Materiais Metálicos: Propriedades, Obtenção e Aplicações, Slides de Engenharia de Produção

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Matéria Prima

Ferro - Origem e Definições

• Do latim ferrum, elemento químico de símbolo Fe;
• À temperatura ambiente, o ferro encontra-se

no estado sólido,

• É extraído na forma de minério, que depois de

passado para o estágio de ferro-gusa, através de

processos de transformação, é usado na forma de

lingotes.

• Controlando-se o teor de carbono, que ocorre de

forma natural no minério de ferro, dá-se origem a

várias formas de aço.

FERRO IMPORTÂNCIA E IMPACTOS DE SUA EXTRAÇÃO

Ferro - Origem e Definições

Importante período da história chamada de Idade do

Ferro.

• Utilizado para:
  • Produção de aço,
  • Produção de ferramentas
  • Máquinas,
  • Veículos de transporte (automóveis, navios, etc),
  • Como estrutura de pontes, edifícios, etc

OBTENÇÃO DO AÇO

Aço

Possui maior resistência mecânica e maior dureza, propriedade levada em consideração ao se usar aço em objetos de corte. Baixo custo em relação a outros metais e ligas metálicas que também possuem boa resistência mecânica. Aplicado na fabricação em diversos tipos de ligas metálicas com diferentes propriedades, como exemplo: ▪ Aço inoxidável , que é composto de 74 % de aço comum, 18 % de Cr (cromo) e 8 % de Ni (níquel).

Aço

O aço inoxidável não se oxida ou não sofre corrosão facilmente, como o ferro. A razão é a presença de cromo em sua constituição. Esse metal reage com o oxigênio do ar e forma uma fina e invisível camada de óxido de cromo que dificulta que o ferro sofra corrosão, formando a ferrugem. Há também as ligas: ▪ Invar , que possui 64 % de aço e 36 % de níquel ▪ Platinite , formada por 54 % de aço e 46 % de niquel.

Aço

A platinite é usada em partes metálicas soldadas ao vidro nas lâmpadas incandescentes. Há a liga de aço com 94 % de Fe (ferro), 5 % de W ( tungstênio ) e 1 % de C (carbono), extremamente duro, muito usado em ferramentas de corte. A liga formada por 86 % de Fe (ferro), 13 % de Mn ( manganês ) e 1 % de C (carbono), cuja propriedade principal é a dureza, usada na fabricação de trilhos.

Alumínio

▪ Apresenta características peculiares, é ▪ Maleável, ▪ Leve (densidade abaixo de 5g/cm 3 ▪ Muito resistente à corrosão. ▪ Metal mais versátil, com dele, pode-se confeccionar, além de panelas, o papel-alumínio, atóxico, é utilizado para proteger alimentos, painéis coletores de energia solar e muitas outras coisas.

Processo de produção do alumínio

▪ O alumínio é produzido a partir da bauxita. ▪ Trata-se de um processo de produção difícil, pois exige muita energia elétrica. ▪ A bauxita de cor marrom-avermelhada sofre um processo de purificação para que se possa extrair a alumina de outras substâncias, como, por exemplo, o óxido de ferro 3 (Fe 2

O

3

▪ Pode-se utilizar o processo Bayer ou eletrólise

Processo Bayer

O processo Bayer é composto por quatro etapas sendo elas:

1. Digestão, Na primeira etapa do processo, o minério britado é misturado com uma solução de soda cáustica (NaOH), formando uma pasta com alta concentração de sólidos, que será autoclavada e receberá novas doses de NaOH. Nestas condições, um licor verde (solução rica em hidróxidos solúveis) é formado pela dissolução das espécies de alumínio conforme as reações.

Processo Bayer

O processo Bayer é composto por quatro etapas sendo elas:

1. Digestão,
2. Clarificação, Essa etapa consiste em processos de sedimentação (em espessador) e filtração. Nesta etapa a lama vermelha é separada do licor rico em hidróxido de alumínio e bombeada para áreas de deposição (lagos)