Materiais Metalicos

Francielen Frazão Jorge
Janaiana Dutra Guilherme
Tatiana Correa Freitas
OS METAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Entende-se por metal, do ponto de vista
tecnológico, um elemento químico que existe como
cristal ou agregado de cristais, no estado sólido.
Os metais podem aparecer no estado nativo ou na
forma de mineral. Aparecem em geral no estado
puro: o ouro e a platina, podendo apresentar-se
também nesta forma a prata, o cobre, o mercúrio, o
enxofre e o ferro meteórico. Os minerais são
combinações de metais com outros elementos
formando óxidos, sulfetos, hidratos, carbonatos,
etc.
 Quando o mineral contém uma quantidade de
metal que permite sua exploração econômica, leva
o nome de minério. A partir do minério, a obtenção
do metal segue duas etapas: mineiração e
metalurgia.

Mineração
Na mineração temos a colheita do minério que pode ser
feita a céu aberto ou subterrâneas, a ferro ou a fogo
(mecânica ou com explosivos), e a concentração
(purificação), que pode ser feita com processos
mecânicos ou químicos.
 Os principais processos mecânicos são: a trituração(o
minério é quebrado em pedaços menores), a
classificação(são separadas as pedra inúteis), a levigação
(água corrente, o metal mais pesado afunda e a ganga
escoa), a flotação (se a ganga é mais pesada, faz-se a
agitação do minério em mistura de água e óleo, o metal
sobe com a espuma), a separação magnética(imã atrai os
metais e deixa as impurezas), a lavagem simples e outros.
 Como principais processos químicos temos a ustulação
(aquecimento sob forte jato de ar) e a calcinação
(aquecimento sob fogo direto).

Metalurgia

“...É a arte e a ciência dos metais e ligas
metálicas, isto é, o estudo de suas
propriedades em diferentes condições, e as
mudanças sofridas nessas propriedades
pelos tratamentos a que são submetidos os
metais, ou então pelas substâncias
estranhas que com eles se misturam, sejam
impurezas(gangas) ou corpos introduzidos
propositadamente.” PETRUCCI.
Metalurgia

Na metalurgia o metal puro é extraído do
minério por um dos seguintes processos:
redução, precipitação química ou eletrólise. O
processo de redução mais comum é o feito
com carbono e óxido de carbono a altas
temperaturas, em fornos, e do qual resulta o
metal puro ou quase puros, em estado de
fusão. O processo de precipitação simples
usa alguma reação química da qual resulte o
metal puro. O processo eletrolítico só pode
ser empregado em minérios que possam ser
dissolvidos na água. A eletrólise é usada
também para purificação (refino) de metais
por algum dos processos anteriores.
Principais Minérios:








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





Bauxita (óxido) O2Al2(HO)2 ou Al2(HO)2, da qual o aluminato é
extraído por eletrólise.
Galena (sulfeto) PbS, do qual o chumbo é extraído por fundição
redutora.
Calcosina (sulfeto) Cu2S
Cuprita (óxido) Cu2O
COBRE por calcinação
• Calcopirita (sulfato) Cu2S – Fe2S3
fusão
Malaquita e azurita (carbonatos)
Cassiterita (dióxido) SnO2, da qual é extraído o estanho.
Blenda (sulfato) ZnS
• Calamina (silicatos)
ZINCO
Smithsonina (carbonato)
Siderita (Co3Fe), cor cinza com matizes amarelas, contém 30 a 42%
de ferro.
Magnetita (Fe3O4), cor preta, contém 45 a 70% de ferro.
Hematita (Fe2O3), cor vermelho escuro, contém 50 a 60% de ferro.
Limonita (2Fe2O3 – 3H2O), cor parda, 20 a 60% de ferro.
Pirita (SFe), que é minério de enxofre, onde o ferro é subproduto.
LIGAS
Geralmente os metais não são empregados
puros, mas fazendo parte de ligas.
 Liga é a mistura, de aspecto metálico e
homogêneo, de um ou mais metais entre si ou
com outros elementos. Deve ter composição
cristalina e comportamento com metal.
Geralmente as ligas tem propriedades
mecânicas e tecnológicas melhores que as
dos metais puros.
 O processo mais simples de obtenção das
ligas é o de fusão. Mas quando as ligas não
são aplicáveis a esse processo existem
outros, tais como: aglutinação, pressão,
eletrólise...

