Corrosão - Parte 2 - Propriedades de alguns

Tópicos especiais – Corrosão
na construção civil
Parte 2
Propriedades de
alguns elementos
metálicos
Química Aplicada
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Professor Willyan Machado Giufrida
Propriedades Físicas dos Metais
São, geralmente, sólidos (exceção do mercúrio
– líquido);
apresentando temperaturas de fusão entre
30ºC (Cs e Ga) e 3.400ºC (tungstênio – W);
Apresentam brilho característico, denominado
“brilho metálico”;
São bons condutores de eletricidade e calor,
sendo os melhores: Ag, Cu, Al e Au.
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Propriedades Mecânicas dos Metais
Maleabilidade: é a capacidade
de serem transformados em lâminas;
Ductibilidade: é a capacidade de serem
transformados em fios;
Dureza: é a resistência ao corte mecânico
(medida pela facilidade de se submeter ao
risco ou riscarem outros metais);
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Classificação dos Metais
O metais podem ser classificados em:
–
Metais ferrosos;
–
Metais não ferrosos.
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são aqueles que, geralmente, estão associados ao ferro.
– possuem uma porcentagem de ferro superior a 90%.
são metais ou ligas metálicas (mistura de metais) que não
contém ferro ou, se o tem, a quantidade é pequena.
– Ex: Alumínio, bronze, cobre, estanho e latão são
exemplos de metais não ferrosos.
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
O Aço:
–
–
–
O aço possui teor de carbono de até 1,7%;
Sua resistência à ruptura por tração pode variar, de
200 MPa a valores superiores a 1200 MPa;
A resistência a compressão é igual à resistência à
ruptura por tração.
O Ferro fundido:
–
–
–
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Possui teor de carbono variando entre 1,8% e 4,5%;
Resistência à tração é baixa, no máximo 400 Mpa;
Boa resistência à compressão, entre duas e quatro
vezes a resistência à tração.
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
O Ferro laminado:
–
–
Baixo teor de carbono (inferior a 0,12%);
resistência à tração que atinge:
no máximo 350 Mpa na direção das fibras e 320 MPa na
direção perpendicular às fibras;
resistência à compressão entre duas e quatro vezes a
resistência à tração.
“Atualmente, na engenharia estrutural, o único metal
ferroso utilizado é o aço, mas com teor de carbono
limitado a 0,29%”
teores mais elevados podem causar redução de ductilidade e
soldabilidade.
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
Titânio e Ligas:
–
É um metal branco prateado, que resiste bem à
corrosão. É excepcionalmente duro, tem alta
resistência mecânica e baixa densidade (4,5 g/cm3).
Um grande número de aplicações
em motores de avião a jato e foguetes, em
aeronaves e veículos espaciais.
É também aplicado quando se necessita uma elevada
resistência à corrosão.
–
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
Vanádio:
É um metal muito duro, tem grande resistência
mecânica e a corrosão, porém é mais denso que o
titânio.
– Raramente é produzido na forma
pura, mas é encontrado em ligas
com o ferro, denominadas ligas ferro-vanádio. Sua
maior aplicação é em ligas de ferro, como por
exemplo, no aço, ao qual confere resistência e
ductibilidade.
–
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
Crômio:
Metal branco prateado, resistente à corrosão, muito
duro e um tanto frágil quando puro. É usado para
formar ligas com o aço e na galvanização do ferro e
outros metais.
– O crômio é, muitas vezes, gerado eletroliticamente,
por isso não tem boa aderência ao ferro ou aço.
Nesses casos, um processo conhecido como
“galvanização tripla” é utilizado
para depositar o crômio nesses
metais e ligas.
–
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
Manganês:
–
Metal branco, brilhante, consideravelmente mais
reativo do que o titânio, vanádio ou crômio. Seu
principal uso encontra-se como constituinte de liga
no aço.
Dos compostos de manganês, o mais importante
é o MnO2, comumente chamado de dióxido de
manganês.
–
Algumas propriedades dos Metais ferrosos
Ferro e ligas:
–
O ferro é um dos materiais mais utilizados, sendo
muito abundante (em cerca de 5% da crosta
terrestre) e de fácil obtenção a partir de seus
minerais.
–
Ocorre, naturalmente, nos minerais hematita
(Fe2O3), limonita (Fe2O3. H2O), magnetita
(Fe3O4), siderita (FeCO3), pirita (FeS2) e como
impureza de muitos outros minerais.
A corrosão do Ferro
O ferro enferruja-se quando exposto ao ar
úmido ou à água saturada com ar.
A ferrugem é constituída, primariamente, por
óxido férrico hidratado, de
composição variável
(Fe2O3. xH2O).
A ferrugem é acelerada pela presença de
ácidos, sais e metais reativos, assim como em
elevadas temperaturas.
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A corrosão do Ferro
Tanto a água, como o oxigênio são necessários para a
formação da ferrugem, que se pensa iniciar com a
oxidação do ferro ao estado 2+:
O íon ferroso migra para fora do ferro através da água,
que em alguns casos, é apenas uma fina película. O
oxigênio é o agente oxidante nessa reação:
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A corrosão do Ferro
O íon férrico hidrolisa-se imediatamente e precipita
como ferrugem:
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