Metalurgista Industrial

Metais – Relevância e Perspectiva Histórica

Até o momento, dos 118 elementos conhecidos na Tabela periódica, 88 podem ser certamente classificados como metais. O nome metal origina-se do latim metallum, por sua vez do grego metallon. Os metais são atualmente definidos como qualquer elemento que tende a perder elétrons das camadas externas de seus átomos. Os íons positivos resultantes são mantidos conexos na estrutura cristalina pela nuvem de elétrons livres no que é denominado ligação metálica, que confere as três caraterísticas físicas principais dos metais no estado sólido: (i) os metais são bons condutores de eletricidade; (ii) são também bons condutores de calor e (iii) têm uma aparência brilhosa...

Átomos

Sob o ponto de vista da Ciência dos Materiais, é suficiente saber que o átomo é a unidade fundamental da matéria, a menor fração capaz de identificar um elemento químico...

Ligações Metálicas e Estruturas Cristalinas dos Metais

Em um átomo isolado, os elétrons encontram-se sob influência do núcleo, porém quando um segundo átomo se aproxima, estes elétrons sofrem influência de outro núcleo e de outros elétrons. Essa interação pode produzir atração entre os átomos e é produzido um novo arranjo atômico energeticamente mais favorável (uma configuração mais estável), uma ligação química...

Defeitos Cristalinos e Plasticidade

Cristais reais nunca são perfeitos, sempre contêm uma considerável densidade de defeitos e imperfeições que afetam suas propriedades físicas, químicas, mecânicas e eletrônicas. Os defeitos na estrutura cristalina são classificados como...

Difusão e Diagramas de Equilíbrio

Difusão é a migração de átomos de uma área de alta concentração na rede cristalina para uma de baixa concentração resultando em uma distribuição uniforme. Para que ocorra a movimentação de átomos é necessário que exista um espaço livre adjacente e que o átomo possua suficiente energia para romper as ligações químicas que o unem a seus átomos vizinhos durante seu deslocamento...

Propriedades e Ensaios Mecânicos

O teste de tração permite derivar inúmeras propriedades dos metais e outros materiais. Nesse tipo de ensaio o material é tracionado e se deforma até fraturar. Os valores de força e alongamento são medidos a cada instante e gera uma curva tensão – deformação. As propriedades mecânicas definem o comportamento de um material quando sujeito a esforços mecânicos...

Tornando os Metais Mais Resistentes

A capacidade de os metais se deformarem plasticamente depende da liberdade de movimento das discordâncias. Se este movimento for reduzido ou inibido, a resistência mecânica desses é aumentada, ou seja, maiores forças mecânicas serão requeridas para iniciar a deformação plástica. Quanto mais livre o movimento das discordâncias maior a facilidade com que um metal se deforma e mais dúctil o é. Pode-se, então, definir a dureza como uma medida da dificuldade de se mover discordâncias...

Recuperação, Recristalização e Crescimento de Grãos

Durante o trabalho a frio, a maior parte da energia dispendida aparece, além da deformação propriamente dita, como calor. Porém, uma pequena embora significativa parcela dessa energia aumenta a energia interna do metal. Esse aumento é associado com um aumento na densidade de discordâncias e de defeitos pontuais. Com o trabalho a frio, os grãos se tornam distorcidos e alongados no sentido deste trabalho. O resultado é o aumento da resistência do metal. Quanto mais intenso for o trabalho a frio...

Solidificação

Antes de tudo é oportuno dizer que solidificação é um processo traumático. A natureza sempre converge para a redução de energia e o aumento da desordem (entropia). Disso resultam os defeitos cristalinos, como abordado na Resenha Técnica Defeitos Cristalinos e Plasticidade, os quais emergem como uma tentativa de acomodação da violação ao princípio de aumento da entropia, a entropia dos líquidos é maior do que a dos sólidos...

Segregação (Micro, Macro e Nano) e Porosidade

Segregação é definida como qualquer desvio da distribuição uniforme de elementos químicos em uma liga metálica, ou seja, a separação de impurezas e elementos de liga em diferentes regiões do material lingotado no estado sólido...

Anisotropia em Metais

Anisotropia é um fenômeno no qual as propriedades de um material variam dependendo da direção em que são medidas. Essa direcionalidade não é aplicável para propriedades volumétricas como densidade e calor específico, mas todos os demais tipos de comportamento são suscetíveis à anisotropia. No caso dos metais, os importantes aspectos de anisotropia são os relativos às propriedades mecânicas e magnéticas...

O que é o Aço - Fundamentos

O aço é indiscutivelmente o material industrial mais importante de nossa sociedade, com um consumo anual que supera 1,5 bilhões de toneladas. Um material inovativo e versátil, que oferece inúmeras possibilidades de desenvolvimento que parecem não ter fim. Os aços podem ser conformados por deformações plásticas em inúmeras formas e ...

O que é o Aço - Diagrama de Equilíbrio

Entre os diagramas binários de equilíbrio de fases, o das ligas Fe-C é dos mais complexos devido à alotropia do ferro CFC-CCC. Como em todo diagrama de equilíbrio, sua leitura inicia-se no estado líquido e a liga metálica é considerada sofrendo um resfriamento lento até à temperatura ambiente. Lento para permitir suficiente tempo para os processos de difusão atômica no estado sólido...

O que é o Aço - Bainita

Bainita é um produto de decomposição isotérmica que se forma quando um aço é resfriado (temperado) em uma faixa de temperatura intermediária entre a de formação da perlita e da martensita. Do mesmo modo que a perlita, a bainita forma-se quando a austenita γ se transforma em ferrita ∂ e cementita Fe3C. A bainita preserva algumas das características ...

Bandeamento nos Aços Laminados a Quente

No caso intitulado Ocorrência de Empeno em Barras Laminadas a Quente é mencionada uma microestrutura bandeada nas barras empenadas, apresentando exemplo de ocorrência desta. Bandeamento microestrutural em aços laminados a quente é definido como uma morfologia de duas microestruturas diferentes, frequentemente ferrita e perlita...

O Envelhecimento dos Metais e as Ligas de Alumínio

O fenômeno de transformação física dos metais ao longo do tempo é denominado envelhecimento (ageing), que se sucede por meio de dois mecanismos distintos:(i) interação como o meio ambiente, que provoca alterações de textura e cor em suas superfícies, como a oxidação, ou (ii) tratamento a temperaturas elevadas (envelhecimento artificial) de modo a acelerar mudanças em suas propriedades físicas, pois estas alteram-se muito vagarosamente à temperatura ambiente (envelhecimento natural)...

Produção de Ferro Metálico - O Alto-Forno

Desde tempos imemoriais, e qualquer que seja o processo empregado, o ferro metálico sempre foi obtido por meio de uma mistura de minério, ar e combustível. Quase que certamente, o ferro foi descoberto acidentalmente, como um subproduto da metalurgia do bronze pois os minérios de ferro eram usados como fluxante. O maior progresso na produção de grandes quantidades de ferro é datado de 1.200 a 1.000 AC. De sua origem até o fim da Idade Média, de aproximadamente 2.000 AC a 1.400 DC, o ferro metálico...