PROPRIEDADES IMPORTANTES







Resistência mecânica relativamente alta,
sólidos a temperaturas ordinárias,
porosidade não aparente,
brilho característico, que pode ser aumentado por
polimento ou tratamento químico.
a densidade varia bastante de uma liga para outra,
baixa resistência elétrica e alta condutibilidade
térmica.
elevada plasticidade (grandes deformações sem
ruptura)
DESVANTAGENS DO USO DO METAL

Oxidação:
A maioria dos metais tende a se oxidar
quanto expostos ao ar, especialmente em
ambientes úmidos. Entre os vários
procedimentos empregados para evitar ou
retardar a corrosão, os mais comuns são a
aplicação de pinturas protetoras, a formação de
ligas com outros elementos que reduzam ou
eliminem tal propensão e a conexão a pólos
elétricos que impeçam a ocorrência do
fenômeno.
METAIS MAIS UTILIZADOS (não- ferrosos)
ALUMINIO
 O alumínio é um metal muito leve e com
boas propriedades mecânicas.
 A têmpera, na hora da fabricação é um fator
primordial da qualidade das peças. É de
difícil soldagem e, quando se consegue
soldar, perde 50% de suas propriedades,
pois destempera. Tem excelente
condutibilidade térmica e elétrica e forma
ligas importantes com diversos outros metais
das quais adquire-se excelentes
propriedades.

ALUMINIO
Ao ar livre cobre- se imediatamente de
uma camada de óxido que
impermeabiliza e protege o núcleo,
embora diminua a beleza.
 É de excelente emprego na construção
civil perdendo apenas para o ferro.
 Normalmente apresenta-se na
construção sob dois tipos:

ALUMINIO

Laminados

lâminas (espessura até 6mm);

chapas (espessura acima de 6mm).
ALUMINIO

Extrudados

barras redondas, quadradas, chatas;

Fios;

perfis especiais (uma infinidade).
Alumínio e suas ligas

Quando puro, o alumínio é muito mole e
pouco resistente, por isso, em geral, o
alumínio é usado em ligas com outros
elementos. Quanto mais puras, maior a
resistência à corrosão e menor a
resistência mecânica.
Alumínio e suas ligas

ótima resistência à corrosão (onde
apresenta melhores condições). Ligado ao
magnésio, ou ao magnésio e silício,
aumenta-se a resistência à corrosão, mas
a resistência mecânica continua pequena.
Ligado ao cobre - magnésio (ex:
duralumínio), aumenta a resistência
mecânica, mas permanece a resistência
inicial à corrosão. Ligado ao zinco magnésio, tem elevada resistência
mecânica .
Alumínio e suas ligas

O bronze de alumínio é liga com 9095% de cobre e 10-5% de alumínio. É
muito maleável.
Alumínio e suas ligas

Acabamentos das superfícies: Não
possui, normalmente, função protetora,
porque para isso basta a camada
natural de óxido. O acabamento é mais
estético do que com a função de
proteger. São adotados os seguintes
tratamentos superficiais: acabamento
mecânico, limpeza, tratamento químico,
polimento, anodização, eletrodeposição
e pintura.
Alumínio e suas ligas
Acabamentos mecânicos: São
processos para alterar a textura ou
polimento lisos iniciais (acabamentos
martelados, mate, acetinado, naido).
 Limpeza: Lavagem simples ou
desengorduramento, ou às vezes, de
limpeza química, com a finalidade de
tirar manchas do metal.

Alumínio e suas ligas

Tratamentos químicos de proteção:
Servem para aumentar a camada de
óxido ou para base de pintura.
Consistem em imersão em soluções,
como a de carbonato de sódio e
cromato de potássio.
Alumínio e suas ligas

Polimento químico: Tem a finalidade
de aumentar a reflexão e brilho. É
obrigatório antes da anodização. Caso
esta não venha a ser feita, a superfície
deverá ser protegida, ou a mesma
perderá rapidamente o polimento
(químico ou eletroquímico).
Alumínio e suas ligas


Anodização: é um modo de dar maior
proteção que a camada natural de óxido,
aumentando também a reflexão e brilho e
a resistência aos ataques químicos,tais
como o resultante do cimento.
Pintura: a pintura pode ser direta, desde
que seja feito um tratamento prévio com
ácido fosfórico, o qual dá fosfato de
alumínio, insolúvel e que aceita tingimento.
Alumínio e suas ligas

Eletrodeposição: não tem por
finalidade proteger, mas sim dar
acabamento com um metal mais nobre:
cromo, níquel, cobre, zinco....
Emprego do alumínio


