SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 72
Materiais Metálicos
Fabricação de metais e ligas
[Callister,1997:344]
Metais/
ligas
Fundição Forma
final
Forma
semifinal
Confor-
mação*
Forma
final
*Forjamento, laminação, extrusão, trefilação
MATERIAIS METÁLICOS
FERROSOS NÃO FERROSOS
Ligas básicas
Fe-C
Ferros
fundidos
Aços •Sem liga
•Baixa liga
Outras ligas
Ferrosas
Fe-Ni
Fe-Cr
(-Ni)
•Ferríticos
•Austeníticos
•Martensíticos
•Dúplex
•PH
Fe-C-Mn
Ligas leves
Ligas Al
Ligas Mg
Ligas Be
Ligas Ti
Ligas Cu
Bronzes
Cu-Ni
Latões
Ligas Ni
Ligas Tm
Ligas Tm
(INOX)
(HADFIELD)
(MARAGING)
(REFRATÁRIOS)
Cinzento
Branco
Nodular
Maleável
Operações de Conformação
Forjamento
Laminação
Extrusão Trefilação
BilletPistão
Matriz
Tarugo
Matriz
Matriz
Matriz
Materiais ferrosos - Alto Forno
Zona de
combustão –
1650 C
Zona de fusão –
1200 C
Zona de redução –
200 a 500 C
Ferro
gusa
Escória
Carvão Mineral
• O RS possui 88% das reservas do país, são estimadas
em 28 bilhões de ton, extração anual de 3,4 milhões de
ton.(400 anos);
• Uso energético (10,4% no RS, no mundo 40%);
• Potencial energético:
– Candiota: 3.300 kcal/kg – 53% cinza, deve ser queimado no
local
– Europeu: 8.000 kcal/kg – 6% cinza
• Ambiental: particulados SiO2, gases de SOx, N2, NOx,
CO2, CO.
Tratamento de escória
LIGAS FERRO-CARBONO
AÇOS FERROS FUNDIDOS
Sem liga ou
Aço-carbono
0<%C<2 2<%C<4
Se não contiver
nenhum elemento de
liga em quantidade
superior aos mínimos
indicados
Aço ligado
Soma elementos de
liga menor que 5%
Aço de
baixa liga
Aço de
alta liga
Soma dos elementos
maior que 10%
Cinzento
Branco
Nodular
Maleável
•Aços de construção
•Aços-ferramenta
• Aços rápidos
• Aços trabalho quente
• Aços trabalho a frio
• Aços resist ao choque
•Aços especiais
• Resist. à corrosão
• Resistentes a altas
temperaturas
• Aços para molas, etc
Independentemente de ser ou não ligado, um aço pode ser
classificado segundo vários critérios:
Valor da tensão limite de
elasticidade:
•Aços comuns
σ<600MPa
•Aços de alta resistência
600<σ<1100MPa
•Aços de muito alta
resistência
1100<σ<1800MPa
•Aços de ultra alta resistência
σ>1800MPa
Resistência mecânica Teor em C Utilização
• Baixo C (%C<0,3)
• Médio C (0,3<C<0,7)
• Alto C (%C>0,7)
AÇOS AO CARBONO E
DE BAIXA LIGA
• Propriedades dependem
do trat. térmico e % de
deformação plástica
• Elevada tenacidade
• Podem atingir elevada
resistência e dureza
• Material por excelência
para construção
mecânica
AÇOS AO CARBONO
•Grande ductilidade
•Bons para extenso
trabalho mecânico e
para soldagem
•Construção de pontes,
edifícios, navios,
caldeiras, e peças de
grandes dimensões
em geral
•Não temperáveis
Baixo Carbono
(%C<0,3)
Médio Carbono
(0,3<%C<0,7)
Alto Carbono
(%C>0,7)
•Temperados e
revenidos atingem boa
tenacidade e
resistência
•Usados em eixos,
engrenagens, bielas,
trilhos, etc
•Elevadas dureza e
resistência depois de
têmpera
•Pequenas ferramentas
de baixo custo
•Componentes
agrícolas sujeitos a
desgaste
•Molas, engrenagens,
cames e excêntricos
SAE AISI Carbono, % Elementos de liga, %
10XX C10XX 0,08-0,94 -
11XX C11XX 0,08-0,49 -
1320 A1320 0,18-0,23 1,6-1,9Mn
15XX 0,15-0,76
23XX A23XX 0,15-0,48 3,25-3,75Ni
25XX 25XX 0,09-0,20 4,75-5,25Ni
31XX 31XX e
A31XX
0,13-0,53 1,10-1,40Ni + 0,55-0,90Cr
32XX A32XX 0,10-0,55 1,5-2,0Ni + 0,90-1,25Cr
33XX E33XX 0,08-0,45 3,25-3,75Ni + 1,40-1,75Cr
34XX 0,10-0,55 2,75-3,25Ni + 0,60-0,95Cr
40XX 40XX 0,09-0,70 0,15-0,30Mo
41XX A41XX 0,17-0,28 0,40-0,60Cr + 0,20-0,30Mo
43XX 43XX 0,15-0,40 1,65-2,0Ni + 0,4-0,9Cr + 0,2-0,3Mo
46XX 46XX 0,06-0,43 1,40-2,0Ni +0,15-0,30Mo
4812 4817 0,10-0,15 3,25-3,75Ni + 0,2-0,3Mo
50XX 50XX 0,12-0,48 0,30-0,75Cr
51XX 51XX 0,42-0,55 0,60-1,20Cr
61XX 61XX 0,10-1,05 0,7-1,1Cr + 0,1-0,15V
86XX 86XX 0,30-0,50 0,40-0,70Ni + 0,40-0,80Cr + 0,15-0,25Mo
87XX 87XX 0,13-0,53 0,40-0,70Ni + 0,40-0,60Cr + 0,20-0,30Mo
92XX 92XX 0,45-0,65 1,8-2,2Si + 0,10-0,40Cr
93XX E93XX 0,13-0,20 3,00-3,50Ni + 1,00-1,40Cr + 0,08-0,15Mo
94XX 94XX 0,35-0,50 0,30-0,60Ni + 0,30-0,50Cr + 0,08-0,15Mo
97XX 97XX 0,45-0,67 0,40-0,70Ni + 0,10-0,25Cr + 0,15-0,25Mo
98XX 98XX 0,38-0,53 0,85-1,15Ni + 0,70-0,90Cr + 0,20-0,30Mo
EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS
Juntam-se elementos de liga ao aço para obter propriedades e
características particulares que não são possíveis de outra forma:
•Melhoria de propriedades mecânicas
•Melhoria da temperabilidade
•Maior usinabilidade, resistência ao desgaste, à fadiga, etc.
•Melhoria de resistência à corrosão e oxidação
•Melhoria de propriedades mecânicas a baixas e/ou altas
temperaturas
AÇOS INOXIDÁVEIS (Fe-Cr-(Ni))
•Ligas à base de Fe, com um mínimo de 11%Cr em solução para
prevenirem a corrosão
•O carbono está presente em teores reduzidos (0,03% ferríticos até
1% martensíticos)
•Grande resistência à corrosão e elevada resistência mecânica
•Podem apresentar estrutura ferrítica, austenítica, martensítica, ou
mista, consoante as % de elementos de liga e/ou trat. térmico
TIPOS BÁSICOS DE AÇOS INOX
FERRÍTICOS AUSTENÍTICOS MARTENSÍTICOS
•11%Cr20, %C0,3
•Não podem ser
tratados
termicamente
•17%Cr25 ;
6%Ni20
•Estrutura austenítica
à temp. ambiente
•Não podem ser
tratados
termicamente
•Mais resistente
corrosão
•12%Cr18;0,1%C
1,2
•Quando temperados
atingem elevados
níveis de dureza e
resistência
FERROS FUNDIDOS
O processo (molde de areia, centrífuga, sob pressão, shell
molding, cera perdida) afeta o projeto e a qualidade do
produto final;
Comparar custos com peças soldadas;
O metal mais puro solidifica primeiro, há retração,
segregação e formação de grãos dendríticos;
Deve-se evitar estruturas colunares, segregação, vazios e
inclusões, limitando os gradientes de temperatura, usando
ligas próprias para fundição, seções de espessura uniforme
e raios generosos.
FERROS
FUNDIDOS
• Usados em geral para:
• Resistência ao
desgaste
• Isolamento de
vibrações
• Componentes de
grandes dimensões
• Peças de geometria complicada
FERROS FUNDIDOS – CARACTERÍSTICAS GERAIS
•Baixo ponto de fusão (em
relação aos aços)
•Elevada dureza e resistência ao
desgaste
•Boa resistência à corrosão
•Versatilidade de propriedades e
aplicações
•Grande fragilidade, logo, baixa
ductilidade
•Deformação plástica impossível
à temperatura ambiente
•Difíceis de usinar
•Soldagem muito limitada
•Domínio elástico não-linear
POSITIVAS NEGATIVAS
Ligas ternárias de Ferro, Carbono (2 a 4%) e Silício (1 a 3%)
FERROS FUNDIDOS – TIPOS BÁSICOS
FF CINZENTO
(Gray iron)
FF NODULAR
(Ductile iron)
FF BRANCO
(White iron)
FF MALEÁVEL
(Malleable iron)
Existe sobreposição de
composição química, pelo
que só se distinguem
através do processamento!
A – Ferrite
P – Perlite