Mini Alto-Forno

Mini altos-fornos destinam-se a operações em menor escala, podendo ser vistos como uma versão miniaturizada do alto-forno convencional com algumas características adicionais conhecidas por sua simplicidade e economia. Com volumes úteis até 350m3 correspondendo a capacidades de produção entre 80.000 a mais de 300.000 t/ano, permitem o emprego de coques de qualidade inferior e carvão vegetal. O resfriamento das cubas é externo, por dispersão de água...

Redução Direta e Fusão Redutora

Os processos que produzem ferro metálico pela redução do minério de ferro abaixo do ponto de fusão deste metal são classificados como de redução direta e seus produtos referidos como ferro diretamente reduzido (DRI). A redução dos óxidos de ferro nesses processos segue o mesmo sistema reacional dos altos-fornos, resumidamente...

Fornos Elétricos de Redução

Fornos elétricos de redução ou fornos a arco submerso compreendem o conjunto de processos que utilizam a energia elétrica e um agente redutor para promover a fusão redutora de minérios. Nesse tipo de reator, o minério e o redutor são alimentados continuamente no forno pelo topo enquanto os eletrodos permanecem enterrados na mistura e o arco elétrico é submergido...

Produção de Coque

Os portadores de carbono, como o carvão mineral, carregam consigo substâncias outras que não interessam aos minérios que encontram sua redução neste elemento, a exemplo do ferro. Disso emerge a necessidade de concentração do carbono, o papel exercido pelas coquerias. Carvão é uma rocha sedimentar de composição orgânica consistindo de carbono, hidrogênio, oxigênio e proporções menores de nitrogênio e enxofre...

Aglomeração de Finos de Minérios

Os reatores de redução em contracorrente como os altos-fornos operam com minérios granulados (lump ore) entre 25mm e 6mm, não tolerando as parcelas de finos geradas nas operações de beneficiamento como no caso dos minérios de ferro. Esses finos têm então de ser aglomerados para permitir sua utilização. Os aglomerados resultantes, por sua própria natureza de constituição, apresentam redutibilidade mais elevada...

Dessulfurização

Entre os elementos contaminantes dos aços, o enxofre, assim como o fósforo, sofre severas restrições quanto aos teores máximos permissíveis. O enxofre afeta a resistência dos aços promovendo decréscimo da elasticidade (fragilização) e da soldabilidade e resistência à corrosão, devendo ser removido a valores tipicamente de 0,015%. A despeito de ao redor de 40% do enxofre contido no carvão ser removido no processo de coqueificação, o teor deste elemento no coque permanece por volta de 0,5%...

Os Processos Pneumáticos de Produção de Aço

O ferro metálico produzido nos altos-fornos absorve considerável quantidade de carbono, da ordem de 4,5%. Esse carbono tem de ser drasticamente reduzido a valores que confiram a essa liga metálica as características de maleabilidade que a qualificam como aço. Até metade do século XIX não havia um método eficiente para a produção de aço, um produto escasso e caro, obtido no estado pastoso, vasado em moldes e depois agitado ao ar por meio de barras para a redução dos teores de carbono...

Fornos Elétricos a Arco

A principal fonte de ferro metálico dos fornos elétricos a arco é a sucata ferrosa, são então essencialmente grandes recicladores. O ferro diretamente reduzido (DRI ou HBI no caso de briquetado) e o ferro-gusa sólido são também empregados como matérias-primas. O DRI, com menor teor de ferro (metalização) demanda maior consumo de energia para seu processamento. O ferro-gusa destaca sua maior densidade, favorecendo as operações de carregamento, e o elevado teor em carbono que contribui sobremaneira para as demandas energéticas do processo...

Homogenização de Temperatura e Composição Química

Antes de 1950, o processamento do aço líquido limitava-se a desoxidação, carburização pela adição de materiais portadores de carbono como o coque e adição de ligas. Entretanto, demandas mais restritas quanto à qualidade e consistência de propriedades do aço requereram medidas além das possibilidades dos fornos de processamento...

Processos de Reaquecimento do Aço Líquido

Os processos que promovem o reaquecimento do aço líquido ganharam crescente aceitação no setor siderúrgico por liberarem os fornos primários de produção do aço das operações de sobreaquecimento e ajustes das temperaturas do aço líquido para as etapas subsequentes de operação. Adicionalmente, esses processos realizam ajustes finos das composições químicas, contribuindo para a qualidade do aço produzido e prevenindo perdas de produção...

Reatores de Diluição

Como pode ser observado no diagrama parcial de Ellingham ao lado, o óxido de cromo compete termodinamicamente com os óxidos de carbono sob o aspecto de estabilidade dos mesmos. O cromo compõe as ligas Fe-Cr-Ni ou Fe-Ni-Cr, as quais compreendem os aços inoxidáveis, os aços resistentes a elevadas temperaturas e as superligas à base de Ni. As ferroligas Fe-Cr de adição do cromo aos processos de fabricação...

Desgaseificação a Vácuo

Durante o vazamento das corridas de aço, este fica exposto ao contato com o ar atmosférico e sujeito à contaminação por nitrogênio. Outras fontes de contaminação por nitrogênio são o coque utilizado como carburante e ferroligas. As adições efetuadas nas panelas de vazamento frequentemente contêm umidade e promovem a contaminação do aço líquido por hidrogênio. Os pioneiros processos de desgaseificação surgidos na década de 50 tinham como propósito a remoção...

Princípios do Lingotamento Contínuo de Metais - Parte I - Fundamentos

Lingotamento consiste no vazamento de um metal no estado líquido em um molde, no qual se solidifica e adquire sua forma. O lingotamento contínuo não foge desse princípio. Nesse processo, o metal líquido igualmente solidifica-se em um molde enquanto que é simultaneamente extraído do seu fundo a uma taxa que mantém a interface sólido-líquido em uma posição constante ao longo do tempo. Essa simultaneidade de extração do metal lingotado...

Princípios do Lingotamento Contínuo de Metais - Parte II - O Processo

No processo de lingotamento contínuo, o aço líquido é vertido pelo fundo da panela de vazamento em um segundo vaso de contenção do metal líquido, denominado distribuidor. Esse distribuidor armazena uma quantidade suficiente de aço líquido de modo a prover um fluxo contínuo deste metal para o molde, o chamado resfriamento primário...

Princípios do Lingotamento Contínuo de Metais - Parte III - Metais Não Ferrosos

Há uma série de processos de lingotamento contínuo genericamente batizados de Continuous Casting in Traveling Mold, que encontram utilização preferencial nas ligas de metais não ferrosos como as de alumínio, cobre e outras. A necessidade de oscilação do molde é uma contingência dos aços. As ligas não ferrosas são continuamente lingotadas em instalações de molde fixo como as máquinas horizontais mencionadas...

Princípios do Lingotamento Contínuo de Metais - Parte IV - Placas e Blocos

Na Parte II desta série de resenhas técnicas sobre lingotamento contínuo é mencionado que as modernas máquinas para placas e blocos seguem a configuração de molde reto com dobramento e endireitamento progressivos, ou, no caso dos blocos, também a opção por máquinas verticais. Essas máquinas reúnem elevadas capacidades de produção e excelência de qualidade dos produtos lingotados...

