagem dos fornos el tricos Por qu 60 5 Responda s seguintes perguntas a Que nome se d ao processo que transforma o gusa em a o b Qual dos elementos que comp em o ferro gusa torna o duro e portanto quebradi o Por qu Lembre se das propriedades dos materiais c O que um conversor e qual a principal diferen a entre ele e um forno el trico d Escreva com suas palavras as vantagens de utiliza o de um conversor Bessemer e de um forno el trico de in du o e Escreva com suas palavras as desvantagens do forno a arco el trico e do conversor LD f Que tipos de a os s o produzidos por 1 Conversores nnn ss irerrraseraaaanaaa 2 Fornos el tricos eenen 61 Introdu o Do ponto de vista da produ o industrial quanto melhores forem as propriedades mec nicas de um material qualquer melhor ser sua utiliza o Isso serve tanto durante o processo de fabrica o quanto durante o uso da pe a j fabricada N o muito depois de ter aprendido a usar o cobre o homem percebeu que o bronze uma mistura de cobre e estanho era muito melhor do que o metal puro Embora desconhecesse a estrutura interna do bronz
217. tre 3 0 e 4 5 pode seguir um entre dois caminhos pode ir para a fundi o para ser usado na fabrica o de pe as de ferro fundido ou pode ir para a aciaria onde pode ser misturado com sucata de a o ou eventualmente com outros metais para se transformar em a o ou seja uma liga ferrosa com um teor de carbono de menos de 2 0 46 Como voc p de perceber realmente a nica m gica que existe na fabrica o do gusa a das rea es qu micas e isso o homem da Antiguidade n o conhecia O que ele sabia era que quanto mais altas as temperaturas melhor era o resultado que ele obtinha No momento em que o homem descobriu como obter as temperaturas ideais e o que acontecia dentro do forno o progres so foi r pido e cont nuo Para voc aluno do Telecurso deve ter ficado a curiosidade de conhecer mais detalhes do que se pode fazer com o produto que sai do alto forno Isso bom mas vamos manter o suspense at a pr xima aula Exerc cios 3 Ordene numerando de 1 a 5 as fases das rea es qu micas que ocorrem dentro do alto forno Depois explique cada uma delas a A ganga se funde b O ferro sofre carboneta o c O gusa se funde d Os xidos de ferro sofrem redu o e Certos elementos da ganga s o parcialmente reduzi dos 4 Resolva as seguintes quest es a Descreva as tr s zonas que se formam dentro do alto forno por causa da movimenta o da carga que desce
218. u menos do mesmo jeito Vamos ent o estudar um pouquinho sobre as designa es normalizadas para o ferro fundido e depois s fazer o exerc cio Exerc cios 3 Relacione uma coluna com a outra de acordo com o tipo de ferro fundido Coluna A Coluna B a Ferro fundido cinzento 1 FMBS b Ferro fundido male vel preto 2 FC c Ferro fundido male vel branco sold vel 3 FMP d Ferro fundido nodular 4 FE 4 Responda qual o limite de resist ncia tra o dos seguintes tipos de ferros fundidos Tap FE 0000 ger sm PAA EEEE UE EEE EEEE UET 2 EMP 55005inanninpanninnennnan an a 3s FE 290rman ennnen nnna n SER RE A 4 FMBS 98012 eieh aaao Uma ferramenta de papel Quando voc pensa em ind stria mec nica com certeza pensa em grandes m quinas ferramentas tudo feito de metal Mas para o profissional existe uma ferramenta de papel que indis pens vel N o maluquice n o Ela ajuda voc de modo que n o seja preciso decorar todas essas designa es dadas pelas normas e sobre as quais acabamos de falar Estamos falando dos cat logos dos fabricantes de materiais CARACTER STICAS E Composi o Qu mica Propriedades Mec nicas cjmj e s s Produtos Espessura LE claro Nos livros voc aprende a teoria Por m o desenvolvi mento da tecnologia t o r pido que voc n o consegue quase acompanhar Al m disso os livros s o caros e a gen
