Introduo aos Materiais de Engenharia Aula 1 Introduo

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

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

Da mistura de materiais em diferentes estados surgem estados intermediários GASOSO LÍQUIDO SÓLIDO Polpas Lamas Pastas Névoas Fumos Espumas Neste capítulo se trata apenas de materiais sólidos

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

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

Diferentes materiais apresentam diferentes respostas aos esforços mecânicos a que são submetidos. Tensão kgf/mm 2 Temperatura Ambiente CER MICA METAL MADEIRA POLÍMERO 20 40 Alongamento %

Conhecemos e exploramos menos de 1% da massa do nosso planeta Crosta w Profundidade média = 12 km w Massa relativa = 1, 5% w Principais componentes = O, Si, Al Manto w Profundidade = 3. 000 km w Massa relativa = 80% w Principais componentes = Si, Mg Núcleo Exterior w Profundidade = 2. 200 km w Massa relativa = 16% ( líquido ) w Principais componentes = Fe, Ni Núcleo Interior w Profundidade = 1. 300 km w Massa relativa = 2, 5% ( sólido ) w Principais componentes = Fe, Ni w Diâmetro médio = 12. 720 km w Massa total = 5, 96 x 1021 t w Densidade média = 5, 53 t/m 3

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

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

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

CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS IA O IIA 11 892 97, 8 0, 97 IIIA 22, 9898 Na Sódio IIIB IVB VB VIIB VIIIB IB IIB Metais Não metais sólidos Não metais gasosos Lantanídeos Actinídeos IVA VA VIIA

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

ETAPAS DO PROCESSAMENTO METALÚRGICO BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO - Objetiva descartar a maior parte da ganga, para possibilitar transporte e processos posteriores EXTRAÇÃO - Separar o metal dos demais componentes do mineral-minério REFINO - Objetiva obter a composição química desejada do metal ou liga CONFORMAÇÃO - Objetiva dar formato comercial ao produto ACABAMENTO - Revestimento e ajuste da rugosidade superficial