MATERIAIS METÁLICOS ESTUDO DE SUAS PRINCIPAIS APLICAÇÕES NO ÂMBITO DA ENGENHARIA MECÂNICA E CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO ABNT

Palavras-Chaves: aplicações, materiais metálicos, classificação, ABNT, ferro fundido, aço, alumínio e suas ligas. INTRODUÇÃO Indiscutivelmente o uso dos materiais metálicos, sobre tudo aço, ainda é a forma mais usual para construção, como pode ser facilmente notado ao nosso redor, em portos, ferrovias, aeroportos e rodovias. E, conformemente, da extração do minério à manufatura do aço, engloba-se grande parte de mão de obra, 1,7 milhões de trabalhadores no Brasil (RAIS, 2017). É inevitável que nos dias atuais um Engenheiro Mecânico ao longo de sua carreia profissional, terá contato com uma vasta diversidade de materiais. Isto, pois, ele, junto ao Engenheiro Metalúrgico, é o profissional ideal para tomar qualquer tipo de decisão de forma técnica, quando se diz respeito à escolha do tipo de material que será utilizado numa determinada aplicação (DENTI, 2007).

Específicos Elaboração de um Mapa de Materiais metálicos 2 METODOLOGIA A sistemática da elaboração do trabalho tem previsão de ocorrer conforme cronograma como segue: Tabela 1: Cronograma a ser seguido Fonte: O autor, 2020 3 REFERENCIAL TEÓRICO Materiais metálicos, por definição, são materiais que constituídos por ao menos um tipo de elemento químico metálico, com os átomos ligados através de ligações químicas do tipo metálicas. Devido ao caráter da ligação metálica, os materiais metálicos, de modo geral, apresentam propriedades elétrica e térmica típicas, como exemplo, boa condutividade térmica e elétrica, além disso, esses materiais são relativamente resistentes aos esforços mecânicos, possibilitando, então, uma extensa área de atuação.

Dentre todos os tipos de materiais metálicos existentes, os que estão presentes com maior intensidade na Engenharia são: Aços e suas ligas, Ferro Fundido e Alumínio e suas ligas, estes serão apresentados, com ênfase em suas aplicações, ao longo do trabalho. AÇOS E SUAS LIGAS O aço, sem sombra de dúvidas, é o material metálico mais utilizado na construção civil e metálica. Aço é definido, como sendo um material composto, principalmente, de dois elementos, Ferro e Carbono. Enquanto que os dois últimos algarismos, XX, representam a porcentagem em peso de Carbono na composição multiplicado pelo fator 100. De modo a exemplificar o uso da norma, considere uma liga de aço do tipo 1045, pelos números AB valerem 10, esta liga apresenta basicamente Carbono na sua composição, com teor de 0, 45% em peso.

Vale ressaltar que os valores de AB, junto aos seus respectivos correspondentes, são tabelados, não havendo necessidade de decorá-los. Estes são apresentados a seguir, num fragmento da tabela disposta na norma. Tabela 3: Classificação dos aços carbono baixa liga, segundo ABNT - Adaptado Fonte: O autor, 2020 Dentre todos os que norma lista, os mais usuais na engenheria são os do tipo 10XX e 43XX, ambos serão detalhados mais adiante. Pela norma vista, este aço possui cerca de 0,2% de Carbono na sua composição. De resumo, apresenta excelente relação custo benefício, quando comparado com aços mais ligados para o mesmo propósito. Essa liga dispõe de propriedades interessantes, Aço de boa soldabilidade, boa forjabilidade, baixa resistência mecânica e baixa usinabilidade, propriedades responsáveis pela diversidade na aplicação.