219. ual voc escolheria para a fabrica o de seus produto Por qu a 1006 b 1132 c 9210 d 4320 O ferro fundido tem norma Claro que tem Como j dissemos na outra parte da li o todos os materiais s o normalizados E voc deve se lembrar tamb m que os a os s o classificados de acordo com sua composi o quimica ou seja teor de carbono e quantidade de elementos de liga 90 N s tamb m j estudamos que o ferro fundido pode ser branco cinzento nodular e male vel Diferentemente do a o cuja compo si o qu mica usada para fins de designa o normalizada a norma para o ferro fundido apresenta n meros que se referem a dados correspondentes a suas propriedades resist ncia tra o e ao alongamento e limite de escoamento Esses n meros foram obtidos a partir de ensaios ou testes feitos com instrumentos especiais Assim os ferros fundidos cinzentos s o classificados pela norma NBR 6589 de acordo com seus limites de resist ncia tra o A classifica o codificada por duas letras e um n mero de tr s d gitos FC XXX Nela as letras FC indicam o ferro cinzento e o n mero indica a resist ncia tra o em MPa Veja tabela abaixo Tipos MPa MPa a abreviatura de mega pascal que um m ltiplo da 200 unidade pascal Pa Assim 10 250 MPa equivalem a 1kgf mm Por exemplo um ferro fundido FC 200 um ferro fundido cinzen to com 200 MPa 20
220. uas primeiras A redu o dos xidos de ferro acontece medida que o min rio o agente redutor coque ou carv o vegetal e os fundentes calc rio ou dolomita descem em contra corrente em rela o aos gases Esses s o o resultado da queima do coque basica mente carbono com o oxig nio do ar quente em torno de 1 000 C soprado pelas ventaneiras e que escapam da zona de combust o principalmente para cima e queimam os peda os de coque que est o na ab bada ou parte superior da zona de combust o 45 A esc ria uma esp cie de massa v trea formada pela rea o dos fundentes com algumas impurezas existentes no min rio Ela pode ser aproveitada para a fabrica o de fertilizantes ou de cimentos para isolantes t rmicos Conforme o coque vai se queimando a carga vai descendo para ocupar os espa os vazios Esse movimento de descida vai se espalhando lateralmente pela carga at atingir toda a largura da cuba carregamento de min rio de ferro coque e funcentes zona de pr aquecimento e redu o zona de fus o zona de combust o gusa l quido As rea es de redu o carboneta o e fus o que n s descre vemos anteriormente geram dois produtos l quidos a esc ria e o ferro gusa que s o empurrados para os lados pelos gases que est o subindo e escorrem para o cadinho de onde saem pelo furo de corrida gusa e pelo furo da esc ria Ao sair do alto forno o gusa com teor de carbono en
221. ubst ncias org nicas e inorg nicas que conferem ao material cores para melhorar seu aspecto s o chamadas Alternativas 1 2 3 4 lubrificantes pigmentos fixadores estabilizantes c Entre muitas qualidades o pl stico apresenta tamb m algumas defici ncias como por exemplo Alternativas 1 alta resist ncia mec nica e ao calor muita estabilidade dimensional baixo coeficiente de dilata o facilidade para reparar alta resist ncia mec nica e ao calor pouca estabilidade dimensional alto coeficiente de dilata o facilidade para reparar baixa resist ncia mec nica e ao calor pouca estabilidade dimensional alto coeficiente de dilata o dificuldade para reparar 210 10 Escreva V ou F conforme as afirmativas a seguir sejam verdadeiras ou falsas a O pl stico n o biodegrad vel pois a natureza n o consegue absorv lo b A forma de controlar a quantidade de material n o biodegrad vel na natureza atrav s da reutiliza o e da reciclagem c A utiliza o de pl sticos biodegrad veis esbarra no fator econ mico pois enquanto esse material for mais barato ser dif cil resolver o problema da polui o ambiental causada pelo material pl stico d A maior quantidade poss vel de material pl stico deve ser reciclado para proteger o meio ambiente 11 Reescreva corretamente as senten as que voc assinalou F 211
