Ciencia materiais

2. CIÊNCIA DOS MATERIAIS

As propriedades dos materiais definem, o desempenho e processo de fabricação de um determinado componente. A Ciência dos Materiais, estuda as inter relações que existem entre a estrutura de um material e suas propriedades. Está ligada a diversos campos da engenharia e da ciência, dentre eles: física, metalurgia, química, eletricidade e mecânica.

2.1. Propriedades os Materiais Metálicos

Os materiais metálicos normalmente são combinações de materiais metálicos. Tendo um grande número de elétrons livres, que não estão presos a um único átomo, sendo eles responsáveis por muitas propriedades. Os metais mais tradicionais, como ferro, ouro e cobre são conhecidos e utilizados há milênios.

Até o século XIX a microestrutura das ligas era praticamente desconhecida. Nenhum uso dos materiais havia explorado algo mais do que a qualidade mecânica, óptica e sua resistência a corrosão. A metodologia de ensino consistia em atacar quimicamente as diversas composições de um determinado sistema binário.

A observação microscópica da microestrutura dos materiais, começou no grande centro produtor de aço, na Inglaterra. Em 1863 e 1864 foi observada a estrutura de rochas e de aços no microscópio, a superfície desses materiais havia sido polida e atacada com reagentes químicos. De posse da metalografia óptica, da difração de raios x e de outras técnicas, os metalurgistas puderam caracterizar as transformações de fase e as microestruturas das estruturas cristalinas.

2.1.1. Propriedades metalúrgicas / mecânicas

As propriedades mecânicas são definidas através de ensaios mecânicos, utilizando-se normalmente corpos de provas para o ensaio mecânico e seguindo geralmente as normas técnicas para procedimentos das medidas e confecções do corpo de prova. As principais propriedades dos metais são resistência a tração, elasticidade, ductilidade, fluência, fadiga, dureza e tenacidade.

As tensões que podem ser exercidas nos metais são tração, compressão, cisalhamento e torção, sendo através delas possível a observação das propriedades. Todas essas propriedades e trações servem para definir o material informando qual a sua utilidade, em quais condições ele aguenta sem sofrer alterações em sua característica e em que situações um material é melhor que outro.

2.2. Estrutura e Arranjo Cristalino

As propriedades de alguns materiais estão relacionadas a sua estrutura cristalina, um material cristalino é aquele no qual os átomos estão situados em um arranjo que se repete ou que é periódico ao longo de grandes distâncias atômicas, de tal modo que quando ocorre a solidificação os átomos se posicionarão em um padrão tridimensional repetitivo, no qual cada átomo está ligado aos seus átomos vizinhos mais próximos.

Existe um número extremamente grande de estruturas cristalinas diferentes, todas elas com ordenação atômica de longo alcance. Estas variam desde estruturas relativamente simples, como ocorre para os metais, até estruturas excessivamente complexas, como as que são apresentadas por alguns materiais cerâmicos e poliméricos. Em função do comprimento dos lados e dos eixos do paralelepípedo elementar da célula unitária,