Gf – Grafite em flocos
Gn – Grafite nodular
Gr – Grafite em rosetas
Tipos básicos de
ferros fundidos,
consoante a sua
composição,
microestrutura e
processamento
LIGAS NÃO FERROSAS
NÃO FERROSOS
Ligas leves
Ligas Al Ligas Mg
Ligas BeLigas Ti
Ligas Cu
Bronzes
Cu-NiLatões
Ligas para
altas
temperaturas.
Ligas baixo
ponto de fusão
Ligas
Refratárias
Ni
Pb, Sn, Zn Mo, Ta, W, Nb
LIGAS METÁLICAS
NÃO FERROSAS
• Usadas em geral para:
• Resistência à corrosão
• Resistência ao desgaste
• Condutividade elétrica
• Baixa densidade
• Resistência a altas
temperaturas (outras)
• Boas resistência e
rigidez específicas
LIGAS DE COBRE
GENERALIDADES
•Dos primeiros metais usados
•3-4 vezes mais caro que o Al e 6-7
vezes mais caro que o aço-
carbono
•Forma ligas c/ Sn, Zn, Al, Be, Ni, Si
•Existem 3 grupos básicos de ligas
•Latões: ligas Cu-Zn (existem
ainda os latões de chumbo, Cu-
Zn-Pb, de estanho, Cu-Zn-Sn...
•Bronzes: ligas Cu-Sn (existem
ainda os bronzes de alumínio,
Cu-Al, de silício, Cu-Si, de
berílio, Cu-Be)
•Cuproníqueis: ligas de Cu-Ni
PROPRIEDADES
•Excelente condutibilidade
elétrica
•Elevada condutibilidade térmica
•Elevada resistência à corrosão
•Algumas ligas podem atingir
resistência elevada
•Resist específica inferior ao aço
e Al
•Resist/custo inferior ao aço e Al
TRATAMENTOS
•Todas as ligas podem
sofrer encruamento
•Algumas ligas podem
ser tratadas por
envelhecimento
APLICAÇÕES
•70-80% de uso no
estado puro
•Coloração boa para
arquitetura, decoração e
joalharia
•A boa resistência à
corrosão leva a
aplicações na indústria
naval
•Tem as mais variadas
aplicações em todo o
tipo de indústria.
LIGAS DE COBRE
NÍQUEL E SUAS LIGAS
GENERALIDADES
•Metal branco prateado
•Adicionado em ligas ferrosas
e não-ferrosas com mesmo
objetivo
•Ponto de fusão: 1453 °C
•Densidade (20 ºC): 8,9 g/cm3
PROPRIEDADES
•Confere resistência mecânica
em altas temperaturas
•Condutividade elétrica e
térmica
•Excelentes propriedades
magnéticas
•Boa resistência à corrosão
•Boa resistência à oxidação
NÍQUEL E SUAS LIGAS
APLICAÇÕES
TRATAMENTOS
•Endurecimento por
solução sólida por: Co,
Fe, Cr, Mo, W, V, Ti e Al
( 1 a 13% da #)
•Formadores de
carbonetos em ligas de
níquel: W, Ta, Ti, Mo,
Nb, Cr
•Endurecimento por
precipitação: fase ´
(Ni3(Al, Ti)
LIGAS DE BAIXO PONTO DE FUSÃO
GENERALIDADES
•Definidos como os materiais com temperatura de fusão
abaixo de 800 ºC
•Não são sensíveis ao trabalho a frio, não apresentando, por
isso, encruamento SIGNIFICATIVO por deformação plástica
•Apresentam fluência à temperatura ambiente, não sendo por
isso usados em aplicações estruturais
•São particularmente indicados para a obtenção de peças
fundidas devido à sua elevada fluidez e ao seu baixo ponto
de fusão
ZINCO CHUMBOESTANHO
ESTANHO - Sn
•Sn “puro” só é usado em
revestimentos
•Sensível ao trabalho a frio
mas amacia com o tempo
•Forma ligas com Sb e Cu
usadas em mancais de
escorregamento
•40% da produção vai para
revestimentos anti-
corrosivos de aço e cobre
•Usado em brasagem
CHUMBO - Pb
•Um dos metais mais pesados
•Substitui Sn em mancais
•Baterias de acumuladores
•Proteção contra raios  e raios x
•Isolamento de som e vibrações
•Fundição de símbolos tipográficos
ZINCO - Zn
•Forma ligas com Al, Cu e Pb
•Muito usado em fundição de peças pelo baixo
ponto de fusão e elevada fluidez
•A produção divide-se em:
•Revestimentos – 40%
•Fundição peças – 26%
•Elemento de liga em latões – 18%
•Zinco laminado – 12%
•Outros – 4% (tintas anti-corrosivas, ânodos
consumíveis, etc)
Aplicações de Zinco e ligas de zinco
Materiais galvanizados mais importantes
Torres de transmissão
Postes e padrões elétricos
Acessórios diversos para transmissão elétrica
Fonte: Fogal – Galvanização a fogo Fonte: Fogal – Galvanização a fogo
 Chapas de aço para automóveis, geladeiras, fogões e freezers;
Fonte:Rautaruukki - Finlândia
Fonte: Rautaruukki - Finlândia
Fonte: IZA – International Zinc Association
Fonte: CSN
Proteções para estradas, chamadas de "guard rails", cercas, sinalizações e parafusos
Fonte: Mangels – Galvanização a fogo
Fonte: Mangels – Galvanização a fogo
Arames lisos e farpados;
Fonte: Belgo Mineira Bekaert
Fonte: Belgo Mineira Bekaert
Grampos de cercas e pregos em geral;
Telas e telhas;
Fonte: Belgo Mineira Bekaert
Fonte: Morlan
Fonte: Morlan
Tubos e conexões de todos os tamanhos;
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
Fonte: Fogal – Galvanização a Fogo
1.2 - LIGAS DE ZINCO PARA FUNDIÇÃO
a) Injeção de peças sob pressão (Zamac 3 e 5)
b) Fundição de peças centrifugadas (Zamac 8)
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Recobrimentos Anódicos e Catódicos
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
Desengraxe
Lavagem
Decapagem
Lavagem
Fluxagem
Secagem
Imersão a quente
Resfriamento
Fluxograma de um Processo de Galvanização a Fogo
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
GALVANIZAÇÃO - ESPESSURA MÍNIMA ESPECIFICADA EM MICRA
Fonte: ICZ - Manual de Galvanização
LIGAS DE METAIS REFRATÁRIOS
GENERALIDADES
•Definidos como os materiais com temperatura de fusão acima
de 1800 ºC
•Tungstênio - W
•Molibdênio - Mo
•Tântalo - Ta
•Nióbio - Nb
•Zircônio, Cromo e Vanádio (são usados como refratários)
•Háfnio e Rênio (muito raros)
•Todos possuem elevadas densidades
•Exibem fraca resistência à corrosão a temperaturas elevadas
•Têm fraca ductilidade à temperatura ambiente
TUNGSTÊNIO
•Metal estrutural com maior
temperatura de fusão, maior
densidade e maior dureza
•Elevado módulo de elasticidade
(406GPa)
•Bom condutor elétrico
•2/3 da produção vai para WC e
apenas 15% é usado na forma
pura
•Usado em:
•Filamentos de lâmpadas
•Contatos elétricos
•Eletrodos não consumíveis
•Proteção contra radiações
•Contrapesos, volantes de
inércia, etc
MOLIBDÊNIO
•Módulo de elasticidade elevado
(317GPa)
•90% da produção de Mo vai para
elemento de liga em aços
•Boa resistência ao choque
térmico
•Elevada condutibilidade térmica
•Liga TZM (0,5Ti-0,07Zr) possui
resistência a altas temperaturas
(700MPa a 1000ºC) - melhor que
qualquer inox ou liga de Ni
•Usado em:
•Dispositivos eletrônicos de
comando em aviação
•Escudos de radiação
•Moldes para processamento de
vidro
•Matrizes de forjamento e
extrusão
TÂNTALO
•Menos abundante dos 4
refratários
•Alguma ductilidade à temp.
ambiente
•Baixa resistência mecânica
•Bom condutor térmico
•Boa resistência à corrosão à
temperatura ambiente
•Usado em:
•Material cirúrgico (corrosão)
•Trocadores de calor
•Processamento químico
NIÓBIO
•Elemento de liga em aços
•Características semelhantes
ao Ta
•Baixo módulo de elasticidade
•Elevada resistência a metais
líquidos
•Baixa absorção de nêutrons