Princípios do Lingotamento Contínuo de Metais - Parte V - Desvios de Qualidade

A figura a seguir resume os defeitos que podem ser encontrados em aços continuamente lingotados. As razões para a ocorrência desses é variada, compreendendo composição química, fatores térmicos, causas mecânicas, práticas operacionais e caraterísticas de projeto do equipamento de lingotamento contínuo. As causas de defeitos em produtos laminados quase que invariavelmente encontram suas razões...

Ocorrência de Trincas Internas em Barras Laminadas a Quente

A incidência de trincas em produtos longos laminados a quente é devida à nucleação, crescimento e coalescência de microdanos no material como microvazios e microcavidades que são formados durante a deformação plástica. Diferentes velocidades de crescimento desses microdanos dependem das microestruturas reinantes, inclusões e condições de processamento...

Produção de Barras de Aço Inoxidável

A consulta prendia-se à produção de barras de aço inoxidável em um laminador tradicionalmente voltado a barras de aço-carbono. Alguns aspectos devem ser considerados...Os aços inoxidáveis exibem condutibilidade térmica inferior à dos aços-carbono e demandam que cuidados sejam tomados no aquecimento...

Certificação da Capacidade de Produção de Alto-Forno

O caso em pauta prende-se à certificação da capacidade nominal de produção de um alto-forno a coque com o perfil indicado...A produtividade de um alto-forno depende da quantidade de carbono queimado nas ventaneiras na unidade de tempo, o consumo de carbono (coque) para produzir uma unidade de ferro...

Ocorrência de Trincas Superficiais em Barras Laminadas a Quente

É prática usual por empresas laminadoras independentes a aquisição de placas que são processadas na forma de tarugos por operações de oxicorte. Esses tarugos são então destinados a laminação a quente. Placas destinam-se à produção de laminados planos, sua transformação em tarugos por corte a quente consiste em um desvio de função. Placas são essencialmente produzidas para o processamento de laminados planos...

Especificação de Aço para Estampagem Profunda

Aços designados para estampagem profunda (deep drawing steels) são os de ultrabaixos teores de carbono também conhecidos como livres de intersticiais (IF), os quais diferem em propriedades dos aços convencionais. São aços de elevada pureza, com teores mínimos dos elementos solutos intersticiais carbono e nitrogênio, inferiores a ...

Ocorrência de Empeno em Barras Laminadas a Quente

O caso em questão refere-se à ocorrência de empenos no leito de resfriamento de barras redondas 1x 3/16 de aço SAE 1522. Esses empenos ocorreram nas extremidades das barras, cabeça e cauda...

Certificação da Capacidade de Produção de Aciaria a Oxigênio

Este caso consistiu na certificação da capacidade de produção de uma aciaria a oxigênio equipada com dois convertedores com capacidade nominal 330t por corrida, com o perfil geométrico abaixo indicado, e duas máquinas de lingotamento contínuo de dois veios cada para a produção de placas de aço...

Têmpera em Linha de Barras de Aço IF

No processamento de aço é usual a ocorrência de desvios de composição química, da ordem de 5% do total produzido. Esses desvios são prontamente informados aos destinatários dessas corridas de aço e, caso não aceitos por estes, os semiacabados lingotados são reclassificados (sofrem downgrade) ou seguem para estoque, sujeitos a serem destinados a sucateamento...

Degradação Estrutural em Termelétricas e Refinarias

Instalações industriais que operam sob condições de elevadas temperaturas, como usinas termelétricas e refinarias, encontram-se sujeitas ao fenômeno de degradação estrutural. As ligas metálicas sujeitam-se à ação de diversos fenômenos quando submetidas a elevadas temperaturas, os quais provocam a ocorrência ou exacerbação de mecanismos de deterioração estrutural...

Estudo de Viabilidade - Lingotamento Contínuo de Placas Finas

Este metalurgista industrial foi recentemente convidado a participar da elaboração de parte de um estudo da viabilidade técnica e econômica da implantação de um empreendimento siderúrgico na Região Norte do país com capacidade de produção de 700.000 t/ano de laminados a quente sob a forma de bobinas...

Falhas em Ligas Metálicas

Entre os temas abordados nesta série de Casos, encontram-se aqueles relacionados com análises e diagnósticos de falhas. Qualquer um dos fatores a seguir, de forma isolada ou combinada, pode contribuir para a falha de um material ou componente: (1) Deficiências de projeto; (2) Seleção inadequada de material; (3) Especificações de processo inadequadas ou incorretas; (4) Material defeituoso...

Fundamentos para a Produção de Barras de Qualidade Especial - Parte I

Este metalurgista industrial foi convidado a assessorar ensaios mecânicos em duas barras de aço de baixa liga, que incluíam têmpera e revenimento. Esses testes eram de cunho acadêmico. Aços de baixa liga exibem propriedades mecânicas superiores às dos aços-carbono como resultado de adições de elementos de liga como níquel, crômio e molibdênio. O conteúdo total de ligas varia de 2% em peso...

Fundamentos para a Produção de Barras de Qualidade Especial - Parte II

A Parte I desta resenha de casos abordou a distinção entre barras de aço comerciais e as de qualidade especial. Ênfase foi conferida ao papel exercido pelas inclusões não metálicas e o conceito de aço limpo (clean steel) como requisitos para qualificação dessas barras quando destinadas a aplicações mais exigentes. Nessa Parte I, foi também mencionado o segundo fator preponderante nessa qualificação, a taxa de redução sofrida pela operação de laminação a quente dessas barras. Esse é o assunto abordado nesta Parte II...

Aços de Alta Resistência e Baixa Liga - Parte I - Fundamentos

Os denominados aços de alta resistência e baixa liga – ARBL (High Resistance Low – Alloy Steels - HSLA) ou microligados consistem em uma das mais inovadoras ligas metálicas. O advento desses tipos de aço deu-se por pressões para redução dos pesos de materiais estruturais e que concomitantemente propiciassem mais elevadas resistências mecânicas. Essa combinação de menos peso e mais resistência na condição de laminado a quente ou normalizada foi obtida pela adição de pequenas quantidades de elementos de liga. Os aços ARBL são então designados para ...

Aços de Alta Resistência e Baixa Liga - Parte II - Soldabilidade

A soldabilidade (weldability) dos materiais ou a habilidade de poderem ser unidos (joinability) pode ser definida como a capacidade de serem soldados. Muitos metais e outros materiais não metálicos, como os termoplásticos, podem ser soldados, mas alguns são mais fáceis de o serem do que outros. O conceito de soldabilidade é usado para determinar o processo de soldagem e comparar a qualidade do material soldado com a de outros materiais. Não há critério de definição quantitativa para a soldabilidade...