222. udo com aten o e fa a os exerc cios a seguir Depois apresentamos um teste final para voc mesmo avaliar o quanto aprendeu e passar para a pr xima aula 21 Exerc cios 2 Assinale com um X a alternativa correta das quest es a seguir a Quando precisamos de um material que resista a um de b c d e terminado esfor o muito importante conhecer sua 1 0 2 3 4 composi o qu mica resist ncia mec nica densidade condutividade el trica Ao aplicarmos um esfor o sobre um material se ele defor mar se permanentemente dizemos que esse material tem 1 2 3 4 elasticidade dureza condutividade t rmica ductilidade Um material cuja propriedade a condutividade el trica deve ser capaz de 1 2 3 4 oferecer resist ncia passagem da corrente el trica aquecer com a passagem da corrente el trica conduzir a corrente el trica isolar a corrente el trica A capacidade que o material tem de se deformar quando submetido a um esfor o e de voltar forma original quan do o esfor o termina caracterizada como 1 2 3 4 maleabilidade compressibilidade elasticidade fragilidade O que determina o comportamento dos materiais quando submetidos a varia es de temperatura s o 1 0 2 3 4 as propriedades el tricas as propriedades t rmicas as propriedades qu
223. ue causa o atrito E isso acontece mesmo que voc tenha duas superf cies extremamente lisas e polidas que voc reconhece pela vis o e pelo tato O que sua m o n o consegue sentir e os seus olhos n o conseguem ver s o sali n cias e reentr ncias muito pequenas S o elas que dificultam o deslizamento da superf cie causando o atrito Como imposs vel obter superf cies nas quais essas irregulari dades n o existam fica f cil concluir que jamais se conseguir eliminar o atrito Ele pode ficar menor mas estar sempre l 178 Fique por dentro Voc n o deve pensar que o atrito acontece somente entre s lidos O contato em movimento entre um s lido e um l quido ou um elemento gasoso tamb m causa atrito A prova disso que os corpos das naves espaciais do tipo Col mbia t m que ser fabricados com materiais que resistam s altas temperaturas geradas pelo atrito com a atmosfera quando elas retornam Terra Para a gente que est estudando Mec nica o que interessa o atrito entre as superf cies s lidas que ocorre a todo o momento nas m quinas ferramenta e nos conjuntos mec nicos em movi mento Nessas circunst ncias o atrito traz como consequ ncias o aumento de temperatura o desgaste da superf cie a libera o de part culas a predisposi o corros o e a micro soldagem a frio E o que voc como mec nico ou mesmo algu m que faz uso de um conjunto mec nico como um autom vel
224. ue n o se altera no processo Portanto o catalisador a subst ncia que aumenta a velocidade da rea o qu mica 199 Mas o que ser que acontece dentro do material durante o processamento Bem se pud ssemos olhar l dentro enquanto o material aquecido ver amos cadeias de mol culas formando fios Esses fios t m a facilidade de deslizar uns sobre os outros e quando o material esfria os fios se juntam e se entrela am sem se romper significativamente como se estiv ssemos vendo um prato de espaguete no qual cada fio representa uma cadeia molecular A ilustra o a seguir demonstra como isso acontece com um composto de vinila na fase 1 o l quido flui com a facilidade id ntica da gua as mol culas est o relativamente pequenas na fase 2 as mol culas atingem um tamanho que permite o aumento da viscosidade na fase 3 a polimeriza o se completa e as mol culas tornam se bastante longas aglutinando se sem se romper Nessa fase o pol mero est t o viscoso que pode ser considerado um s lido Isso a polimeriza o NATUREZA DA MOL CULA VARIA O DA VISCOSIDADE Quando na forma o das macromol culas participam mais do que um tipo de mon mero obt m se pl sticos chamados copoli meros Dependendo da disposi o dos diferentes mon meros nas mol culas dos copol meros estes apresentam diferentes caracter sticas f sico qu micas Os tipos ou fam lias dos materiais pl sticos