•Usado fundamentalmente na
indústria nuclear e
aeroespacial
LIGAS DE ALUMÍNIO
GENERALIDADES
•O alumínio é o metal mais
abundante na crosta terrestre
•O seu processamento é caro,
tendo restringido a sua
aplicação até meados do
século XX, mas é um dos
metais mais usados
atualmente
•Forma ligas com Mn, Cu, Mg,
Si, Fe, Ni, Li, etc
•Algumas ligas possuem
resistência mecânica superior
aos aços estruturais
PROPRIEDADES
•Baixa densidade (1/3 do
aço)
•Boa condutividade
térmica e elétrica
•Elevada resistência
específica
•Grande ductilidade
•Fácil usinagem,
fundição, soldagem e
processamento em geral
•Boa resistência à
corrosão
•Custo moderado
TRATAMENTOS
•Recozimentos
•Endurecimento por
precipitação e
envelhecimento, apenas
em algumas ligas
•Endurecimento por
deformação plástica a
frio (encruamento)
APLICAÇÕES
•Construção civil e
arquitetura
•Embalagens
•Aeronáutica e
aeroespacial
•Indústrias automóvel,
ferroviária e naval
•Condutores elétricos alta
voltagem
•Utensílios de cozinha
•Ferramentas portáteis
LIGAS DE ALUMÍNIO
Classificação
de acordo com a The Aluminum Association Inc.
Série Elemento(s) de liga principal(is) Outros elementos de liga
1xxx Alumínio puro -
2xxx Cu Mg , Li
3xxx Mn Mg
4xxx Si -
5xxx Mg -
6xxx Mg , Si -
7xxx Zn Cu, Mg, Cr, Zr
8xxx Sn, Li, Fe, Cu, Mg -
9xxx Reservado para uso futuro -
57
APLICAÇÕES DO ALUMÍNIO
Peças produzidas por metalurgia do pó
TTUUBBOOSS LLAAMMIINNAADDOOSS ((FFLLEEXXÍÍVVEELL)):: UUMMAA NNOOVVAA SSOOLLUUÇÇÃÃOO
PPAARRAA OO MMEERRCCAADDOO DDEE EEMMBBAALLAAGGEENNSS DDEE CCRREEMMEE
DDEENNTTAALL
Composição  é composto por múltiplas camadas, sendo a
do meio uma folha de alumínio revestida por lâminas
plásticas.
Principais vantagens:
 Maior flexibilidade (a embalagem fica sempre em forma)
 Maior preservação das propriedades do creme
 Maior resistência em função das múltiplas camadas
 Melhor apresentação devido ao seu perfeito
acabamento e impermeabilidade.
OO UUSSOO DDOO AALLUUMMÍÍNNIIOO EEMM SSIISSTTEEMMAASS EELLÉÉTTRRIICCOOSS
Principais vantagens:
 Alumínio apresenta boa condutividade
elétrica associada ao baixo peso específico
RROODDAA DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO:: BBEELLEEZZAA EE MMAAIIOORR DDUURRAABBIILLIIDDAADDEE
PPIISSTTÕÕEESS DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO:: AALLTTAASS RREESSIISSTTÊÊNNCCIIAA ÀÀ FFAADDIIGGAA
EESSCCAADDAA DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO
Principais vantagens:
Leve
Resistente
Durável
Beleza
BBAASSEE DDEE LLÂÂMMPPAADDAASS:: LLIIGGAA 33000044--OO
Principais vantagens:
 Menor custo em relação ao Cobre e Latão
 Excelente resistência mecânica e à corrosão
 Facilidade de Conformar (fácil de estampar)
 Boa condutividade elétrica
DDIISSSSIIPPAADDOORR DDEE CCAALLOORR PPAARRAA EEQQUUIIPPAAMMEENNTTOOSS
EELLEETTRROOEELLEETTRRÔÔNNIICCOOSS:: LLIIGGAA 66006633--TT55
Principais vantagens:
 Através do processo de extrusão foi possível obter um material final melhor
e mais homogêneo em relação ao ferro e ao cobre.
 O Alumínio apresenta boa condutividade térmica
 Baixo peso específico necessário para reduzir peso
Menor custo
ÂÂNNOODDOO DDEE SSAACCRRIIFFÍÍCCIIOO PPAARRAA PPRROOTTEEÇÇÃÃOO CCAATTÓÓDDIICCAA DDEE
CCAASSCCOOSS DDEE EEMMBBAARRCCAAÇÇÕÕEESS,, PPLLAATTAAFFOORRMMAASS DDEE
PPEETTRRÓÓLLEEOO,, TTUUBBUULLAAÇÇÕÕEESS SSUUBBTTEERRRRÂÂNNEEAASS,, EETTCC:: AAll
((9999,,55%%)) ccoomm MMgg,, ZZnn,, TTii,, SSii ee HHgg..
A principal função dos elementos (Mg, Zn, Ti, Si e Hg) é inibir a
formação da alumina na superfície do ânodo.
BBRRIINNDDEESS
Principais vantagens:
 Originalidade
 Beleza
 Design arrojado
 Possibilidade de anodização brilhante, natural, fosca ou colorida
 Acabamento escovado ou polido
LIGAS DE MAGNÉSIO
GENERALIDADES
•Mais leve dos metais
estruturais
•3º metal mais abundante
na crusta
•Competidor ligas de Al e
das de Cu
•Processamento caro
•Fraco em estado puro, bom
quando forma ligas com Al,
Zn, Mn, Th, Ce.
PROPRIEDADES
•Alta resistência específica
•Baixa ductilidade
•Baixo ponto de
fusão=>fundição
•Boa usinabilidade alta
velocidade
•Soldável
•Boa resistência à corrosão
•Boa resistência à fadiga
•Alta resistência ao impacto
•Inflamável – cuidado na
usinagem
APLICAÇÕES
•50% - elemento de liga no
Alumínio
•21% - Ligas de Magnésio
•12% - dessulfurante e
desoxidante
•Quase todas de peças
fundidas
•Blocos de motor, volantes,
apoios de assento, coluna de
direção
•Raquetes, patins, tacos de
golfe, bastões de baseball,
bicicletas
•Componentes vários de
aviação
•Ânodo de sacrifício de navios
TRATAMENTOS
•Endurecimento por
precipitação
•Recozimentos
•Endurecimento por
deformação plástica
possível, mas em
pequeno grau
LIGAS DE MAGNÉSIO
LIGAS DE TITÂNIO
GENERALIDADES
•Metal mais recente (a partir de
’50)
•Abundante – custo elevado de
proc.
•Possui uma transformação
alotrópica Fase <880ºC<Fase 
•Fase  – HC – pouco dúctil
•Fase  – CCC – muito dúctil
•Formação ligas afeta
significativamente as
propriedades
•Ligas com Al, Sn, V, Mo, Nb, Mn,
Cr, Fe, Co, Ta
PROPRIEDADES
•Baixa densidade (4,5 g/cm3)
•Alto ponto de fusão
(1668 ºC)
•Grande resistência
mecânica
•Grande resistência
específica
•Excelente resistência
corrosão abaixo de 550 ºC
•Acima de 550 ºC tem baixa
resistência corrosão e à
fluência
TRATAMENTOS
•Recozimentos
•Algumas ligas
permitem tratamento
térmico de
envelhecimento
APLICAÇÕES
•Devido à grande resistência
específica:
•Aeronáutica e aeroespacial
•Motores a jato (estrutura e
componentes)
•Pás e discos de turbinas
•carros competição e artigos
desportivos em geral
•Devido à grande resistência
corrosão:
•Processamento químico
•Submersíveis
•Implantes biomédicos
•trocadores de calor
LIGAS DE TITÂNIO
LIGAS DE BERÍLIO
GENERALIDADES
•Material de grandes
contrastes
•Extremamente reativo e
sensível a impurezas
•Grande afinidade com o
oxigênio, formando BeO
tóxico
•Custo elevado
•Única liga com aplicação
comercial é a liga
Lockalloy (62Be-38Al)
PROPRIEDADES
•Alta rigidez estado puro
(303GPa)
•Rigidez específica superior
ao Al, Mg e Ti
•Temperatura fusão próxima
do aço
•Ausência de ductilidade à T.
amb
•Grande ductilidade a 400 ºC
(50 %)
•Fraca soldabilidade
•Usinagem difícil
•Excelente estabilidade
dimensional
TRATAMENTOS
•Como praticamente não
forma ligas também não
pode sofrer tratamentos
térmicos
•A sua fraca ductilidade
não permite o
encruamento, logo
também não necessita
de recozimentos
APLICAÇÕES
•Elemento de liga com
cobre
•Be puro é usado em
armamento, pontas de
mísseis, tubos estruturais,
componentes ópticos e
instrumentos de precisão
•Ligado com Al, é usado
em aviação, aeronaves e
satélites e em automóveis
de competição.
LIGAS DE BERÍLIO