A Produção de Alumínio Primário - Parte I - Processo

A obtenção de metais em sua forma elementar é feita por meio da operação de redução, que consiste no fornecimento de elétrons. Em química, há o conceito de reatividade, que consiste na tendência que um átomo possui para captar ou perder elétrons. Os principais métodos para extração dos metais de seus minérios são o de redução por carbono e eletrólise. O método adequado depende da reatividade do metal em questão. Os metais mais reativos do que o carbono na série de reatividade...

A Produção de Alumínio Primário - Parte II - Operação e Insumos

A figura a seguir ilustra o ciclo de extração e processamento do alumínio em produtos acabados partindo da alumina. O processo de extração, abordado na Parte I dessa Resenha Técnica, é denominado Aluminium (ou Aluminum) Smelting Process... A alumina é o principal componente da bauxita, o principal minério do alumínio. A bauxita contém cerca de 40% a 60% de alumina, o restante consistindo em uma mistura de óxidos como a sílica e vários óxidos de ferro e de titânio. Ou seja, a alumina tem de ser purificada antes de ser refinada em alumínio metálico...

A Produção de Alumínio Secundário - Parte I - Reciclagem e Fusão

Os metais são ditos como “infinitamente recicláveis”, e a relevância econômica da reciclagem, além da ambiental, é tão maior quanto os respetivos consumos de energia para sua produção, como o caso do alumínio. A fração reciclada do alumínio é em torno de 35%, que é a parcela de produção secundária em relação à total...

A Produção de Alumínio Secundário - Parte II - Tratamento do Alumínio Fundido

O alumínio metálico extraído diretamente da alumina, a exemplo do obtido por reciclagem de sucatas, sofre refusão para submissão a tratamento de refino para remoção de contaminantes... As questões de contaminação por hidrogênio e inclusões não metálicas foram abordadas em diversas resenhas técnicas antes publicadas que contemplaram solidificação e os aços, e a influência...

Balanço de Massa de Convertedor a Oxigênio

Os balanços de massa são uma ferramenta muito útil de análise e avaliação de desempenho de processos metalúrgicos, baseados no princípio fundamental de conservação de massa. Esse princípio, estendido ao de conservação de energia, torna os balanços de massa em balanços de massa e energia. A equação genérica dos balanços de massa referidos aos limites de um sistema encontra-se a seguir. Os usuais fluxogramas de produção...

HIC e Especificação de Aços para Tubos API

Um dos propósitos das Resenhas de Casos é o de abordar assuntos e ocorrências específicos que se apresentam à parte do universo dos temas relacionados com a Engenharia de Metais e Tecnologias de Processos. Pois também é papel do metalurgista industrial exercer a compreensão das razões de requisitos de qualidade apresentados por usuários de modo a suprir corretamente tais exigências. Ou facultar a interlocução de modo...

Balanço de Energia do Processo Hall-Héroult

Na Resenha Técnica de Tecnologias de Processos A Produção de Alumínio Primário – Parte I – O Processo é apresentada uma reação global para o processo Hall-Héroult. Essa reação é reproduzida a seguir rearranjando seus termos de modo a representar a obtenção de uma unidade de alumínio...

O Mito do Parafuso de Alumínio e o Conceito de Resistência Específica

Alguém já teria se deparado com um parafuso de alumínio? Artefatos fabricados em alumínio, como quadros de bicicletas, geralmente empregam parafusos de aço. Curioso a esse respeito, este metalurgista industrial resolveu investigar o assunto. E recebeu como resposta de fontes consideradas qualificadas que “parafusos de alumínio espanam as roscas”...

O Mito do Parafuso de Alumínio - A Liga 7075-T6 e os Aços

Na Resenha anterior de Casos sobre o Mito do Parafuso de Alumínio, é mencionada a liga 7075 – T6 como exemplo de material com elevada relação resistência-peso (204 kN.m/kg). Nesse enfoque de resistência específica, os metais ocupam a posição relativa comparativamente a outros materiais indicada a seguir. Stiffness (rigidez) mencionada nessa figura, é um indicador da tendência de um material em retornar à sua forma original ...

O Mito do Parafuso de Alumínio - Passivação, Anodização e Cores

Na Resenha anterior de Casos sobre o Mito do Parafuso de Alumínio - A liga 7075 – T6 e os Aços, é exibido um exemplo de parafusos coloridos fabricados com esta liga de alumínio. O que remete à técnica de passivação, que se refere ao fenômeno de um material se tornar “passivo”, isto é, menos afetado ou corroído pelo ambiente ou uso futuro. A passivação envolve uma película externa de um material protetor que é aplicado como uma microcobertura criada...

Princípios da Laminação dos Metais - Parte I - Conceitos e Processos

Laminação é definida como o processo de conformação mecânica no qual o metal é plasticamente deformado pela aplicação de forças compressivas promovidas pela passagem através de um ou mais pares de cilindros que giram em sentidos opostos e com as mesmas velocidades, com o propósito de redução de sua espessura ou altura de uma seção (área). Como consequência, o metal sofre acréscimo proporcional em seu comprimento de modo a preservar o princípio do volume constante...

Princípios da Laminação dos Metais - Parte IIA - Configurações de Laminadores

Os laminadores são os equipamentos que realizam a operação de laminação, e podem ser montados isoladamente ou em grupos, formando uma sequência de vários laminadores em série. Esse conjunto recebe a designação de trem de laminação. Os laminadores seguem diversas configurações de acordo com o número de cilindros de laminação utilizados, indicadas no diagrama a seguir nas posições de A a F...

Princípios da Laminação dos Metais - Parte IIB

Os modernos trens de laminação são configurados em tandem, com as cadeiras dispostas em sequência nas quais as reduções ou os passes de laminação acontecem sucessivamente como exemplificado a seguir. A rotação dos cilindros das cadeiras a jusante é maior do que a das cadeiras precedentes de modo a acomodar o aumento de comprimento do metal em laminação, que passa continuamente de uma cadeira para outra. Essa configuração em tandem...

Princípios da Laminação dos Metais - Parte IIC

Quando não são demandados altos volumes de produção são utilizados laminadores reversíveis para o processamento de laminados planos a quente e a frio. Esse é o caso das usinas dedicadas à laminação a quente de aços inoxidáveis, que empregam o laminador Steckel, mostrado a seguir, que utiliza duas bobinadeiras para alimentar o material durante a laminação...

Princípios da Laminação dos Metais - Parte IID

A laminação de barras difere da laminação de planos, pois a seção transversal do metal é reduzida em duas direções. Em cada passe o metal tem sua seção reta reduzida somente em uma direção. No passe subsequente o material é girado de 90o e o processo se repete. A figura a seguir mostra a sequência de passes para a produção de barras redondas e cantoneiras (angles) de aço partindo de um tarugo (billet)...

Princípios da Laminação dos Metais - Parte III - Produtos Tubulares

Há quatro métodos de fabricação de tubos sem costura, sendo que dois destes envolvem laminação. Tubos sem costura também podem ser manufaturados por extrusão e fundição. Mas esta resenha limita-se a abordar os processos de laminação, encerrando assim esta série de Resenhas Técnicas sobre Princípios da Laminação dos Metais...