Na construção, devido as suas inúmera
qualidades , é usado em transmissão de
energia elétrica, coberturas, revestimentos,
esquadrias, guarnições, elementos de
ligação.
Na transmissão de energia elétrica, e
utilizada na forma de fios e cabos, que
apresentam sobre os de cobre, maior
leveza, permitindo maiores afastamentos
entre os postes e suportes.
Emprego do alumínio

Possui, porém, o inconveniente de ser
menos maleável para efeitos de
dobramento (as dobragens feitas no
local devem ter grande raio, de outra
forma, o alumínio fendilhará; é preferível
que as peças já venham fundidas com
as formas apropriadas). Ë ótimo para
ponteiras de pára-raios.
Emprego do alumínio

É muito eletrolítico, por isso, em
especial, não deve ficar em contato
direto com ferro ou aço; ou com outros
metais. Os elementos de conexão
devem ser de alumínio também. Se isso
não for possível, que estes sejam de
aço zincado ou cadmiado, para formar
película isolante.
Emprego do alumínio

Em coberturas é usado na forma de
chapas onduladas para telhados e
lâminas para impermeabilização (ligas
finas ou corrugadas - para aumentar a
aderência ao impermeabilizante e
compensar efeitos de dilatação).
Emprego do alumínio

É muito usado em esquadrias. As
diversas firmas fabricantes já possuem
perfis padronizados, com os quais
compõem a forma desejada pelo
projetista. Como o alumínio não deve
entrar em contato com o reboco, deve
ser feito um contramarco de ferro
cadmiado ou zincado.
Emprego do alumínio
O alumínio também é bastante usado
em ferragens.
 Bastante conhecido também é o seu
emprego em persianas esmaltadas a
fogo; e também em montantes,
travessas o outros elementos de ligação
em painéis pré-fabricados.
 É usado na forma de chapas de
revestimento e separação de
superfícies.

Emprego do alumínio
É usado na forma de chapas de
revestimento e separação de
superfícies.
 Também é utilizado em peças de remate
da construção, como cantoneiras, tiras,
barras, etc.
 O alumínio moído também pode ser
disperso em veículo oleoso, resultando
tintas de alumínio de boa resistência e
proteção.

Chumbo
Pouco abundante na crosta terrestre é
um metal cinza-azulado, muito maleável
e macio, mas pouco dúctil e com baixa
condutibilidade térmica. Dificilmente é
vendido puro e encontra-se sempre com
outra liga.
 Exposto ao ar cobre-se com uma
camada de hidrocarbonato de chumbo,
substância relativamente tóxica. Tem
alta resistência elétrica.

Emprego do Chumbo
Tubos e artefatos para canalizações
(para água corrente deve ser limitado à
pequenas extensões devido a toxinas,
não utilizando-a para beber) * em
desuso*;
 em arremates;
 coberturas (usado em
impermeabilizações, na forma de chapa
fina, soldadas entre si para tornar a
superfície estanque);

Emprego do Chumbo

absorventes de choque (devido a
maciez);

na indústria de tintas (dão ótimo
cobrimento e durabilidade).
Emprego do Chumbo

Pela grande densidade é largamente
utilizado no revestimento de ambientes
onde são manipuladas substâncias
radioativas. Portas de salas de reatores,
por exemplo, são blindadas com o
metal. As instalações radiológicas, bem
como as mãos e o corpo dos
operadores de raio-X são defendidas
por materiais onde o chumbo se faz
presente.
Estanho

Na indústria da construção é raramente
usado puro, mas é bastante empregado
para formar ligas ou para proteção
superficial de outros metais, devido à
sua estabilidade. Tem cor brancaacizentada brilhante, é maleável e não
se pxida facilmente.
Emprego do estanho

Substituto do chumbo em algumas
aplicações.

Solda de Encanador: Essa solda é
utilizada na montagem dos
encanamentos de cobre e emendas de
calhas e condutores feitos em chapa de
aço galvanizado.
Cobre

É um metal de cor avermelhada, dúctil e
maleável, que embora duro e tenaz,
pode ser reduzido a lâminas e fios
extremamente finos.

Ao ar, cobre-se rapidamente de uma
camada de óxido e carbonato, formando
azinhave, muito venoso, mas que
protege o núcleo no metal, dando-lhe
duração quase indefinida.
Cobre

Tem grande condutibilidade térmica e
elétrica. Bom condutor de eletricidade e
de calor. Sua resistência e módulo de
deformação são menores do que o dos
aços, mas as suas propriedades o
tornam indicado para certos usos como
condutores elétricos, tubos para
trocadores de calor, peças que
necessitam grande ductibilidade e
grande tenacidade.
Emprego do cobre
Emprego do cobre
É largamente empregado em
instalações elétricas como condutor; em
instalações de água, esgotos, gás,
pluviais, coberturas, forrações, ornatos,
etc.
 Recomenda-se sempre que as
canalizações de gás liquefeito sejam
feitas de cobre, porque resistem melhor
quimicamente e são mais fáceis de
soldar que as de ferro galvanizado.