225. ue re ne as vantagens do a o e as do ferro fundido cinzento Assim ele tem ao mesmo tempo alta resist ncia mec nica e alta fluidez no estado l quido o que permite a produ o de pe as complexas e finas O ferro fundido male vel produzido a partir de um ferro fundido branco submetido a um tratamento t rmico por v rias horas que torna as pe as fabricadas com esse material mais resistentes ao choque e s deforma es Dependendo das condi es do trata mento t rmico o ferro pode apresentar o n cleo preto ou branco O ferro fundido male vel de n cleo preto ou americano passa por um tratamento t rmico em atmosfera neutra em que a cementita se decomp e em ferro e carbono e no qual o carbono forma uma grafita compacta diferente da forma laminada dos ferros fundidos cinzentos Ele usado para a fabrica o de 80 suportes de molas caixas de dire o cubos de rodas bielas conex es para tubula es hidr ulicas e industriais O ferro fundido male vel de n cleo branco passa por um tratamento t rmico em atmosfe ra oxidante no qual o carbono removido por descarboneta o n o havendo forma o de grafita Por causa disso ele adquire caracter s ticas semelhantes s de um a o de baixo carbono e pode ser soldado um material G gt indicado para a fabrica o de barras de tor o corpos de mancais flanges para tubos de escapamento Finalmente temos o ferro fundido nodular
226. uintes perguntas Quais os processos usados para transformar o gusa em ferro fundido Dos materiais usados como carga no forno cubil qual serve para separar impurezas e qual serve como combus t vel Qual a desvantagem do forno cubil 78 d Qual o tipo de forno usado quando se deseja obter um ferro fundido de melhor qualidade Tipos de ferro fundido O ferro fundido o que chamamos de uma liga tern ria Isso quer dizer que ele composto de tr s elementos ferro carbono 2 a 4 5 e sil cio 1 a 3 Existe ainda o ferro fundido ligado ao qual outros elementos de liga s o acrescentados para dar alguma propriedade especial liga b sica Dependendo da quantidade de cada elemento e da maneira como o material resfriado ou tratado termicamente o ferro fundido ser cinzento branco male vel ou nodular O que determina a classifica o em cinzento ou branco a apar ncia da fratura do material depois que ele resfriou E essa apar ncia por sua vez determinada pela forma como o carbono se apresenta depois que a massa met lica solidifica E ele se apresenta sob duas formas como cementita FesC ou como grafita um mineral de carbono usado por exemplo na fabrica o do l pis Assim no ferro fundido cinzento o carbono se apresenta sob a forma de grafita em flocos ou l minas que d a cor acinzentada ao material Como o sil cio favorece a decomposi o da cementi ta em ferro e grafita esse tipo
227. um nio 3 Contatos el tricos e mangueiras flex veis d Bronze ao sil cio 4 Trocadores de calor tubos para gua do e Bronze ao berilo mar hastes e h lices navais 5 Pe as hidr ulicas para a ind stria naval O lat o O lat o a liga de cobre Cu e zinco Zn que voc provavelmen te associa a objetos de decora o aquele metal amarelo usado em acabamento de m veis e fechaduras por exemplo Essa liga cont m entre 5 e 45 de zinco Sua temperatura de fus o varia de 800 C a 1 070 C dependendo do teor de zinco que ele apresenta Em geral quanto mais zinco o lat o contiver mais baixa ser sua temperatura de fus o Uma coisa que interessante saber que o lat o varia de cor conforme a porcentagem do cobre presente na liga Essa infor ma o est resumida na tabela a seguir Porcentagem de zinco Avermelhado Amarelo Amarelo claro Lat o vermelho brilhante Lat o amarelo uma liga d ctil male vel e boa condutora de eletricidade e calor tem boa resist ncia mec nica e excelente resist ncia corros o Ela pode ser fundida forjada laminada e estirada a frio Quando cont m at 30 de zinco o lat o facilmente conforma do por estiramento corte dobramento mandrilagem e usinagem Pode ser unido por solda de estanho e solda de prata O lat o aceita quase todos os m todos de conforma o a quente e a frio e a maioria dos processos de solda Nessa propor