Cobre e Suas Ligas

O cobre destaca-se por sua ductilidade, resistência à corrosão e elevadas condutividades térmica e elétrica, as mais altas entre as ligas metálicas classificadas como engineering metals, que são aquelas usualmente empregadas em estruturas e na fabricação de componentes. O cobre só perde para a prata nesse particular, que não é um metal de engenharia...

O Fósforo nos Aços

O fósforo é um usual contaminante dos minérios de ferro e acaba por se incorporar em maior ou menor extensão ao ferro-gusa produzido nos altos-fornos, e é comumente considerado como uma impureza nos aços. Como abordado na Resenha Técnica de Tecnologias de Processos Os Processos Pneumáticos de Produção de Aço, a crescente aceitação dos convertedores básicos em substituição ao convertedor Bessemer originalmente em meio ácido deveu-se à incapacidade...

O Enxofre nos Aços

O enxofre está sempre presente nos aços, introduzido principalmente pelo carvão e coque, e, a exemplo do fósforo, é considerado uma impureza. O enxofre pode dissolver-se no ferro líquido em qualquer concentração, mas no ferro no estado sólido a solubilidade desse elemento é limitada a 0,002% em peso no ferro alfa à temperatura ambiente e 0,013% no ferro gama a 1.000⁰C...

Soldabilidade das Ligas de Alumínio, Solda por Fricção e Rebitagem

As ligas de alumínio podem ser soldáveis ou não soldáveis por fusão a arco, não soldáveis sob o conceito de susceptíveis à ocorrência de defeitos que comprometem a integridade estrutural. Ligas 1XXX. São essencialmente alumínio 99% puro e são facilmente soldáveis. Ligas 2XXX. São ligas aeroespaciais de alta resistência, e em sua grande maioria susceptíveis a trincamento a quente. Ligas 3XXX. Compreendem ligas de média resistência. São muito mecanicamente conformáveis e prontamente soldáveis...

O Processo de Extrusão dos Metais - Parte I

Extrusão é um processo de conformação mecânica por compressão no qual um material metálico, usualmente um tarugo (billet) de seção circular, é forçado a fluir através da abertura de uma matriz (die), adquirindo deste modo o formato projetado para esta matriz. O processo é como espremer um tubo de pasta de dentes. A passagem do metal pela matriz é facilitada pelo emprego de lubrificantes. O processo de extrusão é usualmente classificado...

O Processo de Extrusão dos Metais - Parte II

Os parâmetros do processo de extrusão incluem o ângulo da matriz (∂), a velocidade de extrusão, temperatura do tarugo e lubrificação. Um método adotado para inferir a capacidade de extrusão de um material metálico é o do tamanho do círculo no qual a seção reta poderá se adaptar (circumscribing circle diameter – CCD)...

O Processo de Extrusão dos Metais - Parte III

Como anteriormente mencionado, no processo de extrusão um tarugo com uma determinada seção reta é deformado e forçado a fluir através de uma matriz de seção reta inferior, de uma maneira análoga a um fluido fluindo de um canal para outro. À medida que o metal passa pela matriz, suas camadas externas sofrem uma deformação maior do que aquelas próximas ao meio do material. As seções externas mais distantes do eixo central são submetidas a um maior deslocamento de material. As partes mais próximas ao centro...

Defeitos em Tubos API Conformados a Frio

Tubos com costura de grande diâmetro para diversas aplicações, entre as quais os com certificação API, são produzidos segundo o processo Electric Resistance Welding – ERW, ilustrado a seguir. Tubos API são designados para redes de dutos nas indústrias de petróleo e gás. A matéria-prima utilizada na fabricação desses tubos são bobinas de aço laminadas a quente...

Contratempos com Correntes de Bicicletas

Este metalurgista industrial já foi adepto do ciclismo. E esbarrou com correntes de bicicletas que sofriam de oxidação prematura e “deformavam-se”, o que provocava perda de sincronismo na passagem das marchas, e, pior, episodicamente o desencaixe das mesmas nas engrenagens da catraca traseira, obrigando à interrupção das pedaladas para posicioná-las de volta no lugar com as mãos depois impregnadas de óleo lubrificante. Essa “deformação” era o diagnóstico do mecânico de bicicletas...

Básico em Fratura e Fadiga - Parte I

Na Resenha de Casos Falhas em Ligas Metálicas são relacionados os fatores que contribuem para a falha de um material ou componente. Nessa também é mencionado que os mecanismos de fratura e fadiga são objeto da Engenharia de Metais, os assuntos aqui abordados. Inicialmente cabe destacar a distinção entre trinca e fratura. Trincas são descontinuidades em corpos sólidos, caraterizadas por processos de iniciação ou nucleação, as quais crescem a partir destes, conduzindo ou não à divisão ou...

Básico em Fratura e Fadiga - Parte II

Todos os metais cúbicos de corpo centrado e, em alguma extensão, hexagonais compactos, associam temperaturas de transição abaixo das quais a fratura é de natureza frágil, que deve ser evitada como medida de prevenção de falhas catastróficas. Os metais cúbicos de face centrada, como o alumínio e o cobre, permanecem ainda suficientemente dúcteis a temperaturas muito baixas. O comportamento da transição dúctil-frágil nos metais cúbicos de corpo centrado resulta de uma competição entre o crescimento de microtrincas e a geração e movimento de discordâncias...

Básico em Fratura e Fadiga - Parte III

Fadiga é o dano estrutural progressivo e localizado que ocorre quando um material é submetido a ciclos alternados ou flutuantes (dinâmicos) de deformação a tensões nominais de valores máximos inferiores aos limites de escoamento estático deste material. As tensões resultantes são ainda bem abaixo dos limites de ruptura, mas mesmo assim conduzirão a falhas catastróficas. As principais características da fadiga são: (i) o longo período de deformação cíclica, tipicamente muito mais do que 100.000 ciclos de carga...

Fluência

Na Resenha de Casos Degradação Estrutural em Termelétricas e Refinarias são mencionados os fenômenos de fadiga e fluência (creep) como mecanismos de degradação estrutural. A fadiga já foi tema de Resenha Técnica anterior, e nesta é abordada a fluência, que designa o fenômeno de deformação permanente e eventualmente fratura que pode ocorrer nos metais a elevadas temperaturas ao longo de um período de tempo quando submetidos a tensões bem abaixo do limite de escoamento...

Forjamento

O milenar forjamento, que se confunde com a própria história dos metais, é um processo de conformação mecânica que utiliza forças localizadas de compressão para obter uma alteração geométrica em um metal. O forjamento é realizado a quente ou a frio. O forjamento a quente é processado a temperaturas acimas das de recristalização, tipicamente 0,5Tf ou acima, onde Tf é a temperatura de fusão. Forjamento morno é feito a temperaturas na faixa de 0,3Tf a 0,5Tf, ou seja, usualmente acima das temperaturas de endurecimento por trabalho a frio...