Exemplos de aplicações do aço 1020: diversos componentes mecânicos, como engrenagens, eixos, virabrequins, eixos-comando, pinos guia, anéis de engrenagem, colunas, catracas. O aço 1045 conforme esperado apresenta percentual em Carbono maior do que o aço 1020, 0,45%. De todas as ligas de aços inoxidáveis, estas são as mais econômicas, uma vez que não possuem Níquel na sua composição – elemento com elevado custo. Os aços ferríticos possuem também considerada resistência mecânica, que pode ser aumentada por trabalho a frio. Apresenta fácil conformação, são magnéticos e soldáveis com alguns cuidados especiais. Pelos baixos níveis de dureza e resistência mecânica, esse tipo de aço é geralmente utilizado em adornos, peças para queimadores, parafusos, porca e arruelas.

Martensítivos (família 420): apresentam entre 12 a 18% de Cromo e 1 a 1,5% de Carbono em sua composição. Dentre todos, o mais conhecido é o aço rápido, desenvolvido exclusivamente para atender o setor de usinagem com altas velocidades. Suas principais aplicações são: brocas, alargadores de furos, abertura de roscas e fresas. A escolha para uso deste tipo de aço se justifica no fato dele apresentar, sobre tudo, alta resistência mecânica e ao desgaste, elevada temperabilidade, boa tenacidade, ótima indeformabilidade e excelente dureza superficia, o que acaba propiciando uma maior vida útil à ferramenta. FERRO FUNDIDO Para falar sobre ferro fundido, antes, é necessário conhecer um pouco do processo de fundição, segundo (KIMINAMI, 2013) fundição é um processo de fabricação no qual o metal fundido, ou seja, no estado liquido é levado a fluir por gravidade ou por outra força dentro de um molde onde se solidifica no formato desse molde.

O molde tem o formato final ou parcial da peça a ser produzida. Uma grande característica desta liga é que ela apresenta alta fluidez na fundição, o que possibilidade a fundição de peças de paredes finas e geometrias complexas. Segundo Engenheiros Metalúrgicos, o ferro fundido cinzento, mecanicamente, é fraco e frágil quando submetidos ao esforço de tração, entretanto o mesmo não acontece à compressão, isso faz com que eles sejam altamente eficientes no amortecimento de vibração, sendo assim são muito utilizados em bases de máquinas e equipamentos. Ferro fundido nodular: é uma liga de ferro mais resistente, quando comparado ao cinzento, porém possui o custo mais elevado. Os ferros fundidos nodulares são considerados como um dos materiais capazes de substituir alguns aços na fabricação de componentes, por apresentar uma boa combinação de propriedades mecânicas como a resistência à tração, ductilidade e resistência ao impacto.

Por isso, muitas das vezes, são utilizados para fabricação de engrenagens, pinhões e coroas, o que, de certa forma, analisando em questão de quantidade, é conveniente, já que a fabricação destes itens é complexa – requerem muitas horas de usinagem. Sendo: A o elemento majoritário da liga, B % média do elemento de liga, C refere-se ao segundo elemento de liga, como por exemplo: para C=1, Fe; C=2, Cu. D indica o teor do elemento de liga e, por fim, E é utilizado para designar variantes. Entre todas as ligas existentes de aluminio, as que mais se destacam na Engenharia são: 1050, 1350, 3105 e 2224. Liga 1050 De acordo com a norma apresenta acima, esta liga apresenta Alumínio como elemento majoritário, com quantidade mínima de 99,50%. Essa liga apresenta excelentes propriedades, como alta resistência à corrosão, boa soldabilidade e boa conformibilidade (facilitando o processo de fabricação), sendo assim é bastante utilizada na indústria química, farmacêutica e alimentícia.

com. br/blog/vender-mais/principais-tipos-de-aco/ Relação Anual de Informações Sociais. Acesso em 3 de Junho de 2020, disponível em http://www. rais. gov. Introdução ao estudo dos aços. pp. de Oliveira, C. S. Denti, G. Dr. Tschiptschin, A. P. de Março de 2020). Acesso em 10 de Junho de 2020, disponível em Gerdau - O futuro se molda: https://www2.