ATIVIDADE 1 - CIÊNCIAS DOS MATERIAIS - 54_2024 

A fabricação do metal segue as etapas do esquema a seguir:

Ainda, para Berto (2023), o processo apresentado na Figura 1 trata da obtenção do ferro gusa sólido e fundido, pode ser denominado como fase de redução, a qual é realizada em usinas integradas. As usinas semi-integradas não realizam essa etapa, ou seja, a fundição é feita em fornos elétricos com o ferro gusa sólido e a sucata de aço. Portanto, em ambas as usinas, segue-se para a etapa de refino, na qual é feita a injeção de oxigênio para permitir o aumento de temperatura próximo a 1.700 ºC e a redução de carbono para a formação de aço líquido.Após a etapa de refino, o aço líquido é transportado ao lingotamento contínuo, transformando em sólido o aço no formato de tarugo, bloco ou outros, com a finalidade de adquirir dimensões adequadas para a próxima etapa de conformação mecânica destacada pela laminação e trefilação.Para Chagas (2019), a laminação é um processo que pode ser realizado a quente ou a frio, com o objetivo de transformar tarugo, bloco ou outros em produtos finais. Destacam-se, no setor da construção civil, as chapas, os vergalhões, as barras, os arames, os pregos, as vigas, as calhas, os trilhos, dentre outros. A trefilação é realizada a frio em fios forçados em uma matriz e tracionados, com a finalidade de reduzir a largura e aumentar o comprimento do material. Geralmente, é utilizada para a fabricação com a espessura mais fina de arames, fios, barras, vergalhões, dentre outros.

BERTO, L. K. Materiais e tecnologia da construção. Florianópolis, SC: Arqué, 2023. p. 74.

Diante do exposto, faça o que é solicitado a seguir com as suas próprias palavras:

1) Indique os dois tipos de ligas metálicas e explique qual é a principal diferença entre esses dois tipos de ligas metálicas.

2) Defina o que é aço-liga e quais são os critérios utilizados para classificá-lo de acordo com a American Iron and Steel Institute (AISI) .

3) Explique a diferença entre um aço comum e um aço inoxidável.

4) Defina o que é uma liga de alumínio, trazendo as principais características, elementos de ligas e aplicações.

Futuro profissional da área, você foi contratado para realizar um laudo com dois tipos diferentes de materiais. Assim, você terá que identificar o comportamento de cada material, descrever suas características e desenvolver alguns cálculos para determinar algumas propriedades e resistência mecânica.

Para Souza (2019, p. 102) “as propriedades mecânicas dos materiais, que são parâmetros importantes na produção e destinação dos materiais para projetos de engenharia, a fim de garantir a eficácia, a segurança e a funcionalidade desejada nesses projetos”.

 CONCEITUALIZAÇÃO

 O comportamento mecânico de materiais, como metais; matrizes cimentícias, como concreto e argamassas; ou, até mesmo, diversos tipos de polímeros, podem ser averiguado pelo ensaio tensão-deformação. Os mais comuns ensaios são de tração, compressão e cisalhamento (Callister Júnior; Rethwisch, 2020).

O vídeo “Ensaio de tração” a seguir mostra o ensaio realizado em um corpo de prova metálico: https://www.youtube.com/watch?v=sKBOdB0x4gk

 No canto inferior direito do vídeo Ensaio de tração é apresentada a evolução do ensaio com o aumento da aplicação de carga e a deformação do material até a sua ruptura, como pode ser mostrado também no gráfico da Figura 1 a seguir:

Figura 1 - Comportamento típico da curva tensão-deformação de engenharia para metais

Fonte: adaptada de: Callister Júnior e Rethwisch (2020).

 Diferente do metal, o concreto possui outro comportamento no ensaio de tração. Veja atentamente os vídeos a seguir:

“Ensaio de Tração por Compressão Diametral”: https://www.youtube.com/watch?v=3FyxeRN6Y78

“Ensaio de Tração na Flexão”: https://www.youtube.com/watch?v=mC7NMPiQAxU

O comportamento típico do material cimentício também pode ser observado na Figura 2:

 Em ambos materiais é possível investigar as propriedades e determinar a resistência mecânica, a partir dos resultados dos ensaios, como o ensaio de tração visto nessa atividade.

 AVALIAÇÃO

 Essa etapa é a única avaliativa. Responda atentamente ao que se pede.

1) Com base no vídeo Ensaio de tração e na Figura 1 apresentados, e com base em seus estudos e material didático, explique o que são os seguintes termos a seguir:

a) Defina o que é Regime Elástico ou Deformação Elástica (E).

b) Defina o que é Regime Plástico ou Deformação Plástica (P).

c) Defina o que é o Limite de Resistência à Tração do Material (M).

d) Defina o que é Estricção (C).

e) Defina o que é Fratura (F).

2) Após ver atentamente os vídeos de ensaio de tração por Compressão Diametral e/ou de tração na Flexão com corpos de provas de concreto, identifique se o concreto pode ser considerado um material frágil ou dúctil. Justifique comparando a diferença de comportamento típico entre o metal e o concreto, baseado nos gráficos das Figuras 1 e 2 e no seu material didático.

O concreto é considerado um material frágil, ao contrário de materiais metálicos que geralmente exibem comportamento dúctil. A principal diferença entre esses comportamentos se refere à capacidade de deformação antes da fratura.