O Alumínio

FACULDADE SATC

BRUNO MARTINS BERETTA

EVELIN GABRIELA LAUFFER STRÜTZKI

DANIELA PHILIPPI PEREIRA

DHENIFFER MEZARI SILVESTRE

GIAN GARCIA

RENAN ROSSO DE BONA SARTOR

atividade interdisciplinar de ciÊncia dos materiais e resistência dos materiais

CRICIÚMA

JUNHO – 2017

1. ALUMÍNIO

O alumínio, representado na tabela periódica pela sigla Al, é um metal encontrado em todas as partes do mundo e um dos elementos químicos mais abundante da terra, ficando atrás apenas do oxigênio e silício. O alumínio pode ser produzido através da bauxita, um mineral composto por uma mistura de óxidos, sendo o principal o de alumínio. [1]

Este elemento químico, assim como o cálcio, níquel, prata, cobre, ouro, platina e chumbo, apresenta estrutura cristalina na forma cúbica de face centrada (CFC), apresentando um total de quatro átomos no interior da célula unitária e o seu fator de empacotamento atômico (FEA) é de 0,74. [1]

Por ser o metal não ferroso mais utilizado pelo homem são muitas as suas aplicações, tanto na sua forma pura quanto na mistura com outros metais – conhecidas como ligas metálicas. Com este metal, fabrica-se utensílios domésticos (talheres, frigideiras, panelas), equipamentos elétricos, nos meios de transportes (carrocerias de automóveis, trens, embarcações), móveis, cosméticos e produtos farmacêuticos. [2]

Seu destaque é na produção de embalagens (latas de refrigerantes/cervejas, pacote de salgadinhos, tampas de iogurtes, embalagens Tetra Pak). A folha de alumínio é completamente impermeável, deixando o sabor e o aroma completamente isolado do meio externo, pode também conservar de forma eficiente os alimentos, reduzindo o desperdício. [2]

1.1. PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO

O fato do alumínio apresentar inúmeras aplicações deve-se a sua combinação única de propriedades atraentes, muitas delas extremamente importantes na criação de uma sociedade sustentável. [1]

1.1.1. Leve e resistente

O alumínio, com densidade aproximada de 2,7 g/cm3, pesa 1/3 do peso do aço. Essa diferença de peso, significa redução de consumo de energia com transportes e uma vantagem na construção civil e na área automobilística. [3]

Sua resistência à tração também é bem considerada, chegando a ficar na faixa de 70 a 700 Mpa, sendo que sua resistência aumenta em baixas temperaturas, diferente do aço. [2]

1.1.2. Maleável

Devido a sua maleabilidade superior, o alumínio pode ser moldado em praticamente qualquer formato imaginável. [3]

1.1.3. Excelente refletor

Este elemento é capaz de refletir luz visível e calor irradiado, vindo a se tornar o metal mais ideal para refletores, devido as suas propriedades de reflexão e por seu peso leve, vindo a reduzir o consumo de energia por causa da alta eficiência energética. [1]

1.1.4. À prova de fogo

É um material não-combustível, possui capacidade de proteção contra o fogo maior que a fibra de carbono. Somente se moldado em películas muito fina pode vir a se incendiar. Seu ponto de fusão é de 660 °C. [2]

1.1.5. Vida longa e baixa manutenção

O alumínio não enferruja, pois reage com o oxigênio do ar e forma uma camada protetora de óxidos, essa camada é densa e oferece excelente proteção contra a corrosão, quando danificada, essa camada pode se reparar sozinha. [2]

Essa resistência à corrosão prolonga a vida do alumínio em automóveis e na construção civil. [3]

1.1.6. Supercondutor de calor e eletricidade

O alumínio é duas vezes melhor condutor que o cobre, um condutor de alumínio que possui aproximadamente a metade do peso de um condutor de cobre, tem a mesma condutividade. Sendo a melhor opção para sistemas de transmissão de energia elétrica, tais como componentes de transferência de calor. [2]

1.1.7. Fácil de reciclar

Este elemento dura para sempre e é o melhor amigo do meio ambiente. Por volta de 75% de todo alumínio produzido até hoje ainda está em uso. O processo de reciclagem do utiliza apenas 5% da energia originalmente necessária para a produção do alumínio primário e após ser reciclado o alumínio não perde suas propriedades. [3]

2. ENSAIO DE TRAÇÃO

Consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo de prova especifico até a ruptura. Trata-se de um ensaio amplamente utilizado na indústria de componentes mecânicos, devido às vantagens de fornecer dados quantitativos das características mecânicas dos materiais. [4]

Com esse tipo de ensaio, pode-se afirmar que praticamente as deformações promovidas no material são uniformemente distribuídas em todo o seu corpo, sendo que a mesma termina no momento em que é atingida a carga máxima suportada pelo material, quando começa a aparecer o fenômeno da estricção ou da diminuição da secção do provete, no caso de matérias com certa ductilidade. [4]

A ruptura sempre se dá na região mais estreita do material, a menos que um defeito interno no material, fora dessa região, promova a ruptura do mesmo, o que raramente acontece. [4]

2.1. PREPARANDO O ENSAIO

Nos corpos de provas normalmente a seção reta é circular, porém corpos de provas retangulares também são usados, conforme Fig. 1. Durante os ensaios, a deformação fica confinada à região central, mais estreita, do corpo de prova. O diâmetro padrão é aproximadamente 12,8 mm, enquanto a seção reduzida deve ser pelo menos quatro vezes esse diâmetro. O corpo de prova é preso pelas extremidades nas garras de fixação do dispositivo de testes.

Fig. 1 – Corpo de prova para o ensaio de tração.

[pic 1]

Fonte: Ensaio dos materiais.

A máquina de ensaio de tração, Fig, 2, é projetada para alongar o corpo de prova a uma taxa constante, além de medir contínua e simultaneamente a carga instantânea aplicada e os alongamentos resultantes, isso com o auxílio de extensômetros, conforme Fig. 3.

Fig. 2 – Máquina de ensaio mecânicos – EMIC.

[pic 2]

Fonte: EMIC.

Fig. 3 – Ensaio de tração.

[pic 3]

Fonte: Dos autores.

A norma seguida para o ensaio de tração em alumínio é a ABNT NBR 7549:2008 Versão Corrigida: 2012 (Alumínio e suas ligas – produtos laminados, extrudados e fundidos – ensaio de tração).