Emprego do cobre
Pela mesma razão é usado em redes de
esgoto e pluviais. As caixas e ralos de
cobre são muito mais resistentes que as
de chumbo. As calhas de cobre são
superiores às de zinco ou galvanizado.
 Em coberturas pode ser usado para
impermeabilizações de terraços ou na
forma de telhas.

Emprego do cobre

É também utilizado em paredes
divisórias, como elemento vedante,
altamente decorativo e na manufatura
de ornatos diversos.
Fios e cabos elétricos

Na transmissão de energia elétrica, são
usados fios e cabos de alumínio ou de
cobre. Na instalação domiciliar é quase
só usado o cobre, por ser este o mais
flexível.

O cobre eletrolítico, utilizado nos
condutores, não é absolutamente puro.
Fios e cabos elétricos

Ao material são adicionadas
substâncias diversas, com o fim de
diminuir a formação do óxido cuproso, o
qual, diminuindo a seção, reduziria a
condutibilidade. Essas substâncias não
ultrapassam 1% do total. Se forem em
maior quantidade, reduziriam
bruscamente a condutibilidade elétrica.
Fios e cabos elétricos

Geralmente nos fios e cabos, o cobre é
capeado por uma camada delgada de
estanho, para evitar a oxidação.
Bronze
O bronze é a liga com 85 a 95% de
cobre e 15 a 5% de estanho. Utilizado
em ferragens e ornatos, bem como em
máquinas, pela sua capacidade de
deslizar, com baixo coeficiente de atrito
sobre o aço, dispensando até
lubrificação.
 É de difícil oxidação, muito duro, mas
bastante flexível e com alta
condutibilidade térmica.

Zinco
É um metal cinza-azulado, é pesado e
tenaz com baixa resistência elétrica. É
muito atacável pelos ácidos.
 As ligas de zinco podem ser divididas
em dois grupos: aquelas em que a
porcentagem dos outros elementos de
liga é inferior a 1%, ou seja, mais de
99% de zinco e, aquelas nas quais a
porcentagem de outros elementos é
superior a 1%.

Zinco


Ao primeiro grupo pertencem as ligas
usadas em zincografias, pilhas e
coberturas. No segundo grupo estão as
ligas ZAMAK e KAYEM, usadas na
fabricação de injetados (peças fundidas).
Zincagem: É a proteção do aço contra a
corrosão, tratando-se de um processo de
banho com o zinco eletrolítico. O zinco é
também bastante utilizado em coberturas,
em lâminas.
Latão

É uma liga, de cobre e zinco, que
dificilmente se oxida e é muito
resistente. Mais estável ao ar, pode
adquirir um belo polimento.

Muito empregado em ferragens:
torneiras, tubos, fechaduras, ornatos, ...
METAIS (ferrosos)
A metalurgia do ferro tornou
o nome especial de siderurgia,
daí a designação de produtos
siderúrgicos para aqueles feito
com ferro e suas ligas ou,
metais ferrosos.
Ferro


O ferro não é encontrado puro na
natureza. O minério de ferro é retirado do
subsolo, porém muitas vezes é encontrado
exposto formando verdadeiras montanhas.
Os principais minérios de ferro são a
Hematita e Magnetita.
Para retirar as impurezas, o minério é
lavado, partido em pedaços menores e em
seguida levados para a usina siderúrgica.
Obtenção do ferro gusa





Na usina, o minério é derretido num forno
denominado ALTO FORNO.
No alto forno, já bastante aquecido, o minério é
depositado em camadas sucessivas, intercaladas
com carvão coque (combustível) e calcário
(fundente).
Estando o alto forno carregado, por meio de
dispositivo especial injeta-se ar em seu interior.
O ar ajuda a queima do carvão coque, que ao
atingir 1200ºC derrete o minério.
O ferro ao derreter-se deposita-se no fundo do
alto forno. A este ferro dá-se o nome de ferro-gusa
ou simplesmente gusa. As impurezas ou escórias
por serem mais leves, flutuam sobre o ferro gusa
derretido.
Ferro fundido

É uma liga de ferro - carbono que
contém de 2 a 4,5% de carbono. O
ferro fundido é obtido diminuindo-se a
porcentagem de carbono do ferro
gusa. É portanto um ferro de segunda
fusão.
Tipos de Ferro Fundido
Os tipos mais comuns de ferro fundido,
dentre outros, são o ferro fundido
cinzento e o ferro fundido branco
 O ferro fundido cinzento, devido às suas
características, têm grande aplicação na
indústria. O ferro fundido branco é
utilizado apenas em peças que
requerem elevada dureza e resistência
ao desgaste.