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fases
Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fasesCiências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fases
Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fasesFelipe Machado
 
6 propriedades mecanicas (1)
6  propriedades mecanicas (1)6  propriedades mecanicas (1)
6 propriedades mecanicas (1)Carla Faria
 
Tecnologia dos Materiais - Aços
Tecnologia dos Materiais - AçosTecnologia dos Materiais - Aços
Tecnologia dos Materiais - AçosRenato Nascimento
 
Aula 4 ensaios de dureza
Aula 4   ensaios de durezaAula 4   ensaios de dureza
Aula 4 ensaios de durezaAlex Leal
 
Metais propriedades mecânicas
Metais   propriedades mecânicasMetais   propriedades mecânicas
Metais propriedades mecânicasdamartini
 
Aula 01 classificação dos materiais
Aula 01 classificação dos materiaisAula 01 classificação dos materiais
Aula 01 classificação dos materiaisWilton Batista
 
Tecnologia dos Materiais
Tecnologia dos Materiais Tecnologia dos Materiais
Tecnologia dos Materiais suzanoleao
 
Grupo encruamento e recozimento
Grupo encruamento e recozimentoGrupo encruamento e recozimento
Grupo encruamento e recozimentoemc5714
 
Aula 6 propriedades mecânicas , emgenharia
Aula 6 propriedades mecânicas  , emgenhariaAula 6 propriedades mecânicas  , emgenharia
Aula 6 propriedades mecânicas , emgenhariaFelipe Rosa
 
Ciencia dos Materiais- ligacoes quimicas
Ciencia dos Materiais- ligacoes quimicasCiencia dos Materiais- ligacoes quimicas
Ciencia dos Materiais- ligacoes quimicasRui Romeu Fiapiola
 
Introdução a ciencias dos materiais.pptx
Introdução a ciencias dos materiais.pptxIntrodução a ciencias dos materiais.pptx
Introdução a ciencias dos materiais.pptxRobertaCorra9
 
6. materiais ceramicos grad
6. materiais ceramicos grad6. materiais ceramicos grad
6. materiais ceramicos gradWilson Xavier
 
Aula estrutura atomica
Aula estrutura atomicaAula estrutura atomica
Aula estrutura atomicadandias5
 

Mais procurados (20)

Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fases
Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fasesCiências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fases
Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fases
 
6 propriedades mecanicas (1)
6  propriedades mecanicas (1)6  propriedades mecanicas (1)
6 propriedades mecanicas (1)
 
Tecnologia dos Materiais - Aços
Tecnologia dos Materiais - AçosTecnologia dos Materiais - Aços
Tecnologia dos Materiais - Aços
 
Aula 4 ensaios de dureza
Aula 4   ensaios de durezaAula 4   ensaios de dureza
Aula 4 ensaios de dureza
 
Metais propriedades mecânicas
Metais   propriedades mecânicasMetais   propriedades mecânicas
Metais propriedades mecânicas
 
Cien mat aula3
Cien mat aula3Cien mat aula3
Cien mat aula3
 
Os Metais
Os MetaisOs Metais
Os Metais
 
Aula 01 classificação dos materiais
Aula 01 classificação dos materiaisAula 01 classificação dos materiais
Aula 01 classificação dos materiais
 
Tecnologia dos Materiais
Tecnologia dos Materiais Tecnologia dos Materiais
Tecnologia dos Materiais
 
Processo de fabricação - Ferro-Gusa -> Aço
Processo de fabricação - Ferro-Gusa -> AçoProcesso de fabricação - Ferro-Gusa -> Aço
Processo de fabricação - Ferro-Gusa -> Aço
 
Grupo encruamento e recozimento
Grupo encruamento e recozimentoGrupo encruamento e recozimento
Grupo encruamento e recozimento
 
Tratamentos térmicos
Tratamentos térmicosTratamentos térmicos
Tratamentos térmicos
 
Materiais cerâmicos e aplicações
Materiais cerâmicos e aplicaçõesMateriais cerâmicos e aplicações
Materiais cerâmicos e aplicações
 
Aula 6 propriedades mecânicas , emgenharia
Aula 6 propriedades mecânicas  , emgenhariaAula 6 propriedades mecânicas  , emgenharia
Aula 6 propriedades mecânicas , emgenharia
 
Ciencia dos Materiais- ligacoes quimicas
Ciencia dos Materiais- ligacoes quimicasCiencia dos Materiais- ligacoes quimicas
Ciencia dos Materiais- ligacoes quimicas
 
Introdução a ciencias dos materiais.pptx
Introdução a ciencias dos materiais.pptxIntrodução a ciencias dos materiais.pptx
Introdução a ciencias dos materiais.pptx
 
6. materiais ceramicos grad
6. materiais ceramicos grad6. materiais ceramicos grad
6. materiais ceramicos grad
 
Aula 4 ferro
Aula 4   ferroAula 4   ferro
Aula 4 ferro
 
1.1 ciências dos materiais
1.1   ciências dos materiais1.1   ciências dos materiais
1.1 ciências dos materiais
 