Metálicos de Substituição à Sucata Ferrosa - Parte I - Ferro Diretamente Reduzido

O primeiro contato deste metalurgista industrial com o ferro diretamente reduzido (DRI) deu-se no início de sua vida profissional, à época engenheiro de processos em aciaria elétrica. O processo de redução era o Purofer, então bastante inovador. O DRI briquetado a quente era imediatamente transportado até a aciaria em contêineres para carregamento nos fornos elétricos de modo a preservar sua temperatura. Esses contêineres eram posicionados em posição elevada próxima aos fornos e serviam como silos de armazenamento de onde o DRI, no caso HBI, era descarregado por gravidade e carregado por furo aberto nas abóbadas...

Metálicos de Substituição à Sucata Ferrosa - Parte II - O Processo Purofer

É disponível para download a apresentação do Purofer para a comunidade siderúrgica, um testemunho do nascimento de um novo processo de redução de minérios de ferro. Nessa são encontrados as premissas, parâmetros e fundamentos que basearam sua criação, tais como resultados de ensaios laboratoriais, modelamento matemático, planta piloto que depois sofreu scale up, aplicações e economicidade do processo. O DRI é denominado por sua forma original ferro-esponja (sponge iron), pois a remoção do oxigênio do minério de ferro provoca microporos tornando-o poroso, com uma textura similar a uma esponja quando vista sob microscópio.

Metálicos de Substituição à Sucata Ferrosa - Parte III - Ferro-Gusa

Na Parte I desta Resenha de Casos foram relatadas as circunstâncias que envolveram o processo Purofer e a utilização intensiva de ferro-gusa, com o que se tornou possível a obtenção de densidade de carga metálica suficiente para a obtenção de dois carregamentos por corrida nos fornos elétricos. Produzido sob a forma de lingotes que variam em peso de 3,5 a mais de 50kg, o ferro-gusa detém uma densidade aparente da ordem de 3,7t/m3, superior à do ferro diretamente reduzido briquetado. O teor em ferro metálico do ferro-gusa, de 91 a 95,7% em peso...

Metálicos de Substituição à Sucata Ferrosa - Parte IV - Carbeto de Ferro

O carbeto de ferro, consistindo de três partes de ferro para uma de carbono, fórmula química Fe3C, também conhecido como cementita, é um material cerâmico metaestável de elevado ponto de fusão. O carbeto de ferro é produzido industrialmente a partir de finos de minérios de ferro peneirados, 80% entre 0,4 e 0,5mm, em um reator de leito fluidizado. O gás de processo é basicamente o metano, com o hidrogênio também envolvido, de acordo com a reação a seguir...

Metálicos de Substituição à Sucata Ferrosa - Parte V - Galeria de Imagens

Respectivamente: 1. Ferro diretamente reduzido a partir de pelotas 2. Briquetado a quente 3. Ferro-gusa 4. Ferro-gusa granulado 5. Lingotamento de ferro-gusa 6. Carregamento de ferro-gusa líquido por panela posicionada em estande basculante 7. Com panela suspensa na ponte-rolante de carregamento 8. Injeção de carbeto de ferro por lança submersa 9. Planta de produção de carbeto de ferro posteriormente desativada

O Oxigênio nos Aços e Desoxidação

A solubilidade do oxigênio no ferro em seu estado puro a 1.600ºC é por volta de 2.300ppm (0,23% em peso). Essa solubilidade não é normalmente atingida nos processos de produção dos aços, o teor em oxigênio limitado pela presença de outros elementos dissolvidos no aço líquido. Quando o aço líquido é processado pelo refino de ferro-gusa em convertedores ou pela fusão de carga sólida ferrosa em fornos elétricos, algum oxigênio é dissolvido no aço líquido...

Inclusões Não Metálicas nos Aços

A menção a inclusões não metálicas e seus efeitos nas propriedades mecânicas dos aços e das ligas metálicas em geral é recorrente em diversas Resenhas Técnicas e de Casos anteriores. Inclusões não metálicas são parte integrante da metalurgia das ligas metálicas como produtos de reações químicas, efeitos físicos e contaminações que ocorrem durante os processos de fusão, vazamento e lingotamento. Essas inclusões, cabe acrescentar, são usualmente classificadas como endógenas e exógenas. As endógenas resultam de precipitações devido a decréscimos de solubilidades...

A Trefilação dos Metais

A trefilação é outro dos processos de conformação mecânica dos metais. A trefilação é similar ao processo de extrusão, exceto em que o metal a ser trabalhado é puxado através de uma matriz denominada fieira por meio de uma tensão aplicada no lado de saída, resultando em uma redução em sua seção transversal com correspondente aumento no comprimento...

Outros Processos de Conformação Mecânica dos Metais

Os processos de conformação mecânica dos metais genericamente denominados sheet forming envolvem transformações plásticas de folhas metálicas como as operações de corte (cutting), dobramento (bending), rebordamento ou agrafamento (hemming), flangeamento (flanging), enrolamento (curling), estiramento (stretching), estampagem rasa (shallow)/estampagem profunda ou embutimento (stamping/deep drawing) e outros em prosseguimento ilustrados...

O Nitrogênio nos Aços

Os aços sempre contêm algum nitrogênio, que é um elemento eficiente na melhoria das suas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão se permanece em solução sólida ou precipita-se como nitretos de morfologia fina e coerente. O nitrogênio adicionado a aços austeníticos concorre simultaneamente para o aprimoramento das resistências mecânicas e à fadiga, taxa de encruamento e resistência à abrasão e corrosão localizada. A solubilidade máxima do nitrogênio no ferro líquido é de aproximadamente 450ppm e inferior a 10ppm...

Aços Avançados de Alta Resistência

A Resenha Técnica Outros Processos de Conformação Mecânica dos Metais em Tecnologias de Processos cita os aços denominados avançados de alta resistência (Advanced High-Strength Steels - AHSS) de emprego difundido na indústria automobilística como exemplo de ligas metálicas conformadas por estampagem a quente. O emprego desses tipos de aços na indústria automobilística prende-se a propósitos de redução de peso e atendimento às exigências cada vez mais severas de segurança automotiva...

O Processo de Sopro Submerso e o Forno EOF - Parte I - O Convertedor OBM

Este metalurgista industrial encontrava-se em serviço na então Cia. Siderúrgica Pains quando foram iniciados os primeiros experimentos de implantação nos antigos fornos Siemens-Martin do processo de sopro submerso de oxigênio gasoso no banho líquido. Os fornos SM ou de soleira aberta (open hearth) foram outrora o processo dominante de produção de aço, caminhando gradativamente para a obsolescência com o advento dos processos pneumáticos, abordados na Resenha Técnica de mesmo nome em Tecnologias de Processos...

O Processo de Sopro Submerso e o Forno EOF - Parte II - O Q-BOP e Processos Correlatos

O processo OBM foi impulsionado pelo manifesto interesse neste por parte da United States Steel Corporation para sua implantação na usina de Fairfield em conversão de uma antiga aciaria SM e na aciaria 2 em construção da usina de Gary. Este metalurgista industrial teve também a oportunidade de visitar essa aciaria em missão técnica. O processo OBM passou a ser denominado Q-BOP nos EUA a partir dessa ocasião. O interesse da US Steel prendeu-se, além das vantagens intrínsecas do sopro de oxigênio pelo fundo do convertedor, a questões relativas a custos de implantação. Uma aciaria LD demanda uma nave de elevada altura para acomodar o convertedor com seu sistema de lança...