228. um substituto do marfim na fabrica o de bolas de bilhar Quem conseguiu isso foi o norte americano chamado John Wesley Hyatt Depois de v rias tentativas frustradas ele descobriu sem querer ao derramar uma garrafa de col dio ou nitrocelulose que este se aglutinava como uma cola Acrescentando c nfora ao nitrato de celulose e subme tendo essa mistura a uma determinada press o e temperatura ele obteve um material mold vel ao qual deu o nome de celul ide Acredite se quiser Por n o ser qu mico e n o conhecer as propriedades explosivas da nitrocelulose John Hyatt fez experi ncias que um qu mico n o faria e os pesquisadores n o sabem at hoje como ele sobreviveu a elas As primeiras bolas de bilhar fabricadas por Hyatt consistiam de um n cleo de p de marfim ligado com laca e recoberto com uma camada de col dio nitrocelulose As bolas assim fabricadas explodiam quando batiam umas nas outras O celul ide tinha v rios defeitos e contribuiu para a m fama inicial dos materiais sint ticos era inst vel decompunha se facilmente quando exposto luz e ao calor e era altamente inflam vel O primeiro pl stico fabricado pelo homem atrav s de s ntese foi a resina fenol formalde do desenvolvida pelo f sico e qu mico 196 belga Leo Hendrik Baekeland Estudando seriamente sobre a polimeriza o e a condensa o ele conseguiu viabilizar um m todo de rea es controladas de polimeriza o de modo a produz
229. undo do tanque Como o min rio sulfuroso flutua porque n o se mistura na gua o sulfeto de cobre e o sulfeto de ferro fixam se nas bolhas de ar sopradas formando uma espuma concentra da na superf cie do tanque a qual recolhida e desidratada Essa etapa chama se flota o ou concentra o s sos Ar Concentrados de cobre A terceira etapa a decanta o e filtragem quando se obt m um concentrado com 15 a 30 de cobre Na quarta etapa o concentrado levado juntamente com funden tes a um forno de chama direta chamado de rev rbero Grande parte do enxofre e de impurezas como o ars nio e o antim nio que est o dentro do concentrado s o eliminados Os sulfetos de ferro e cobre s o transformados em xidos O material que sai dessa etapa apresenta entre 35 e 55 de concentra o de cobre e chamado de mate Para retirar o enxofre e o ferro do mate este levado aos con versores para a oxida o No conversor o ferro se oxida e se une s lica para ser transformado em esc ria que eliminada Depois o enxofre que sobrou tamb m eliminado sob a forma de 143 g s O cobre bruto obtido nessa etapa recebe o nome de blister e apresenta uma pureza entre 98 e 99 5 de cobre com impurezas como antim nio bismuto chumbo n quel etc e tamb m metais nobres como ouro e prata A refina o do bl ster a ltima etapa do processo de obten o do cobre Essa refina
230. ura de um metal na maioria dos casos acontece no contorno do gr o Como voc v pouco a pouco a estrutura dos materiais come a a ajudar a explicar suas propriedades Mas quais s o elas J citamos aqui o ponto de fus o a solubilidade a resist ncia mec nica a ductilidade S que n o dissemos o que isso significa para o material Ser que bom Ser que ruim S o s essas as propriedades O assunto intrigante mas vamos fazer suspense porque s vamos falar sobre isso na pr xima li o Por enquanto fique com os nossos exerc cios Para parar e estudar O objetivo destas paradas estrat gico um tempo para