Aula estrutura atomica
Aula estrutura atomicaAula estrutura atomica
Aula estrutura atomica
 

Semelhante a Materiais metálicos: propriedades e aplicações

Materiais classificação
Materiais classificaçãoMateriais classificação
Materiais classificaçãoEdinhoguerra
 
Materiais classificação
Materiais classificaçãoMateriais classificação
Materiais classificaçãoEdinhoguerra
 
Materiais classificação
Materiais classificaçãoMateriais classificação
Materiais classificaçãoEdinhoguerra
 
Aços Especiais - Arquitetura
Aços Especiais - ArquiteturaAços Especiais - Arquitetura
Aços Especiais - ArquiteturaAngélica Vidal
 
Materiais ferrosos
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Materiais ferrososKelly Maia
 
Aula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.ppt
Aula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.pptAula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.ppt
Aula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.pptOswaldo Gonzales
 
Aula Materiais nao ferrosos.pptx
Aula Materiais nao ferrosos.pptxAula Materiais nao ferrosos.pptx
Aula Materiais nao ferrosos.pptxMiguel Jose
 
Aula5 materiais
Aula5 materiaisAula5 materiais
Aula5 materiaisTiago Cruz
 
Lista de exercícios_i_classificação_dos_aços
Lista de exercícios_i_classificação_dos_açosLista de exercícios_i_classificação_dos_aços
Lista de exercícios_i_classificação_dos_açosGlaucoVelosodosSantos
 
AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.ppt
AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.pptAÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.ppt
AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.pptClayton Lima
 
Tec mecanica1 materias de construção
Tec mecanica1 materias de construçãoTec mecanica1 materias de construção
Tec mecanica1 materias de construçãoClayton Soares
 
Aços ferramenta
Aços ferramentaAços ferramenta
Aços ferramentaneomid
 

Semelhante a Materiais metálicos: propriedades e aplicações (20)

Metais e ligas
Metais e ligasMetais e ligas
Metais e ligas
 
Materiais classificação
Materiais classificaçãoMateriais classificação
Materiais classificação
 
Materiais classificação
Materiais classificaçãoMateriais classificação
Materiais classificação
 
Materiais classificação
Materiais classificaçãoMateriais classificação
Materiais classificação
 
Materiais
Materiais Materiais
Materiais
 
TT aços ferramenta
TT aços ferramentaTT aços ferramenta
TT aços ferramenta
 
Aços Especiais - Arquitetura
Aços Especiais - ArquiteturaAços Especiais - Arquitetura
Aços Especiais - Arquitetura
 
Materiais ferrosos
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Materiais ferrosos
 
Aula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.ppt
Aula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.pptAula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.ppt
Aula+2_MM_Aços+para+Construção+Mecânica.ppt
 
Classificação dos aços
Classificação dos açosClassificação dos aços
Classificação dos aços
 
Aula Materiais nao ferrosos.pptx
Aula Materiais nao ferrosos.pptxAula Materiais nao ferrosos.pptx
Aula Materiais nao ferrosos.pptx
 
Aula5 materiais
Aula5 materiaisAula5 materiais
Aula5 materiais
 
Aços O que é?
Aços O que é?Aços O que é?
Aços O que é?
 
Lista de exercícios_i_classificação_dos_aços
Lista de exercícios_i_classificação_dos_açosLista de exercícios_i_classificação_dos_aços
Lista de exercícios_i_classificação_dos_aços
 
AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.ppt
AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.pptAÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.ppt
AÇOS E SUAS LIGAS - APRESENTAÇÃO.ppt
 
Tec mecanica1 materias de construção
Tec mecanica1 materias de construçãoTec mecanica1 materias de construção
Tec mecanica1 materias de construção
 
Tec mecanica1
Tec mecanica1Tec mecanica1
Tec mecanica1
 
Aços ferramenta
Aços ferramentaAços ferramenta
Aços ferramenta
 
Apresentação1
Apresentação1Apresentação1
Apresentação1
 
05 eletrodo revestido
05   eletrodo revestido05   eletrodo revestido
05 eletrodo revestido
 

Mais de Felipe Machado

Ciências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiaisCiências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiaisFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...
Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...
Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...Felipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos MateriaisCiências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos MateriaisFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicações
Ciências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicaçõesCiências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicações
Ciências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicaçõesFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos MateriaisCiências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos MateriaisFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições CristalinasCiências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições CristalinasFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiaisCiências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiaisFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas CristalinasCiências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas CristalinasFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiaisCiências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiaisFelipe Machado
 
Ciências dos Materiais - Aula 1 - Introdução
Ciências dos Materiais - Aula 1 - IntroduçãoCiências dos Materiais - Aula 1 - Introdução
Ciências dos Materiais - Aula 1 - IntroduçãoFelipe Machado
 

Mais de Felipe Machado (10)

Ciências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiaisCiências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 20 - Tratamentos Térmicos dos materiais
 
Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...
Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...
Ciências dos Materiais - Aula 17 - Apresentação dos Diagramas de fases (Conti...
 
Ciências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos MateriaisCiências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 14 - Fadiga dos Materiais
 
Ciências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicações
Ciências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicaçõesCiências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicações
Ciências dos Materiais - Aula 12 - Materiais Cerâmicos e suas aplicações
 
Ciências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos MateriaisCiências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos Materiais
Ciências dos Materiais - Aula 7 - Caracterização dos Materiais
 
Ciências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições CristalinasCiências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 6 - Imperfeições Cristalinas
 
Ciências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiaisCiências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 4 - Solidificação dos materiais
 
Ciências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas CristalinasCiências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas Cristalinas
Ciências dos Materiais - Aula 3 - Estruturas Cristalinas
 
Ciências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiaisCiências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiais
Ciências dos Materiais - Aula 2 - Composição e Estruturas dos materiais
 
Ciências dos Materiais - Aula 1 - Introdução
Ciências dos Materiais - Aula 1 - IntroduçãoCiências dos Materiais - Aula 1 - Introdução
Ciências dos Materiais - Aula 1 - Introdução
 