A Produção de Cobre Metálico - Extração e Refino

A Resenha Técnica Cobre e Suas Ligas em Eng. de Metais aborda as ligas e propriedades deste metal, o terceiro metal industrial em relevância de consumo, logo após o ferro e o alumínio. Os minérios sulfetados de cobre, como a calcopirita, um sulfeto de cobre e ferro (CuFeS2), concorrem para praticamente toda a concentração de cobre. Esses minérios, que contêm tipicamente 0,5 a 2% de cobre, sofrem britagem e moagem com o objetivo de liberação da ganga contida, sendo em seguida submetidos a concentração para um teor de 25 a 30% deste metal antes de serem economicamente submetidos a fusão redutora (smelting)...

Gás de Alto-Forno e Cogeração de Potência Elétrica

Este metalurgista industrial encarregou-se da estruturação de cenários alternativos de cogeração de potência elétrica a partir de gases residuais de processo, no caso dois altos-fornos a coque idênticos. Como abordado na Resenha Técnica Produção de Ferro Primário em Tecnologias de Processos, os altos-fornos são reatores contínuos em contracorrente que produzem ferro-gusa, matéria-prima para a fabricação dos aços, escória, matéria-prima para a produção de cimento, e gás combustível, o gás de alto-forno (BFG-Blast Furnace Gas)...

Aços Inoxidáveis e a Estabilização da Austenita

Os aços inoxidáveis (stainless steels) devem particularmente sua resistência à corrosão à presença do cromo em um teor superior a 10,5% em peso. A interação desse elemento com o meio ambiente reagindo com o oxigênio forma um filme invisível de óxido de por volta de 5 nanômetros na superfície do aço. Essa camada passivadora autorregenera-se caso danificada mecânica ou quimicamente desde que o oxigênio, mesmo em pequenas quantidades, esteja presente. A resistência à corrosão e outras propriedades dos aços inoxidáveis são aprimoradas pelo aumento do teor de cromo e a adição de outros elementos como o níquel, nitrogênio e molibdênio...

Metalurgia do Pó

A Resenha Técnica Anisotropia em Metais em Eng. de Metais menciona os produtos fabricados por pós como uma exceção à direcionalidade de propriedades. Designa-se genericamente como metalurgia do pó o processo de fabricação pelos quais peças e componentes são produzidos a partir de pós metálicos ou não. O processo, ilustrado na figura a seguir, consiste na mistura e compactação de materiais finamente pulverizados em uma forma desejada e no aquecimento desse material compactado em uma etapa denominada sinterização com o propósito de promover sua coesão...

Aços Elétricos

Os denominados aços elétricos são ligas ferrosas especialmente concebidas para alcançar propriedades magnéticas específicas como relativamente alta permeabilidade, elevada resistividade elétrica e reduzidas perdas por histerese, contribuindo deste modo para a redução de perdas energéticas. Os aços elétricos são geralmente fabricados em tiras laminadas a frio e são empregados nos núcleos de dispositivos eletromagnéticos tais como motores, geradores e transformadores...

Zener Pinning, Relação de Hall-Petch, Tamanho de Grão da Austenita e Morfologias da Ferrita - Parte I

Contornos de grãos são defeitos cristalinos, e, como exposto na Resenha Técnica Recuperação, Recristalização e Crescimento de Grãos, estes crescem espontaneamente às expensas dos grãos menores que são menos estáveis, a menos que seja imposto um bloqueio. Esse é o papel, por exemplo, exercido pelos vanádio e nióbio nos aços de alta resistência e baixa liga. Ambos esses elementos provocam aumento da resistência por endurecimento por precipitação e refino de grãos...

Zener Pinning, Relação de Hall-Petch, Tamanho de Grão da Austenita e Morfologias da Ferrita - Parte II

O tamanho de grão dos aços é usualmente entendido como o tamanho de grão da austenita, que é o existente antes de o aço sofrer resfriamento e a austenita ser transformada em outros componentes estruturais, ou seja, o tamanho dos grãos da austenita anterior (prior austenite grains). O tamanho de grão da austenita é uma relevante característica dos aços. Menores os tamanhos de grão, melhores as propriedades mecânicas à temperatura ambiente tais como dureza, limite de escoamento, limite de resistência, resistência à fadiga e resistência ao impacto...

Forno de Indução sob Vácuo (VIM)

O Forno de Indução sob Vácuo (Vacuum Induction Melting – VIM) promove a fusão sob condições de vácuo, e destina-se à fabricação de ligas complexas destinadas a aplicações diversas, particularmente as utilizadas em componentes sujeitos a elevadas tensões térmicas, nos quais a limpeza (cleanliness) exerce influência direta nas suas expectativas de vida útil. Esse é o caso de aplicações na engenharia aeroespacial e em partes de turbinas de geração de potência...

Refusão a Arco sob Vácuo (VAR)

A Refusão a Arco sob Vácuo, ilustrado na figura a seguir, é um processo de fusão secundária utilizado na produção de lingotes de ligas metálicas com precisas características de homogeneidade química e mecânica para aplicações em componentes críticos. Exemplos de ligas que encontram aplicação pelo processamento no VAR são encontrados nas superligas e aços altamente ligados...

Refusão sob Escória Eletrocondutora (ESR)

No processo de Refusão sob Escória Eletrocondutora, diferentemente do VAR, o lingote é produzido pela fusão de um eletrodo consumível imerso em uma escória superaquecida. O calor necessário é gerado por uma corrente elétrica, usualmente contínua, fluindo através da escória líquida que provê resistência elétrica. A temperatura é elevada acima da temperatura liquidus do metal e a ponta do eletrodo sofre fusão. As gotas de metal fundido caem através da escória líquida e são coletadas...

Os Processos HISmelt e HIsarna de Redução de Óxidos de Ferro - Parte I

À época envolvido com mineradora australiana que detinha posição de mineração de ferro em Corumbá, Mato Grosso do Sul, este metalurgista industrial teve contato com o processo HISmelt de redução de óxidos de ferro desenvolvido por esta empresa. O assunto com a mineradora, detentora da tecnologia do processo em pauta, deveu-se a projeto de um polo de produção de ferro metálico baseada em gás natural boliviano. O HISmelt é uma tecnologia de fusão redutora sob pressão em um reator vertical (smelting reduction vessel - SRV) cujo cadinho, que contém o metal fundido e a camada de escória ...

Os Processos HISmelt e HIsarna de Redução de Óxidos de Ferro - Parte II

O conceito do processo HIsarna de fusão redutora baseia-se na combinação do forno de conversão por ciclone (cyclone converter furnace-CCF) de pré-redução e o reator vertical de fusão redutora (smelting reduction vessel - SRV) do HISmelt. A tecnologia CCF promove a produção de ferro metálico a partir de finos de minério de ferro e carvão em dois estágios conectados: um ciclone de fusão para pré-redução e fusão do minério e um convertedor para a redução final em metal líquido. Os finos de minério de ferro e carvão são injetados tangencialmente no ciclone, ilustrado a seguir...

