Ligas de Titânio (1)

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Paucek
and Lage
LIGAS DE TITÂNIO PARA 
INDÚSTRIA AEROESPACIAL
MATERIAIS DE USO AEROESPACIAL - P3
DISCENTES: ANA LUIZA OLIVEIRA, MARCO 
ANTÔNIO LIMA, TIAGO SOUZA.
DOCENTE: PROF. DR. CARLOS ALBERTO RIOS BRITO JUNIOR.
https://sigaa.ufma.br/sigaa/public/docente/portal.jsf?siape=2152253
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
DESENVOLVIMENTO
APLICAÇÕES
CARACTERÍSTICAS, PROPRIEDADES, OBTENÇÃO.
CONCLUSÕES
INTRODUÇÃO
HISTÓRIA DO TITÂNIO
1791: DESCOBERTO EM CORNUALHA (INGLATERRA) POR WILLIAN JUSTIN GREGOR;
1910: O METAL PURO (PUREZA DE 99.9%) FOI PREPARADO POR MATTHEW HUNTER;
1946: WILLIAN J. KROLL DESENVOLVEU UM MÉTODO PARA PRODUZI-LO 
COMERCIALMENTE;
DO LATIM TITANS (MITOLOGIA GREGA: "OS PRIMEIROS FILHOS DA TERRA/GAIA").
DISPONIBILIDADE
É O 9° ELEMENTO MAIS ABUNDANTE NA CROSTA TERRESTRE;
PRESENTE NOS SEGUINTES MINERAIS: 
RUTÍLIO (ÓXIDO DE TITÂNIO), ILMENITA (TITANATO FERROSO, TIFEO3), 
TITANITA (SILICATO DE TITÂNIO E CÁLCIO).
O TITÂNIO É AMPLAMENTE UTILIZADO NA FABRICAÇÃO DE LIGAS 
METÁLICAS, AS QUAIS SÃO MAIS COMUMENTE UTILIZADAS EM 
AVIÕES E MÍSSEIS. AERONAVES COMO O BOEING 747 E O AIRBUS 
A330 POSSUEM LIGAS DE TITÂNIO EM SUA COMPOSIÇÃO.
AMOSTRA 144 G, TITÂNIO DE PUREZA 99.95%
NÚMERO ATÔMICO
MASSA ATÔMICA
PONTO DE FUSÃO
PONTO DE EBULIÇÃO
ELETRONEGATIVIDADE
MASSA ESPECÍFICA
COR
DUREZA 
RESISTÊNCIA À FRATURA
MÓDULO DE YOUNG
COEFICIENTE DE POISSON
22
47.9
1668°C
3260°C
1.54
4.51 G/CM3
CINZA ESCURO
70-74 HRB
240 MPA
102.7 GPA
0.41
DESENVOLVIMENTO
PROPRIEDADES DO TITÂNIO PURO
CARACTERÍSTICAS
BOA TENACIDADE, INÉRCIA QUÍMICA, ELEVADO PONTO DE FUSÃO;
ALTA RESISTÊNCIA MECÂNICA E BAIXA DENSIDADE (56% DA MAIORIA DOS AÇOS LIGA);
ALTA RESISTÊNCIA A CORROSÃO;
MÓDULOS DE ELASTICIDADE E EXPANSÃO TÉRMICA DE 50% (EM RELAÇÃO AOS AÇOS);
AS EXCELENTES PROPRIEDADES MECÂNICAS, ALTA 
RESISTÊNCIA A CORROSÃO E A TEMPERATURAS ALTAS EM 
SERVIÇO, FAZ DO TITÂNIO UMA MATERIAL PARA APLICAÇÕES 
CRÍTICAS, FICANDO AO LADO DAS SUPERLIGAS.
O ALTO CUSTO DO PROCESSAMENTO DO METAL AINDA LIMITA 
SEU USO.
[1] CLORAÇÃO:
[2] ELÉTROLISE:
[3] REDUÇÃO DO MG EM 
ATMOSFERA DE ARGÔNIO:
DESENVOLVIMENTO
OBTENÇÃO/PRODUÇÃO
PROCESSO KROLL: RESPONSÁVEL PELA MAIOR PARTE DA PRODUÇÃO DE 
TITÂNIO METÁLICO. EM RESUMO, TRATA-SE DA REDUÇÃO DO 
TETRACLORETO DE TITÂNIO COM MAGNÉSIO.
PARA O RUTILO (MINÉRIO MAIS PURO DE TITÂNIO):
DESVANTAGENS DO TI COMERCIALMENTE PURO* EM RELAÇÃO 
ÀS LIGAS:
MENOR RESISTÊNCIA EM SERVIÇO.
VANTAGENS DO TI COMERCIALMENTE PURO EM RELAÇÃO ÀS 
LIGAS:
I) MAIOR RESISTÊNCIA A CORROSÃO E EROSÃO;
II) O FILME DE ÓXIDO FORMADO PELO CONTATO COM O AR 
NA TEMPERATURA AMBIENTE É MUITO MAIS FINO E 
CONDUTIVO;
III) A SUPERFÍCIE MUITO DURA, QUANDO POLIDA LIMITA A 
ADESÃO DE SUBSTÂNCIAS E OUTROS MATERIAIS; 
* CONTÉM DE 98.635-99.5 WT% DE TITÂNIO.