voc reler esta parte da aula fazer anota es aprender Os exerc cios s o para ajudar Vamos a eles Exerc cios 3 Responda a estas perguntas a O que a estrutura cristalina b Cite alguns materiais que t m estrutura cristalina c Cite os tr s tipos de estrutura cristalina que existem d Por que mais f cil deformar um metal que possui estru tura c bica e O que acontece com as camadas de tomos quando os metais s o deformados por processos de fabrica o como a lamina o f Por que a ruptura de um metal quase sempre ocorre no contorno do gr o 12 Avalie o que voc aprendeu 4 Fa a um resumo desta aula usando as seguintes palavras chave tomo pr ton neutro el tron camada de val ncia liga o met lica cristal estrutura cristalina gr o c
231. usado tamb m na fabrica o do ferro fundido nodular e na redu o de metais 35 Somente 15 s o usados na fabrica o de produtos As ligas de magn sio podem ser fundidas ou conformadas por lamina o forjamento ou extrus o Elas t m como caracter sticas baixa densidade alta resist ncia e dureza em baixas e altas temperaturas e elevada resist ncia corros o em temperatura ambiente As propriedades mec nicas de algumas delas podem ser melhoradas por tratamento t rmico Essas caracter sticas fazem com que elas se tornem adequadas fabrica o de pe as de embreagem suporte de pedal de freio trava de coluna de dire o ferramentas manuais calandras m quinas de impres s o componentes de m quinas de alta velocidade e componen tes para a ind stria aeroespacial Estas informa es est o resumidas no quadro a seguir Elemento adicionado Influ ncia Aplica es Alum nio e zinco Boa resist ncia mec nica por Ind stria aeron utica e conforma o a frio automobil stica Zinco e zirc nio Ductilidade e boa resist ncia rodas caixas de manivela mec nica por encruamento tanques de combust vel Alum nio e mangan s Alta resist ncia a impactos alta pist es e ductilidade outras pe as de Alum nio zinco e mangan s Alta resist ncia tra o motores a jato Para parar e estudar Vamos dar mais uma paradinha para estudar Use os exerc cios a seguir para avaliar o seu progresso
232. utros tipos de objetos vasilhas ta as armas e ferra mentas No antigo Egito por exemplo cunhas e serras feitas de cobre foram usadas na constru o das pir mides Mas afinal o que o cobre O cobre um metal n o ferroso e n o magn tico que se funde a 1 080 C e depois da prata o melhor condutor de eletricidade e calor um metal d ctil e male vel que pode ser laminado a frio ou a quente Ao ser laminado a frio estirado ou estampado ele adquire um endureci mento superficial que aumenta sua resist ncia por m diminui sua maleabilidade Isso o torna mais fr gil o que corrigido com o tratamento t rmico Em contato com o ar seco e em temperatura ambiente o cobre n o sofre altera es isto n o se oxida Em contato com o ar mido no entanto ele se recobre de uma camada esverdeada 139 popularmente conhecida por azinhavre ou zinabre carbonato b sico de cobre O azinhavre impede a oxida o do cobre mas prejudicial sa de Por isso recomenda se lavar as m os sempre que se manusear pe as de cobre O cobre um metal relativamente escasso H somente 0 007 de cobre na crosta terrestre e como vem sendo usado h milha res de anos seu custo alto em rela o a outros metais mais abundantes Por isso para muitas aplica es o cobre vem sendo substitu do pelo alum nio Por suas caracter sticas o cobre usado nas seguintes aplica es componentes de radar enrola
