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MATERIAIS METALICOS
Prof. César A. V. Ataide
HISTÓRIA
A fabricação de ferro teve início na Anatólia, cerca
de 2000 a.C. tendo sido a idade do ferro
plenamente estabelecida por volta de 1000 a.C..
Neste período a tecnologia da fabricação do ferro
espalhou-se pelo mundo. Em, aproximadamente,
500 a.C., chegou às fronteiras orientais da Europa
e por volta de 400 a.C. chegou à China.
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DEFINIÇÃO DE METAIS
Quimicamente
Metais são elementos que sempre ionizam
positivamente.
Na prática
São elementos de características próprias
quanto a forjabilidade, brilho, opacidade,
condutibilidade, etc.
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METAIS
Os metais aparecem na natureza em estado 
livre ou, mais comumente, como compostos. 
Os minérios são as substâncias portadoras 
de metais e, as partes não aproveitáveis, as 
impurezas denominadas gangas. 
As minas são os locais onde se encontram 
as jazidas, na extensão concedida e 
delimitada pelo governo federal. 
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Mina Bonito – Jucurutu/RN (reservas RN: 3,7 bi. de Ton.)
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LIGAS METÁLICAS
Geralmente os metais são empregados
fazendo parte de ligas.
Liga é a mistura, de aspecto metálico e
homogêneo, de um ou mais metais entre si ou
com outros elementos. Deve ter composição
cristalina e comportamento como metal.
Geralmente as ligas tem propriedades
mecânicas e tecnológicas melhores que as
dos metais puros.
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PROPRIEDADES IMPORTANTES 
DOS METAIS
– Aparência;
– Densidade  2,56 a 11,45, sendo que a platina atinge 21,30 ;
– Dilatação e condutibilidade térmica: O coeficiente
de dilatação aço estrutural  1,2 x 10-5/oC;
– Condutibilidade elétrica (ex: cobre, alumínio);
– Resistência à tração  é uma das propriedades mais 
importantes na construção ;
– Resistência ao choque  resistência que o metal se 
opõe a ruptura sob ação de uma carga instantânea;
– Resistência à fadiga  DUTIBILIDADE  Capacidade de se 
deformar sem romper, baixa na maioria dos metais;
– Resistência à corrosão  exceção ouro e platina.
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Diagrama tensão-deformação de 
aços estruturais (aços doces)
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Diagrama tensão-deformação 
da maioria dos metais
 
No cálculo de estruturas
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METAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
• Metais não-ferrosos
• Metais ferrosos
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METAIS FERROSOS
• Aço é a liga metálica de maior utilização na
construção civil.
• Os aços estruturais para construção civil
possuem teores de carbono da ordem de
0,18% a 0,25%.
• Como o concreto simples apresenta pequena
resistência à tração e é frágil, é altamente
conveniente a associação do aço ao
concreto, obtendo-se o concreto armado.
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METAIS FERROSOS
• Folhas de Flandres (lata) - São chapas finas de
aço cobertas por leve camada de estanho, para
não oxidar.
• Chapas Galvanizadas - São chapas finas de aço
revestidas com zinco.
• Chapas Lisas Pretas - São chapas de ferro
fundido, pretas, lisas, laminadas a quente e a frio.
• Ferros Perfilados - Ferro fundido, laminado,
apresentado em forma de barras redondas,
quadradas, retangulares, perfis L, T, I, U.
• Arames e Telas
• Pregos
• Aços para concreto armado e protendido
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O que é aço?
• O aço é uma liga metálica composta de :
Fe – C (em torno de 0,002% até 2%)
• Outros Componentes:
– Cromo
– Manganês
– Níquel
– Contaminantes:
• Enxofre
• Silício
• fósforo
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Aço para Estruturas de Concreto 
Armado e Protendido
• ORIGEM NATURAL
– Minério de ferro  Fe2O3 (hematita)
– Carvão mineral (coque)  C, Si
– Fundentes (calcário)  CaO, Si
• SUCATAS METÁLICAS
– Origens diversas (“ferro velho”) + minério + 
carvão + fundentes
• INDUSTRIALIZAÇÃO
Minério de ferro + coque + fundentes  Ferro 
gusa  Aço 
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Tratamentos mecânicos dos aços
Tratamento a quente
– Consiste em Laminação, forjamento ou 
estiramento do aço, realizado em temperaturas 
acima de 720o (zona crítica)  Há modificação da 
estrutura interna do aço, ocorrendo 
homogeneização e recristalização com redução 
do tamanho dos grãos, melhorando as 
características mecânicas;
– Apresenta melhor trabalhabilidade, aceita solda 
comum, possui diagrama tensão-deformação com 
patamar de escoamento, e resiste a incêndios 
moderados, perde resistência com temperaturas 
acima de 1150oC;
– Aços CA-25 e CA-50.
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Tratamentos mecânicos dos aços
Tratamento a frio ou encruamento
Ocorre a deformação dos grãos por meio de 
tração, compressão ou torção, e resulta o 
aumento resistência mecânica e da dureza, e 
diminuição da resistência à corrosão e da 
ductilidade, decréscimo do alongamento e da 
estricção;
– Processo realizado abaixo da zona de 
temperatura crítica (720oC). Os grãos 
permanecem deformados e diz-se que o aço está 
encruado;
– O diagrama tensão-deformação dos aços 
encruados não apresentam patamar de 
escoamento;
– Aço CA-60
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Qual a Diferença entre AÇO e 
FERRO ?
