MAteriais De Construções Mecanicas Etapas 1 E 2

Materiais de Construção Mecânica - Etapa 1

Passo 2 – O Material escolhido foi o ALUMÍNIO.

Passo 3:

A) Composição do Alumínio:

O alumínio é composto por uma série de reações químicas. Até mesmo a bauxita - minério do qual se extrai a alumina e o alumínio. É formado por uma reação química natural, causada pela infiltração de água em rochas alcalinas que entram em decomposição e adquirem uma nova constituição química. A bauxita encontra-se próxima à superfície, em uma espessura média de 4,5 metros, o que possibilita a sua extração a céu aberto com a utilização de retro escavadeiras. Porém, antes de se iniciar a manutenção, alguns cuidados precisam ser tomados para se proteger o meio ambiente. A terra fértil acumulada sobre as jazidas é removida juntamente com a vegetação e reservada para um futuro trabalho de recomposição do terreno, após a extração do minério.

Depois de minerada, a bauxita é transportada para a fábrica, onde chega em seu estado natural, com impurezas que precisam ser eliminadas. E aí se inicia a primeira reação química da série que vai viabilizar a obtenção da alumina e do alumínio. A bauxita é moída e misturada a uma solução de soda cáustica que a transforma em pasta. Aquecida sobre pressão e recebendo nova adição de soda cáustica, esta pasta se dissolve formando uma solução que passa por processos de sedimentação e filtragem que eliminam todas as impurezas.

Essa solução, livre de todas as impurezas, está pronta para que dela se extraia apenas a alumina. Isso é feito, mais uma vez, através de uma reação química. Em equipamentos chamados de precipitadores. A alumina contida na solução precipita-se através do processo chamado de "cristalização por semente". Esse material cristalizado só precisa ser lavado e secado por meio de aquecimento para que tenhamos o primeiro produto do processo de produção de alumínio: a alumina, um pó branco e refinado de consistência semelhante ao açúcar.

B) – Microestrutura:

A estrutura dos metais é, na verdade, policristalina : um mosaico de cristais que diferem entre si pela direção segundo a qual se repete um mesmo monocristal. Nota-se que no âmbito da microescala o policristal é essencialmente anisótropo, entretanto para fins de modelagem macroscópica pode-se considerar que o metal apresente isotropia.

A maior parte dos cristais de metais puros é composta por estruturas de monocristais, no caso, o alumínio se enquadra na estrutura (cúbica de faces centradas), que adota-se a sigla CFC. Na estrutura CFC, doze átomos estão em contato com um átomo central, mas arranjados de modo que suas posições configuram um hexágono ou um cubo imaginário.

C) – Síntese e Processamento:

• Laminação

• Estampagem

• Extrusão

• Forjamento

• Fundição

• Soldagem

• Usinagem

• Acabamento

• Reciclagem

PROCESSOS DE PRODUÇÃO

Laminação

O processo de deformação mais amplamente utilizado, consiste em se passar uma peça metálica entre dois rolos; uma redução na espessura resulta das tensões de compressão exercidas pelos rolos. A laminação a frio pode ser usada na produção de chapas, tiras e folha e circulares, assim como as vigas “I” e os trilhos de trem são fabricadas usando rolos com ranhuras.

Laminação a quente:

Laminação a frio:

Estampagem

Chapas e discos de alumínio são amplamente utilizados para a estampagem profunda. Nesse processo, o material é pressionado por um punção contra uma matriz, como acontece com os utensílios domésticos e latas de bebidas. Estas operações requerem material com grande plasticidade, alta ductilidade e com uma baixa taxa de encruamento. Os melhores resultados são obtidos quando o metal possui um tamanho de grão pequeno e uniforme.

Extrusão

É um processo de transformação termomecânica no qual um tarugo de metal é reduzido em sua seção transversal quando forçado a fluir através do orifício de uma matriz (ferramenta), sob o efeito de altas pressões e temperatura. Como uma pasta de dente sendo expelida para fora de seu tubo.

Forjamento

O alumínio é bastante utilizado em forjamento principalmente nas indústrias aeronáutica, bélica, transportes, máquinas e equipamentos. Sua aplicação abrange peças como rodas, eixos, longarinas, bielas, peças de bicicletas, motores, rotores, engrenagens, pistões, etc.

O forjamento é o processo de conformação pelo qual se obtém a força desejada de uma peça por martelamento ou aplicação gradativa de uma pressão. A maioria das operações de forjamento são feitas a quente. A indústria utiliza três métodos de forjamento:

- Matriz aberta;

- Matriz fechada com rebarba;

- Matriz fechada sem rebarba

A escolha do processo mais apropriado é baseada no formato da peça, na sofisticação do projeto da peça e no custo. Normalmente, dois ou mais métodos de forjamento são combinados para se obter o formato desejado.

No forjamento do alumínio, um bloco, tarugo ou perfil é aquecido e pressionado contra uma matriz bipartida, na qual foi escavada a forma da peça em negativo. O metal escoa, preenchendo a cavidade formada pelo ferramental, tomando a forma da peça. Depois das ligas ferrosas, o alumínio é o metal mais utilizado para forjamento.

As ligas de alumínio podem ser forjadas em qualquer tipo de equipamento para forjamento utilizado