Aço

Aço é uma liga metálica formada
essencialmente por ferro e carbono,
com percentagens deste último variando
entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se
do ferro fundido, que também é uma liga
de ferro e carbono, mas com teor de
carbono entre 2,11% e 6,67%. É a mais
versátil e a mais importante das ligas
metálicas.
Obtenção do Aço
O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado
líquido, para ser transformado em aço, mediante queima
de impurezas e adições. O refino do aço se faz em
fornos a oxigênio ou elétricos.
 Finalmente, a terceira fase clássica do processo de
fabricação do aço é a laminação. O aço, em processo
de solidificação, é deformado mecanicamente e
transformado em produtos siderúrgicos utilizados pela
indústria de transformação, como chapas grossas e
finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras
etc.
 Com a evolução da tecnologia, as fases de redução,
refino e laminação estão sendo reduzidas no tempo,
assegurando maior velocidade na produção.

Tipos de Aços

Não existe, ainda hoje, uma classificação dos
aços considerada precisa e completa,
principalmente com relação aos aços-liga, em
que a cada dia é pesquisada a inclusão de
novos elementos, e consequêntemente obtidos
novos aços. Ainda assim, a ABNT (Associação
Brasileira de Normas Técnicas), a SAE
(Society Automotive Engineers) e a ASTM
(American Society for Testing and Materials),
entre outras , possuem sistemas que tem
atendido as atuais necessidades.
Classificação genérica
Os aços são ordenados de acordo com
o teor de carbono;
 Aço extra-doce: <0,15% C
 Aço meio-doce: 0,15% C até 0,30%C
 Aço meio-duro: 0,30%C até 0,60%C
 Aço duro: 0,60%C até 0,70%C
 Aço extra-duro: 0,70%C até 2%C

Classificação quanto as propriedades
Aço de alta resistência e baixa liga;
 Aço de alta resistência;
 Aços inoxidáveis;
 Aços indeformáveis;
 Aços para fins elétricos e magnéticos

Aços inoxidáveis
Tem como principal liga o cromo. São
aços onde não ocorre oxidação em
ambientes normais.
 São divididos em famílias de acordo
com a microestrututa, estrutura
cristalina ou tratamentos térmico
utilizado. São eles: austeníticos,
ferríticos e martensíticos ...

Classificação quanto às aplicações
Aços estruturais;
 Aços para molas;
 Aços para beneficiamento;
 Aços para cimentação ou nitretação;
 Aços ferramentas

Sustentabilidade
Centro de Coprodutos do aço
Agregado de aciaria (frações mais finais): correção de pH do
solo, contenção de encostas, fabricação de fertilizantes
fosfatados, produção de cimento e concreto;
 Agregado de aciaria (britas e frações mais grossas):
recuperação paisagística, lastro ferroviário, pátio de
estacionamento, recuperação de vias em geral, construção
de base e sub-base de rodovias e produção de asfalto;
 Agregado de alto-forno: fabricação de cimento, produção de
concreto e lã mineral.

INOVAÇÕES:
FORNECEDORES NA CIDADE

FERRAÇOSUL – AV. PRESIDENTE VARGAS

FERRO-AÇO em formas de: barra de 12m, colunas com 6m, telas para concreto,
estribos de 10 por 10 para colunas, perfis redondos e quadrados, chapas
galvanizadas, cantoneiras...
- Todos fornecidos pela Gerdau seguindo padronização e inovações da mesma.





ALUMÍNIO em forma de: perfis de 5m, linha módulo prático, linha 25 para portas e
janelas, linha para Box, módulo prático fosco (novidade do mercado) e BX leve
(baratear custo).
- Fornecidos pela empresa CDA de forma bruta e anatizado por outra da qual não foi
especificada.
MIUDEZAS DE COMPLEMENTAÇÃO: solda eletrodo, fechaduras, dobradiças...
- Diversos fornecedores.
PREÇOS
AÇO: média R$ 3,00 k
 ALUMÍNIO: R$ 17,00 k
 MIUDEZAS: relativo à marca e tipo de
material