Materiais metálicos: propriedades e aplicações

  • 2. Fabricação de metais e ligas [Callister,1997:344] Metais/ ligas Fundição Forma final Forma semifinal Confor- mação* Forma final *Forjamento, laminação, extrusão, trefilação
  • 3. MATERIAIS METÁLICOS FERROSOS NÃO FERROSOS Ligas básicas Fe-C Ferros fundidos Aços •Sem liga •Baixa liga Outras ligas Ferrosas Fe-Ni Fe-Cr (-Ni) •Ferríticos •Austeníticos •Martensíticos •Dúplex •PH Fe-C-Mn Ligas leves Ligas Al Ligas Mg Ligas Be Ligas Ti Ligas Cu Bronzes Cu-Ni Latões Ligas Ni Ligas Tm Ligas Tm (INOX) (HADFIELD) (MARAGING) (REFRATÁRIOS) Cinzento Branco Nodular Maleável
  • 4. Operações de Conformação Forjamento Laminação Extrusão Trefilação BilletPistão Matriz Tarugo Matriz Matriz Matriz
  • 5. Materiais ferrosos - Alto Forno Zona de combustão – 1650 C Zona de fusão – 1200 C Zona de redução – 200 a 500 C Ferro gusa Escória
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9. Carvão Mineral • O RS possui 88% das reservas do país, são estimadas em 28 bilhões de ton, extração anual de 3,4 milhões de ton.(400 anos); • Uso energético (10,4% no RS, no mundo 40%); • Potencial energético: – Candiota: 3.300 kcal/kg – 53% cinza, deve ser queimado no local – Europeu: 8.000 kcal/kg – 6% cinza • Ambiental: particulados SiO2, gases de SOx, N2, NOx, CO2, CO.
  • 11.
  • 12. LIGAS FERRO-CARBONO AÇOS FERROS FUNDIDOS Sem liga ou Aço-carbono 0<%C<2 2<%C<4 Se não contiver nenhum elemento de liga em quantidade superior aos mínimos indicados Aço ligado Soma elementos de liga menor que 5% Aço de baixa liga Aço de alta liga Soma dos elementos maior que 10% Cinzento Branco Nodular Maleável
  • 13. •Aços de construção •Aços-ferramenta • Aços rápidos • Aços trabalho quente • Aços trabalho a frio • Aços resist ao choque •Aços especiais • Resist. à corrosão • Resistentes a altas temperaturas • Aços para molas, etc Independentemente de ser ou não ligado, um aço pode ser classificado segundo vários critérios: Valor da tensão limite de elasticidade: •Aços comuns σ<600MPa •Aços de alta resistência 600<σ<1100MPa •Aços de muito alta resistência 1100<σ<1800MPa •Aços de ultra alta resistência σ>1800MPa Resistência mecânica Teor em C Utilização • Baixo C (%C<0,3) • Médio C (0,3<C<0,7) • Alto C (%C>0,7)
  • 14. AÇOS AO CARBONO E DE BAIXA LIGA • Propriedades dependem do trat. térmico e % de deformação plástica • Elevada tenacidade • Podem atingir elevada resistência e dureza • Material por excelência para construção mecânica
  • 15. AÇOS AO CARBONO •Grande ductilidade •Bons para extenso trabalho mecânico e para soldagem •Construção de pontes, edifícios, navios, caldeiras, e peças de grandes dimensões em geral •Não temperáveis Baixo Carbono (%C<0,3) Médio Carbono (0,3<%C<0,7) Alto Carbono (%C>0,7) •Temperados e revenidos atingem boa tenacidade e resistência •Usados em eixos, engrenagens, bielas, trilhos, etc •Elevadas dureza e resistência depois de têmpera •Pequenas ferramentas de baixo custo •Componentes agrícolas sujeitos a desgaste •Molas, engrenagens, cames e excêntricos
  • 16. SAE AISI Carbono, % Elementos de liga, % 10XX C10XX 0,08-0,94 - 11XX C11XX 0,08-0,49 - 1320 A1320 0,18-0,23 1,6-1,9Mn 15XX 0,15-0,76 23XX A23XX 0,15-0,48 3,25-3,75Ni 25XX 25XX 0,09-0,20 4,75-5,25Ni 31XX 31XX e A31XX 0,13-0,53 1,10-1,40Ni + 0,55-0,90Cr 32XX A32XX 0,10-0,55 1,5-2,0Ni + 0,90-1,25Cr 33XX E33XX 0,08-0,45 3,25-3,75Ni + 1,40-1,75Cr 34XX 0,10-0,55 2,75-3,25Ni + 0,60-0,95Cr 40XX 40XX 0,09-0,70 0,15-0,30Mo 41XX A41XX 0,17-0,28 0,40-0,60Cr + 0,20-0,30Mo 43XX 43XX 0,15-0,40 1,65-2,0Ni + 0,4-0,9Cr + 0,2-0,3Mo 46XX 46XX 0,06-0,43 1,40-2,0Ni +0,15-0,30Mo 4812 4817 0,10-0,15 3,25-3,75Ni + 0,2-0,3Mo 50XX 50XX 0,12-0,48 0,30-0,75Cr 51XX 51XX 0,42-0,55 0,60-1,20Cr 61XX 61XX 0,10-1,05 0,7-1,1Cr + 0,1-0,15V 86XX 86XX 0,30-0,50 0,40-0,70Ni + 0,40-0,80Cr + 0,15-0,25Mo 87XX 87XX 0,13-0,53 0,40-0,70Ni + 0,40-0,60Cr + 0,20-0,30Mo 92XX 92XX 0,45-0,65 1,8-2,2Si + 0,10-0,40Cr 93XX E93XX 0,13-0,20 3,00-3,50Ni + 1,00-1,40Cr + 0,08-0,15Mo 94XX 94XX 0,35-0,50 0,30-0,60Ni + 0,30-0,50Cr + 0,08-0,15Mo 97XX 97XX 0,45-0,67 0,40-0,70Ni + 0,10-0,25Cr + 0,15-0,25Mo 98XX 98XX 0,38-0,53 0,85-1,15Ni + 0,70-0,90Cr + 0,20-0,30Mo
  • 17. EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS Juntam-se elementos de liga ao aço para obter propriedades e características particulares que não são possíveis de outra forma: •Melhoria de propriedades mecânicas •Melhoria da temperabilidade •Maior usinabilidade, resistência ao desgaste, à fadiga, etc. •Melhoria de resistência à corrosão e oxidação •Melhoria de propriedades mecânicas a baixas e/ou altas temperaturas
  • 18. AÇOS INOXIDÁVEIS (Fe-Cr-(Ni)) •Ligas à base de Fe, com um mínimo de 11%Cr em solução para prevenirem a corrosão •O carbono está presente em teores reduzidos (0,03% ferríticos até 1% martensíticos) •Grande resistência à corrosão e elevada resistência mecânica •Podem apresentar estrutura ferrítica, austenítica, martensítica, ou mista, consoante as % de elementos de liga e/ou trat. térmico
  • 19. TIPOS BÁSICOS DE AÇOS INOX FERRÍTICOS AUSTENÍTICOS MARTENSÍTICOS •11%Cr20, %C0,3 •Não podem ser tratados termicamente •17%Cr25 ; 6%Ni20 •Estrutura austenítica à temp. ambiente •Não podem ser tratados termicamente •Mais resistente corrosão •12%Cr18;0,1%C 1,2 •Quando temperados atingem elevados níveis de dureza e resistência
  • 20. FERROS FUNDIDOS O processo (molde de areia, centrífuga, sob pressão, shell molding, cera perdida) afeta o projeto e a qualidade do produto final; Comparar custos com peças soldadas; O metal mais puro solidifica primeiro, há retração, segregação e formação de grãos dendríticos; Deve-se evitar estruturas colunares, segregação, vazios e inclusões, limitando os gradientes de temperatura, usando ligas próprias para fundição, seções de espessura uniforme e raios generosos.
  • 21. FERROS FUNDIDOS • Usados em geral para: • Resistência ao desgaste • Isolamento de vibrações • Componentes de grandes dimensões • Peças de geometria complicada
  • 22. FERROS FUNDIDOS – CARACTERÍSTICAS GERAIS •Baixo ponto de fusão (em relação aos aços) •Elevada dureza e resistência ao desgaste •Boa resistência à corrosão •Versatilidade de propriedades e aplicações •Grande fragilidade, logo, baixa ductilidade •Deformação plástica impossível à temperatura ambiente •Difíceis de usinar •Soldagem muito limitada •Domínio elástico não-linear POSITIVAS NEGATIVAS Ligas ternárias de Ferro, Carbono (2 a 4%) e Silício (1 a 3%)
  • 23. FERROS FUNDIDOS – TIPOS BÁSICOS FF CINZENTO (Gray iron) FF NODULAR (Ductile iron) FF BRANCO (White iron) FF MALEÁVEL (Malleable iron) Existe sobreposição de composição química, pelo que só se distinguem através do processamento!