• A principal diferença é o teor de carbono
– Aço: inferior a 2,0%
– Ferro: 2,0% a 6,7%
• As armaduras de concreto armado (CA-25, CA-
50 e CA-60) possuem normalmente um teor de 
carbono de 0,18% a 0,25%.
O correto é chamar AÇO para construção civil.
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Aço na Construção Civil
BARRAS: São produtos obtidos por laminação a quente, com 
diâmetro nominal de 5,0mm ou superior. 
– CA25 e CA50 são denominados BARRAS
FIOS: São produtos de diâmetros nominais inferior a 10mm 
obtidos por trefilação ou laminação a frio. 
– Todo CA-60 é denominado FIO
CORDOALHAS: Feixe de fios torcidos, utilizados em concreto 
protendido
“CA – Concreto Armado”
25, 50 e 60  Valor característico da resistência de escoamento
“CP – Concreto Protendido”
CP 160, CP 170
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Características Mecânicas do Aço
• As características mais importantes para a definição 
de um aço são:
– O limite elástico (escoamento) máxima tensão que o 
material suporta sem deformações permanentes;
– A resistência  máxima força de tração que a barra 
suporta, dividida pela área da seção transversal inicial do 
corpo-de-prova;
– O alongamento na ruptura  aumento de comprimento 
do corpo-de-prova correspondente à ruptura, expresso em 
porcentagem;
– Estricção  redução da seção após a ruptura.
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Limite de Escoamento
• O escoamento é a tensão a partir da qual o 
material passa a sofrer deformações 
permanentes; 
• Do ponto de vista estrutural é a carga de 
trabalho que a barra ou fio deve suportar;
• O escoamento é que define a característica 
do aço: CA-50: 500MPa ou 50 kgf/mm2
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Diagrama Tensão-
Deformação
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Ensaio de Tração
Tem como 
objetivo 
determinar o limite 
de escoamento do 
aço (limite 
elástico), a 
resistência, o 
alongamento na 
ruptura e a 
estricção.
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Ensaio de Dobramento
Neste ensaio o corpo de prova é submetido a um dobramento 
de 180o em pino de diâmetro padronizado, sendo considerado 
aprovado quando não apresenta quebra ou fissura na região 
dobrada.
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AÇO CA-50
• Barras de aço com superfície nervurada, 
obtidas por laminação. especificações da 
norma NBR 7480/96 (Barras e fios de aço 
destinados a armadura para concreto armado);
• São comercializados em barras retas e 
barras dobradas com comprimento de 12m 
em feixes amarrados de 1000kg ou 2000kg.
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AÇO CA-50
ESPECIFICAÇÃO
Diâmetro 
nominal (mm)
6,3 
8,0 
10,0 
12,5 
16,0 
20,0 
25,0 
32,0 
40,0 
Massa nominal 
(kg/m)
0,245 
0,395 
0,617 
0,963 
1,578 
2,466 
3,853 
6,313 
9,865 
Resist scoam 
(MPa)
500 
500 
500 
500 
500 
500 
500 
500 
500 
Lim resist 
(MPa)
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
1,10 Fy 
Along min 
em 10 ø
8 % 
8 % 
8 % 
8 % 
8 % 
8 % 
8 % 
8 % 
8 % 
Diam pino dobra 
180° (mm)
4 x Dn 
4 x Dn 
4 x Dn 
4 x Dn 
4 x Dn 
6 x Dn 
6 x Dn 
8 x Dn 
8 x Dn 
25
AÇO CA-50 - Aplicação
26
AÇO CA-50 - Aplicação 27
AÇO CA-50 - Aplicação
28
AÇO CA-50 - Aplicação
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AÇO CA-60
• são obtidos por trefilação de
fio-máquina;
• especificações da norma NBR 7480/96;
• Caracterizam-se pela alta resistência, que 
proporciona estruturas de concreto mais 
leves e, pelos entalhes, que aumentam a 
aderência do aço noconcreto;
• São normalmente empregados para 
fabricação de lajes, tubos de concreto, 
lajes treliçadas, estruturas pré-moldadas 
de pequena espessura.
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AÇO CA-60
ESPECIFICAÇÃO
Diâmetro 
nominal (mm)
3,40
4,20 
5,00 
6,00 
7,00
8,00 
9,50
Massa nominal 
(kg/m)
0,071
0,109 
0,154
0,222
0,302
0,395 
0,558 
Resist scoam 
(MPa)
600 
600 
600
600 
600 
600 
600 
Lim 
Escoma. 
(MPa)
660
660
660
660
660
660
660
Along min 
em 10 ø
5% 
5 % 
5 % 
5 % 
5 % 
5 % 
5 % 
Diam pino dobra 
180° (mm)
5 x Dn 
5 x Dn 
5 x Dn 
5 x Dn 
5 x Dn 
5 x Dn 
5 x Dn 
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AÇO CA-60 - Aplicação 32
AÇO CA-60 - Aplicação 33
ESTRIBOS
AÇO CA-60 - Aplicação 34
AÇO PARA CONCRETO 
PROTENDIDO
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