Ligas Metálicas Sofisticadas

A Resenha Técnica Forno de Indução a Vácuo em Tecnologias de Processos menciona as rotas VIM / VAR e VIM / ESR no processamento de ligas metálicas complexas denominadas superligas. Não há uma definição estrita do que seja uma superliga, mas a mais aceita é que esta seja uma liga baseada no grupo VIII da tabela periódica dos elementos (níquel, cobalto e ferro com a adição de elevada percentagem de níquel em peso). As superligas são destinadas a aplicações sob elevadas temperaturas próximas ao seu ponto de fusão, nas quais a resistência a deformações e estabilidade superficial são requisitos determinantes....

Emprego de Combustíveis Alternativos em Altos-Fornos

Os altos-fornos, cujos princípios de processo encontram-se abordados na Resenha Técnica Produção de Ferro Metálico – O Alto-Forno, esbarra na contingência de dependência do coque como principal agente redutor, sendo sua fonte os carvões metalúrgicos, um insumo de produção restrita a alguns países. O coque constitui uma significativa parcela na estrutura de custos de produção do ferro primário obtido em altos-fornos...

Ímã é Uma Coisa que Gruda em Outro Ímã

O netinho deste metalurgista industrial, quando nos visita, aprecia brincar com um conjunto de ímãs guardado há muito. E dele é a definição sobre ímãs que é título desta Resenha de Casos. Em um determinado momento, as brincadeiras vieram acompanhadas da natural curiosidade “Como isso funciona? ” Uma questão impossível de ser respondida para uma criança de quatro anos. O fenômeno do magnetismo acompanha a vida dos metais. Alguns minerais, como a magnetita...

O Processo ELYSIS de Produção de Alumínio Primário

A Resenha Técnica anterior A Produção de Alumínio Primário – Parte I aborda o processo Hall-Héroult de produção de alumínio. Em Casos, encontra-se um balanço de energia desse processo. Nessa mencionada Resenha, o processo Hall-Héroult é ilustrado com seu emprego de eletrodos de grafite e seu sistema reacional com a produção correlata de CO2...

Aço Isento de Combustíveis Fósseis

A indústria siderúrgica contribui com 7% das emissões globais de CO2, e este metalurgista industrial acompanha com interesse as iniciativas ainda pontuais de substituição total ou parcial de altos-fornos a coque por processos de redução direta utilizando o hidrogênio como agente redutor e fornos elétricos a arco. Algumas propostas nesse sentido, como exemplificada na figura a seguir que compara ambas as rotas de produção, preveem a produção de aço diretamente de forno elétrico alimentado por ferro diretamente reduzido isento de carbono...

Titânio e Suas Ligas

As ligas de titânio encontram aplicação como material estrutural em diversas áreas tais como na medicina sob a forma de implantes, devido à sua alta biocompatibilidade, aeroespacial e naval entre outras. Esse espectro de aplicações das ligas de titânio resulta de suas características que destacam alta resistência à corrosão, elevada resistência específica, baixa densidade e excelentes propriedades a temperaturas elevadas. A tabela a seguir exemplifica valores de propriedades mecânicas...

Guia para Tratamentos Térmicos - Parte I - Conceitos e Categorias

Em diversas Resenhas Técnicas e de Casos são mencionados processos de Tratamentos Térmicos, nos quais o calor é utilizado para alterar as propriedades de um metal ou ligas metálicas. Como o tempo a uma determinada temperatura é fator relevante, os processos de Tratamento Térmico são também definidos como tratamentos tempo-temperatura. Os Tratamentos Térmicos são empregados para diversos propósitos, os mais relevantes sendo o controle das propriedades mecânicas, especialmente dureza, ductilidade, resistência e tensões internas...

Guia para Tratamentos Térmicos - Parte II - Aços

Uma das vantagens dos aços comparativamente às demais ligas metálicas é a capacidade destes de atingir elevados patamares de resistência por meio de Tratamento Térmico enquanto ainda retêm alguma ductilidade. Essa capacidade de os aços terem sua resistência aumentada é uma consequência direta do teor de carbono presente. À medida que o teor de carbono é aumentado são obtidos maiores níveis de resistência. Embora a ductilidade decresça com a elevação da resistência, esta ainda é suficiente alta para satisfazer a maioria das aplicações de engenharia...

Ele está presente nas estrelas

Este metalurgista industrial foi convidado por um amigo de longa data, profissional dedicado ao setor de gás natural, a compartilhar a autoria de um artigo técnico sobre a substituição parcial deste gás combustível por hidrogênio na geração de potência elétrica, em atenção aos crescentes compromissos ambientais de redução do aquecimento global. Esse artigo encontra-se disponível para download.

A Produção de Titânio Metálico e o Processo Kroll

A Resenha Técnica Titânio e Suas Ligas em Eng. de Metais destaca as ligas de titânio como material estrutural aplicado em diversas áreas como na medicina. Entre os métodos para a produção de titânio metálico, o processo Kroll, de natureza pirometalúrgica, é responsável pela sua maior parte da obtenção deste metal. O titânio é um metal de elevada reatividade e não pode ser produzido pelo método de redução ...

Possibilidades de Cogeração de Potência Elétrica em Complexo Siderúrgico

O Brasil padece no momento de uma severa crise hídrica que ameaça o suprimento de energia elétrica, tendo até sido aventada a hipótese de racionamento e a necessidade de economia de água. No bojo dessas medidas foi comentada a eventual contribuição do setor industrial de consumo intensivo de energia como a indústria siderúrgica. Este metalurgista industrial, quando envolvido na elaboração de balanços de massa e energia, investigou as possibilidades de aumento da geração in plant de vapor e de potência elétrica em um complexo siderúrgico. Os processos então considerados são em prosseguimento apresentados...

Ferros Fundidos

Os ferros fundidos são a segunda das denominadas ligas ferrosas, a primeira os aços, assim classificados quando apresentam teores de carbono acima de 2,1% em peso, tipicamente até 4%. A reação básica que norteia os ferros fundidos é a decomposição da cementita em ferrita e grafite...Ou seja, os ferros fundidos são, em resumo, ligas de ferro, carbono e silício nas quais uma maior quantidade de carbono está presente, superior àquela que pode ser retida em solução na matriz de ferro no estado sólido. Nos ferros fundidos comuns não ligados, o carbono excede o limite de solubilidade e se precipita como carbono grafítico ou carbeto de ferro...

Combustão e Metalurgia

Inúmeros processos metalúrgicos demandam o aporte de energia térmica, o popular “calor”. “Calor” e energia térmica são termos utilizados para descrever o nível de atividade molecular em um objeto. Um objeto no qual as moléculas encontram-se em um elevado estado de “excitação” e movem-se rapidamente é dito ser quente, enquanto que um objeto no qual estas movem-se menos rapidamente é dito frio. A energia térmica pode ser transferida entre objetos. Então, o termo “calor” refere-se a essa transferência de energia, enquanto que temperatura se refere à energia contida dentro dos objetos...