  • 24. A – Ferrite P – Perlite Gf – Grafite em flocos Gn – Grafite nodular Gr – Grafite em rosetas Tipos básicos de ferros fundidos, consoante a sua composição, microestrutura e processamento
  • 25. LIGAS NÃO FERROSAS NÃO FERROSOS Ligas leves Ligas Al Ligas Mg Ligas BeLigas Ti Ligas Cu Bronzes Cu-NiLatões Ligas para altas temperaturas. Ligas baixo ponto de fusão Ligas Refratárias Ni Pb, Sn, Zn Mo, Ta, W, Nb
  • 26. LIGAS METÁLICAS NÃO FERROSAS • Usadas em geral para: • Resistência à corrosão • Resistência ao desgaste • Condutividade elétrica • Baixa densidade • Resistência a altas temperaturas (outras) • Boas resistência e rigidez específicas
  • 27. LIGAS DE COBRE GENERALIDADES •Dos primeiros metais usados •3-4 vezes mais caro que o Al e 6-7 vezes mais caro que o aço- carbono •Forma ligas c/ Sn, Zn, Al, Be, Ni, Si •Existem 3 grupos básicos de ligas •Latões: ligas Cu-Zn (existem ainda os latões de chumbo, Cu- Zn-Pb, de estanho, Cu-Zn-Sn... •Bronzes: ligas Cu-Sn (existem ainda os bronzes de alumínio, Cu-Al, de silício, Cu-Si, de berílio, Cu-Be) •Cuproníqueis: ligas de Cu-Ni PROPRIEDADES •Excelente condutibilidade elétrica •Elevada condutibilidade térmica •Elevada resistência à corrosão •Algumas ligas podem atingir resistência elevada •Resist específica inferior ao aço e Al •Resist/custo inferior ao aço e Al
  • 28. TRATAMENTOS •Todas as ligas podem sofrer encruamento •Algumas ligas podem ser tratadas por envelhecimento APLICAÇÕES •70-80% de uso no estado puro •Coloração boa para arquitetura, decoração e joalharia •A boa resistência à corrosão leva a aplicações na indústria naval •Tem as mais variadas aplicações em todo o tipo de indústria. LIGAS DE COBRE
  • 29.
  • 30. NÍQUEL E SUAS LIGAS GENERALIDADES •Metal branco prateado •Adicionado em ligas ferrosas e não-ferrosas com mesmo objetivo •Ponto de fusão: 1453 °C •Densidade (20 ºC): 8,9 g/cm3 PROPRIEDADES •Confere resistência mecânica em altas temperaturas •Condutividade elétrica e térmica •Excelentes propriedades magnéticas •Boa resistência à corrosão •Boa resistência à oxidação
  • 31. NÍQUEL E SUAS LIGAS APLICAÇÕES TRATAMENTOS •Endurecimento por solução sólida por: Co, Fe, Cr, Mo, W, V, Ti e Al ( 1 a 13% da #) •Formadores de carbonetos em ligas de níquel: W, Ta, Ti, Mo, Nb, Cr •Endurecimento por precipitação: fase ´ (Ni3(Al, Ti)
  • 32. LIGAS DE BAIXO PONTO DE FUSÃO GENERALIDADES •Definidos como os materiais com temperatura de fusão abaixo de 800 ºC •Não são sensíveis ao trabalho a frio, não apresentando, por isso, encruamento SIGNIFICATIVO por deformação plástica •Apresentam fluência à temperatura ambiente, não sendo por isso usados em aplicações estruturais •São particularmente indicados para a obtenção de peças fundidas devido à sua elevada fluidez e ao seu baixo ponto de fusão ZINCO CHUMBOESTANHO
  • 33. ESTANHO - Sn •Sn “puro” só é usado em revestimentos •Sensível ao trabalho a frio mas amacia com o tempo •Forma ligas com Sb e Cu usadas em mancais de escorregamento •40% da produção vai para revestimentos anti- corrosivos de aço e cobre •Usado em brasagem
  • 34. CHUMBO - Pb •Um dos metais mais pesados •Substitui Sn em mancais •Baterias de acumuladores •Proteção contra raios  e raios x •Isolamento de som e vibrações •Fundição de símbolos tipográficos
  • 35. ZINCO - Zn •Forma ligas com Al, Cu e Pb •Muito usado em fundição de peças pelo baixo ponto de fusão e elevada fluidez •A produção divide-se em: •Revestimentos – 40% •Fundição peças – 26% •Elemento de liga em latões – 18% •Zinco laminado – 12% •Outros – 4% (tintas anti-corrosivas, ânodos consumíveis, etc)
  • 36. Aplicações de Zinco e ligas de zinco Materiais galvanizados mais importantes Torres de transmissão Postes e padrões elétricos Acessórios diversos para transmissão elétrica Fonte: Fogal – Galvanização a fogo Fonte: Fogal – Galvanização a fogo
  • 37.  Chapas de aço para automóveis, geladeiras, fogões e freezers; Fonte:Rautaruukki - Finlândia
  • 38. Fonte: Rautaruukki - Finlândia Fonte: IZA – International Zinc Association Fonte: CSN
  • 39. Proteções para estradas, chamadas de "guard rails", cercas, sinalizações e parafusos Fonte: Mangels – Galvanização a fogo Fonte: Mangels – Galvanização a fogo
  • 40. Arames lisos e farpados; Fonte: Belgo Mineira Bekaert Fonte: Belgo Mineira Bekaert
  • 41. Grampos de cercas e pregos em geral; Telas e telhas; Fonte: Belgo Mineira Bekaert Fonte: Morlan Fonte: Morlan
  • 42. Tubos e conexões de todos os tamanhos; Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch Fonte: Fogal – Galvanização a Fogo
  • 43. 1.2 - LIGAS DE ZINCO PARA FUNDIÇÃO a) Injeção de peças sob pressão (Zamac 3 e 5) b) Fundição de peças centrifugadas (Zamac 8) Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
  • 44. Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
  • 45. Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
  • 46. Recobrimentos Anódicos e Catódicos Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
  • 48. Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
  • 49. Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
  • 50. GALVANIZAÇÃO - ESPESSURA MÍNIMA ESPECIFICADA EM MICRA Fonte: ICZ - Manual de Galvanização
  • 51. LIGAS DE METAIS REFRATÁRIOS GENERALIDADES •Definidos como os materiais com temperatura de fusão acima de 1800 ºC •Tungstênio - W •Molibdênio - Mo •Tântalo - Ta •Nióbio - Nb •Zircônio, Cromo e Vanádio (são usados como refratários) •Háfnio e Rênio (muito raros) •Todos possuem elevadas densidades •Exibem fraca resistência à corrosão a temperaturas elevadas •Têm fraca ductilidade à temperatura ambiente
  • 52. TUNGSTÊNIO •Metal estrutural com maior temperatura de fusão, maior densidade e maior dureza •Elevado módulo de elasticidade (406GPa) •Bom condutor elétrico •2/3 da produção vai para WC e apenas 15% é usado na forma pura •Usado em: •Filamentos de lâmpadas •Contatos elétricos •Eletrodos não consumíveis •Proteção contra radiações •Contrapesos, volantes de inércia, etc MOLIBDÊNIO •Módulo de elasticidade elevado (317GPa) •90% da produção de Mo vai para elemento de liga em aços •Boa resistência ao choque térmico •Elevada condutibilidade térmica •Liga TZM (0,5Ti-0,07Zr) possui resistência a altas temperaturas (700MPa a 1000ºC) - melhor que qualquer inox ou liga de Ni •Usado em: •Dispositivos eletrônicos de comando em aviação •Escudos de radiação •Moldes para processamento de vidro •Matrizes de forjamento e extrusão
  • 53. TÂNTALO •Menos abundante dos 4 refratários •Alguma ductilidade à temp. ambiente •Baixa resistência mecânica •Bom condutor térmico •Boa resistência à corrosão à temperatura ambiente •Usado em: •Material cirúrgico (corrosão) •Trocadores de calor •Processamento químico NIÓBIO •Elemento de liga em aços •Características semelhantes ao Ta •Baixo módulo de elasticidade •Elevada resistência a metais líquidos •Baixa absorção de nêutrons •Usado fundamentalmente na indústria nuclear e aeroespacial