APLICAÇÕES
1960: AS LIGAS DE TITÂNIO PASSAM A SER AMPLAMENTE USADAS EM MOTORES DE AERONAVES NÃO 
MILITARES E EM JATOS DE CORPO LARGO (COMO BOEING 747S);
1970: A APLICAÇÃO DA LIGA DE TITÂNIO NA INDÚSTRIA DA AVIAÇÃO FOI RESPONSÁVEL POR CERCA DE 
80% DO MERCADO TOTAL DE LIGAS DE TITÂNIO NOS ESTADOS UNIDOS.
1985: CORPORAÇÃO NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL INICIOU A PRODUÇÃO COMERCIAL DE LIGAS 
DE TITÂNIO PARA MOTORES DE AERONAVES, ALÉM DE FORNECER O METAL PURO PARA FUSELAGENS.
SEU NÍVEL DE APLICAÇÃO TORNOU-SE UMA MARCA 
IMPORTANTE PARA MEDIR O NÍVEL AVANÇADO DE 
SELEÇÃO DE MATERIAIS DE AERONAVES.
HISTÓRICO: INDÚSTRIA AEROESPACIAL
APLICAÇÃO ATUAL
AS LIGAS DE TITÂNIO (FORMADAS COM ALUMÍNIO, MOLIBDÊNIO, MANGANÊS, FERRO, VANÁDIO E 
OUTROS METAIS) TÊM GRANDE APELO COMERCIAL, SENDO 60% DA SUA PRODUÇÃO DESTINADA À 
CONFECÇÃO DE PARTES DE AERONAVES, FOGUETES E MÍSSEIS.
APLICAÇÕES
COM O AUMENTO RECENTE DA TAXA DE APLICAÇÃO DE CFRB (PLÁSTICO REFORÇADO 
COM FIBRAS DE CARBONO) - NO INTUITO DE MELHORAR O CONSUMO DE COMBUSTÍVEL 
-, CRESCEU TAMBÉM A DEMANDA POR TITÂNIO DEVIDO À SUA EXCELENTE 
COMPATIBILIDADE COM O CFRP, CONSIDERANDO CORROSIVIDADE E COEFICIENTE DE 
EXPANSÃO TÉRMICA;
ESTRUTURAS E JUNTAS QUE ANTES UTILIZAVAM AÇO (NECESSIDADE DE ALTA 
RESISTÊNCIA), ESTÃO APLICANDO LIGAS DE TITÂNIO PARA DIMINUIR O PESO.
TITÂNIO PARA FUSELANGENS
MOTORES TURBOFAN: UMA LIGA DE TITÂNIO É USADA PARA O VENTILADOR E O 
COMPRESSOR NA SEÇÃO DA METADE DIANTEIRA, ONDE A TEMPERATURA É 
RELATIVAMENTE BAIXA (600˚C OU INFERIOR).
TITÂNIO PARA MOTORES
VANTAGENS DE APLICAÇÃO
OS CUSTOS DE MANUTENÇÃO DA ESTRUTURA DA 
AERONAVE PODEM SER EFETIVAMENTE 
REDUZIDOS POR MEIO DO USO DE MATERIAIS 
RESISTENTES À FADIGA E PROPAGAÇÃO DE 
TRINCAS, ALÉM DE BOA TENACIDADE À FRATURA 
E RESISTÊNCIA À CORROSÃO.
APLICAÇÕES
VANTAGENS DAS LIGAS DE TITÂNIO EM FOGUETES
CAPACIDADES DE TEMPERATURA CRIOGÊNICA: 
CONCLUSÕES
VÁRIOS MATERIAIS DE TITÂNIO E SUAS LIGAS SÃO USADOS NA 
INDÚSTRIA AEROESPACIAL, CADA UM SELECIONADO DE ACORDO COM 
SUAS PROPRIEDADES;
A DEMANDA POR TITÂNIO PARA FUSELAGENS E MOTORES ESTÁ 
AUMENTANDO, ACOMPANHADA POR MELHORIAS NO CONSUMO DE 
COMBUSTÍVEL DAS AERONAVES;
TITÂNIO COMERCIALMENTE PURO É USADO PARA FUSELAGENS, ONDE 
A FORMABILIDADE É CONSIDERADA IMPORTANTE; 
PARA MOTORES EM QUE A RESISTÊNCIA AO CALOR E A FORÇA SÃO 
CONSIDERADAS IMPORTANTES, SÃO USADAS LIGAS DE TITÂNIO.
APLICAÇÃO DE LIGAS DE TITÂNIO NO V2500-A5, MOTOR TURBOFAN PRODUZIDO
PELA JAPANESE AERO ENGINE CORPORATION PARA USO NO AIRBUS A320.
AGRADECEMOS A 
ATENÇÃO!
DISCENTES: ANA LUIZA OLIVEIRA, MARCO 
ANTÔNIO LIMA, TIAGO SOUZA.
 
DOCENTE: PROF. DR. CARLOS ALBERTO RIOS 
BRITO JUNIOR.
Paucek
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LIGAS DE TITÂNIO PARA 
INDÚSTRIA AEROESPACIAL
MATERIAIS DE USO AEROESPACIAL - P3
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