233. verdade para que isso aconte a uma s rie de rea es e modifica es qu micas aconte cem dentro do gusa e elas s o sempre as mesmas O que muda o ambiente onde essas rea es acontecem e a maneira como elas s o provocadas V rios tipos de fornos s o usados nesses processos Quais s o esses fornos e o que acontece dentro deles o que voc vai estudar nesta li o O ar d a sua gra a Na aula passada voc estudou que o produto que sai do alto forno o ferro gusa uma mat ria prima com grandes quantida 51 des de carbono e impurezas normais como o sil cio o mangan s o f sforo e o enxofre Por causa disso o gusa duro e quebradi o Para transformar o gusa em a o necess rio que ele passe por um processo de oxida o combina o do ferro e das impurezas com o oxig nio at que a concentra o de carbono e das impurezas se reduza a valores desejados At que se descobrisse como fazer isso os engenheiros deram tratos bola A id ia apresentada simultaneamente por um ingl s Henry Bessemer e por um americano William Kelly em 1847 foi injetar ar sob press o a fim de que ele atravessasse o gusa Esse processo permitiu a produ o de a o em grandes quantidades Os fornos que usam esse princ pio ou seja a inje o de ar ou oxig nio diretamente no gusa l quido s o chamados converso res e s o de v rios tipos Os mais conhecidos n s vamos estudar juntos Eles s
234. vil A liga de alum nio sil cio Si apresenta baixo ponto de fus o e boa resist ncia corros o Quando o teor de sil cio elevado em torno de 12 a liga se torna adequada para produzir pe as fundidas Ela tamb m indicada como material de enchimento em processos de soldagem e brasagem Brasagem ou solda forte o processo de uni o de metais no qual o material de adi o sempre se funde a uma temperatura abaixo da temperatura de fus o das pe as a serem unidas As ligas de alum nio magn sio Mg s o excelentes para a soldagem al m de serem tamb m resistentes corros o princi palmente em atmosferas marinhas Por isso s o muito emprega das na fabrica o de barcos carrocerias para nibus e furg es e no revestimento de tanques criog nicos Tanque criog nico um recipiente usado para armazenar gases ou l quidos a temperaturas extremamente baixas poss vel tamb m combinar elementos de liga o caso das ligas de alum nio que cont m magn sio e sil cio em sua composi o Essas ligas apresentam uma resist ncia mec nica um pouco menor que as ligas de alum nio e cobre Por m t m elevada resist ncia corros o s o facilmente moldadas usinadas e soldadas e aceitam diversos tipos de processos de acabamento tais como o polimento o envernizamento e a esmalta o S o usadas na constru o civil na fabrica o de ve culos e m quinas e fios para cabos de alta tens o 125 E
235. vo que a intervalos regulares temos que trocar o leo do motor do carro Mas se voc abrir o cap ou olhar o carro por baixo vai ver in meros pontos onde h necessidade de lubrifica o n o de leo mas de graxa Qual a diferen a Quando e por que usar um e n o outro Bem a primeira diferen a a mais bvia pois voc pode ver o leo um lubrificante l quido e a graxa um lubrificante pastoso aditivos e amp S H SE A s o aa BEE quo E c meni ho Depois v m as diferen as de composi o Os leos podem ser minerais isto derivados de petr leo ou n o minerais como os leos graxos compostos ou sint ticos As graxas s o formadas misturando se um leo mineral ou sint tico com um espessante isto um agente engrossador que pode ser um sab o met lico argilas modificadas ou s lica gel lubrificante liquido leo basa 184 Dica tecnol gica Os sab es met licos n o s o muito diferentes dos tradicionais sab es de lavar roupa Eles s o obtidos pela rea o qu mica entre um cido graxo geralmente sebo e um sab o alcalino Assim a cal virgem produz um sab o de c lcio a soda c ustica d sab o de s dio o hidr xido de l tio d sab o de l tio A terceira diferen a consequ ncia das duas primeiras a aplica o Embora as fun es de cada um sejam id nticas as graxas s o usadas em sistemas mec nicos onde os elementos de ve