  • 54. LIGAS DE ALUMÍNIO GENERALIDADES •O alumínio é o metal mais abundante na crosta terrestre •O seu processamento é caro, tendo restringido a sua aplicação até meados do século XX, mas é um dos metais mais usados atualmente •Forma ligas com Mn, Cu, Mg, Si, Fe, Ni, Li, etc •Algumas ligas possuem resistência mecânica superior aos aços estruturais PROPRIEDADES •Baixa densidade (1/3 do aço) •Boa condutividade térmica e elétrica •Elevada resistência específica •Grande ductilidade •Fácil usinagem, fundição, soldagem e processamento em geral •Boa resistência à corrosão •Custo moderado
  • 55. TRATAMENTOS •Recozimentos •Endurecimento por precipitação e envelhecimento, apenas em algumas ligas •Endurecimento por deformação plástica a frio (encruamento) APLICAÇÕES •Construção civil e arquitetura •Embalagens •Aeronáutica e aeroespacial •Indústrias automóvel, ferroviária e naval •Condutores elétricos alta voltagem •Utensílios de cozinha •Ferramentas portáteis LIGAS DE ALUMÍNIO
  • 56. Classificação de acordo com a The Aluminum Association Inc. Série Elemento(s) de liga principal(is) Outros elementos de liga 1xxx Alumínio puro - 2xxx Cu Mg , Li 3xxx Mn Mg 4xxx Si - 5xxx Mg - 6xxx Mg , Si - 7xxx Zn Cu, Mg, Cr, Zr 8xxx Sn, Li, Fe, Cu, Mg - 9xxx Reservado para uso futuro -
  • 57. 57 APLICAÇÕES DO ALUMÍNIO Peças produzidas por metalurgia do pó
  • 58. TTUUBBOOSS LLAAMMIINNAADDOOSS ((FFLLEEXXÍÍVVEELL)):: UUMMAA NNOOVVAA SSOOLLUUÇÇÃÃOO PPAARRAA OO MMEERRCCAADDOO DDEE EEMMBBAALLAAGGEENNSS DDEE CCRREEMMEE DDEENNTTAALL Composição  é composto por múltiplas camadas, sendo a do meio uma folha de alumínio revestida por lâminas plásticas. Principais vantagens:  Maior flexibilidade (a embalagem fica sempre em forma)  Maior preservação das propriedades do creme  Maior resistência em função das múltiplas camadas  Melhor apresentação devido ao seu perfeito acabamento e impermeabilidade.
  • 59. OO UUSSOO DDOO AALLUUMMÍÍNNIIOO EEMM SSIISSTTEEMMAASS EELLÉÉTTRRIICCOOSS Principais vantagens:  Alumínio apresenta boa condutividade elétrica associada ao baixo peso específico
  • 60. RROODDAA DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO:: BBEELLEEZZAA EE MMAAIIOORR DDUURRAABBIILLIIDDAADDEE
  • 61. PPIISSTTÕÕEESS DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO:: AALLTTAASS RREESSIISSTTÊÊNNCCIIAA ÀÀ FFAADDIIGGAA
  • 62. EESSCCAADDAA DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO Principais vantagens: Leve Resistente Durável Beleza
  • 63. BBAASSEE DDEE LLÂÂMMPPAADDAASS:: LLIIGGAA 33000044--OO Principais vantagens:  Menor custo em relação ao Cobre e Latão  Excelente resistência mecânica e à corrosão  Facilidade de Conformar (fácil de estampar)  Boa condutividade elétrica
  • 64. DDIISSSSIIPPAADDOORR DDEE CCAALLOORR PPAARRAA EEQQUUIIPPAAMMEENNTTOOSS EELLEETTRROOEELLEETTRRÔÔNNIICCOOSS:: LLIIGGAA 66006633--TT55 Principais vantagens:  Através do processo de extrusão foi possível obter um material final melhor e mais homogêneo em relação ao ferro e ao cobre.  O Alumínio apresenta boa condutividade térmica  Baixo peso específico necessário para reduzir peso Menor custo
  • 65. ÂÂNNOODDOO DDEE SSAACCRRIIFFÍÍCCIIOO PPAARRAA PPRROOTTEEÇÇÃÃOO CCAATTÓÓDDIICCAA DDEE CCAASSCCOOSS DDEE EEMMBBAARRCCAAÇÇÕÕEESS,, PPLLAATTAAFFOORRMMAASS DDEE PPEETTRRÓÓLLEEOO,, TTUUBBUULLAAÇÇÕÕEESS SSUUBBTTEERRRRÂÂNNEEAASS,, EETTCC:: AAll ((9999,,55%%)) ccoomm MMgg,, ZZnn,, TTii,, SSii ee HHgg.. A principal função dos elementos (Mg, Zn, Ti, Si e Hg) é inibir a formação da alumina na superfície do ânodo.
  • 66. BBRRIINNDDEESS Principais vantagens:  Originalidade  Beleza  Design arrojado  Possibilidade de anodização brilhante, natural, fosca ou colorida  Acabamento escovado ou polido
  • 67. LIGAS DE MAGNÉSIO GENERALIDADES •Mais leve dos metais estruturais •3º metal mais abundante na crusta •Competidor ligas de Al e das de Cu •Processamento caro •Fraco em estado puro, bom quando forma ligas com Al, Zn, Mn, Th, Ce. PROPRIEDADES •Alta resistência específica •Baixa ductilidade •Baixo ponto de fusão=>fundição •Boa usinabilidade alta velocidade •Soldável •Boa resistência à corrosão •Boa resistência à fadiga •Alta resistência ao impacto •Inflamável – cuidado na usinagem
  • 68. APLICAÇÕES •50% - elemento de liga no Alumínio •21% - Ligas de Magnésio •12% - dessulfurante e desoxidante •Quase todas de peças fundidas •Blocos de motor, volantes, apoios de assento, coluna de direção •Raquetes, patins, tacos de golfe, bastões de baseball, bicicletas •Componentes vários de aviação •Ânodo de sacrifício de navios TRATAMENTOS •Endurecimento por precipitação •Recozimentos •Endurecimento por deformação plástica possível, mas em pequeno grau LIGAS DE MAGNÉSIO
  • 69. LIGAS DE TITÂNIO GENERALIDADES •Metal mais recente (a partir de ’50) •Abundante – custo elevado de proc. •Possui uma transformação alotrópica Fase <880ºC<Fase  •Fase  – HC – pouco dúctil •Fase  – CCC – muito dúctil •Formação ligas afeta significativamente as propriedades •Ligas com Al, Sn, V, Mo, Nb, Mn, Cr, Fe, Co, Ta PROPRIEDADES •Baixa densidade (4,5 g/cm3) •Alto ponto de fusão (1668 ºC) •Grande resistência mecânica •Grande resistência específica •Excelente resistência corrosão abaixo de 550 ºC •Acima de 550 ºC tem baixa resistência corrosão e à fluência
  • 70. TRATAMENTOS •Recozimentos •Algumas ligas permitem tratamento térmico de envelhecimento APLICAÇÕES •Devido à grande resistência específica: •Aeronáutica e aeroespacial •Motores a jato (estrutura e componentes) •Pás e discos de turbinas •carros competição e artigos desportivos em geral •Devido à grande resistência corrosão: •Processamento químico •Submersíveis •Implantes biomédicos •trocadores de calor LIGAS DE TITÂNIO
  • 71. LIGAS DE BERÍLIO GENERALIDADES •Material de grandes contrastes •Extremamente reativo e sensível a impurezas •Grande afinidade com o oxigênio, formando BeO tóxico •Custo elevado •Única liga com aplicação comercial é a liga Lockalloy (62Be-38Al) PROPRIEDADES •Alta rigidez estado puro (303GPa) •Rigidez específica superior ao Al, Mg e Ti •Temperatura fusão próxima do aço •Ausência de ductilidade à T. amb •Grande ductilidade a 400 ºC (50 %) •Fraca soldabilidade •Usinagem difícil •Excelente estabilidade dimensional
  • 72. TRATAMENTOS •Como praticamente não forma ligas também não pode sofrer tratamentos térmicos •A sua fraca ductilidade não permite o encruamento, logo também não necessita de recozimentos APLICAÇÕES •Elemento de liga com cobre •Be puro é usado em armamento, pontas de mísseis, tubos estruturais, componentes ópticos e instrumentos de precisão •Ligado com Al, é usado em aviação, aeronaves e satélites e em automóveis de competição. LIGAS DE BERÍLIO