236. voc acha que s o feitas as v lvulas artificiais que s o colocadas no cora o de pessoas com proble mas card acos De tit nio 86 No entanto esses materiais custam caro Isso acontece porque os metais usados como o magn sio ou o tit nio e a tecnologia de sua produ o exigem muita pesquisa para seu desenvolvimento Nesta aula vamos conhecer a fam lia dos metais n o ferrosos o magn sio o n quel o tit nio o zinco o chumbo e o estanho Eles n o foram agrupados por serem menos importantes mas porque seu emprego se restringe aos casos em que necess rio apro veitar alguma de suas propriedades caracter sticas e que os metais que estudamos at agora n o t m Metais de propriedades especiais Do ponto de vista estrutural e econ mico nenhum metal se compara ao a o ao a o liga ou ao ferro fundido Por m muitas vezes o tipo de trabalho a ser realizado ou o produto a ser fabricado exige propriedades que os metais ferro sos n o possuem ou necessitam que sejam melhoradas S o propriedades como a resist ncia corros o a baixa densi dade a condutibilidade el trica ou t rmica a resist ncia mec ni ca a ductilidade e a facilidade de ser fundido Tudo isso voc encontra nos metais n o ferrosos Ent o vamos come ar nosso estudo pelo n quel O n quel e suas ligas O n quel cujo s mbolo qu mico Ni e ponto de fus o 1452 C tamb m faz parte do grupo dos metais mais antig
237. xistem tamb m ligas de alum nio fabricadas com a adi o de zinco Zn e uma pequena porcentagem de magn sio Mg cobre Cu ou cromo Cr Depois de passar por tratamento t rmico essas ligas s o usadas em aplica es que exijam uma alta rela o resist ncia peso principalmente na constru o de avi es Outros elementos de liga que podem ser adicionados ao alum nio s o bismuto Bi cnumbo Pb tit nio Ti estanho Sn n quel Ni etc S o as varia es nas quantidades e combina es dos elementos que originam uma infinidade de ligas com proprieda des adequadas a cada uma das aplica es Se voc est achando dif cil guardar de cabe a todas essas informa es preparamos um quadro que resume tudo o que dissemos at aqui sobre as ligas de alum nio Veja como fica mais f cil Elemento adicionado Caracter sticas Aplica es Alum nio puro Ductilidade condutividade el trica e Embalagens folhas muito finas t rmica resist ncia corros o recipientes p a ind stria qu mica condutores el tricos Resist ncia mec nica resist ncia a Rodas de caminh es rodas altas temperaturas e ao desgaste estrutura e asas de avi es cabe o usinabilidade tes de cilindros de motores de avi es e caminh es pist es e blocos de cilindros de motores Mangan s Ductilidade melhor resist ncia Esquadrias para constru o civil mec nica corros o recipientes para a ind stria qu mica Sil cio
238. zendo anota es Depois fa a os exerc cios 43 Exerc cios 1 Escreva F se a afirma o for falsa e V se a afirma o for verdadeira Depois reescreva corretamente em seu caderno as afirma es que voc considerou erradas a O ferro gusa um material duro e quebradi o forma do por uma liga de ferro e uma grande quantidade de carbono al m de um pouco de sil cio mangan s f sforo e enxofre b A obten o das altas temperaturas que favorecem a absor o do carbono era o grande problema t cnico que envolvia a fabrica o do gusa c O aumento da produ o de ferro gusa dificultou a cri a o de novos processos de fabrica o na ind stria metal rgica d Com o surgimento do alto forno a produ o aumen tou e novos produtos foram criados e A produtividade di ria de um alto forno que o prin cipal equipamento utilizado nas usinas sider rgicas gira em torno de 3 500 toneladas Complete as seguintes frases a O alto forno dividido em tr s partes o fundo chamado DO GEE ds a segunda se o denominada coRsEssTanasasasaga O ri QUE a Se o superior b A esc ria que formada no processo flutua sobre aut Pa de ad que mais c No cadinho h o furo de e o furo de da RSRS d O furo para escoamento da fica acima do fu PO O iissa do gusa porque flutua e

Prof. Edimilson Alves Pinto

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