Trabalho - Ligas Metálicas

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COLÉGIO ESTADUAL ALBERTO SANTOS DUMONT
Rafael Dias Pacheco Macimiano
Ligas Metálicas
Apucarana – 2019
Introdução
 Os metais puros geralmente não apresentam todas as características necessárias para serem aplicados na fabricação de produtos utilizados na sociedade. Por isso, surgiram as ligas metálicas, que são misturas de dois ou mais metais ou de um metal com outra substância simples por meio de aquecimento. 
 Esses componentes se fundem em temperatura elevada e depois esfriam, solidificando-se. As propriedades resultantes que serão úteis para cada aplicação específica serão determinadas pelos metais que serão usados, pela quantidade de cada metal na liga, pela estrutura do arranjo cristalino das ligas, pelo tamanho e arrumação dos cristais e pelos tratamentos adicionais que podem se realizar. 
 As ligas se caracterizam por fornecer ou modificar propriedades que os metais não apresentam. Dentre estas características destacam-se: Condutividade elétrica e térmica; resistência à corrosão; brilho; resistência mecânica; temperatura e fusão.
Classificação das ligas metálicas
 Ao planejar a combinação de metais, entre si ou com outros elementos, considera-se com especial cuidado a variação das proporções, fator que influi decisivamente nas propriedades do material final. Certas misturas formam uma rede cristalina perfeita, com os átomos de diversos materiais dispostos em posições perfeitamente determinadas; em outros casos, os átomos se distribuem aleatoriamente. Outro recurso útil à análise é o diagrama de fases, em que se apresentam a porcentagem dos componentes e a temperatura. A partir desses diagramas, que exibem as diversas fases ou formas de cristalização a que estão sujeitos os materiais, é possível classificar cinco tipos genéricos de ligas.
Tipo I: ligas com solução sólida. As ligas metálicas do tipo I são miscíveis tanto no estado sólido quanto no líquido. Na elaboração das combinações de solução sólida, formam-se cristais que contêm todos os metais componentes da liga.
Tipo II: ligas eutéticas. Chamam-se eutéticas as ligas que, em estado sólido, apresentam proporções inalteráveis e ponto de fusão constante e característico, também chamado eutético. Por manter constantes os pontos de fusão e solidificação, a liga eutética se comporta como um metal puro.
Tipo III: No grupo III os metais são totalmente miscíveis em estado líquido, mas em estado sólido só se misturam parcialmente.
Tipo IV: O grupo IV inclui as ligas de metais não miscíveis em estado líquido.
Tipo V: ligas que formam compostos. Os metais do tipo V combinam-se para formar compostos denominados intermetálicos, principais endurecedores das ligas industriais. Alguns, como os carbonetos de boro e de tungstênio, estão entre os materiais mais duros e resistentes que se conhecem.
PROCESSOS DE OBTENÇÃO
 Quando há a necessidade de empregarmos em nosso contexto profissional algum produto de metal, o processo comumente adotado tem etapas descomplicadas: procurar por uma empresa especializada, realizar o pedido e aguardar até que a peça seja entregue. Mas, o que os consumidores não sabem é que as ligas metálicas percorrem um longo caminho até chegar ao uso final.
 Os processos de produção de ligas metálicas são válidos e importantes não somente para se certificar a boa qualidade do material, mas também para garantir a segurança do local e/ou do serviço no qual este item será aplicado.
 As ligas metálicas são materiais provenientes da fusão de dois ou mais componentes dos quais, pelo menos um é metal. Este tipo de material é indicado quando se almeja alcançar algumas propriedades específicas, como elétricas, térmicas ou magnéticas.
 As ligas são itens amplamente utilizados em caldeirarias, ferramentarias e usinagens. E por isso, o mesmo passa por vários processos.
Processo de fusão
 Ligas metálicas têm fundamental importância para o setor da indústria metalúrgica no país. Mas, antes de chegar até essas empresas, a preparação do material é cuidadosa e detalhista. Normalmente, é fundido o metal que apresenta o ponto de fusão mais alto.
 Na sequência, os demais elementos vão sendo adicionados. Não há alterações no produto final, mesmo que a ordem dos componentes seja alterada ou que todas as partes da liga sejam fundidas ao mesmo tempo.
 Em situações nas quais existe a necessidade de o produto ser entregue em grandes quantidades, podem ser empregados diferentes tipos de fornos elétricos, para facilitar o trabalho. Em certos casos, o próprio processo de obtenção do metal já consiste na preparação das ligas metálicas, como acontece, por exemplo, com o bronze, que foi a primeira liga a ser utilizada pelo homem, há milênios.
Processo de compressão
 Neste tipo de processo, porções adequadas de cada um dos componentes da liga metálica são submetidas a altíssimas pressões. É com esta técnica que são obtidas as ligas com elevado ponto de fusão, além daqueles cujos componentes não são capazes de se misturar em estado líquido.
Processo de Metalurgia Associada
 Este é o processo que consiste na obtenção de uma liga metálica proveniente de dois ou mais metais. Todos os elementos são submetidos a um mesmo processo metalúrgico, que acaba por realizar a mistura dos minérios.
Cuidados com a oxidação
 Grande parte das ligas metálicas pode acabar se oxidando, pois elas passam muito tempo expostas ao sol e, sobretudo, em ambientes úmidos. As técnicas empregadas para evitar a deterioração e assegurar que o produto chegue ao mercado em boas condições são, por exemplo, a aplicação de pinturas protetoras ou a formação de ligas baseadas em outros elementos, que, por si só, reduzam a conexão com polos elétricos que causam a oxidação.
Principais Ligas Metálicas
Aço: Formado pela mistura de aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5 a 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e oxigênio. É usado em peças metálicas que sofrem elevada tração, pois é mais resistente à tração do que o ferro puro. O aço é uma liga usada para produzir outras ligas metálicas.
Formado pela mistura de aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5 a 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e oxigênio. O ferro é encontrado em toda crosta terrestre, fortemente associado ao oxigênio e à sílica. O minério de ferro é um óxido de ferro, misturado com areia fina.
 O carbono é também relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado sob diversas formas. Na siderurgia, usa-se carvão mineral, e em alguns casos, o carvão vegetal.
 O carvão exerce duplo papel na fabricação do aço. Como combustível, permite alcançar altas temperaturas (cerca de 1.500º Celsius) necessárias à fusão do minério. Como redutor, associa-se ao oxigênio que se desprende do minério com a alta temperatura, deixando livre o ferro. O processo de remoção do oxigênio do ferro para ligar-se ao carbono chama-se redução e ocorre dentro de um equipamento chamado alto forno.
 Antes de serem levados ao alto forno, o minério e o carvão são previamente preparados para melhoria do rendimento e economia do processo. O minério é transformado em pelotas e o carvão é destilado, para obtenção do coque, dele se obtendo ainda subprodutos carboquímicos.
 No processo de redução, o ferro se liquefaz e é chamado de ferro gusa ou ferro de primeira fusão. Impurezas como calcário, sílica etc. formam a escória, que é matéria-prima para a fabricação de cimento.
 A etapa seguinte do processo é o refino. O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado líquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos.
 Finalmente, a terceira fase clássica do processo de fabricação do aço é a laminação. O aço, em processo de solidificação, é deformado mecanicamente e transformado em produtossiderúrgicos utilizados pela indústria de
transformação, como chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras etc.
Aço Inox: Formado por 74% de aço, 18% de cromo e 8% de níquel. Por ser praticamente inoxidável, é usado em talheres, peças de carro, brocas, utensílios de cozinha e decoração. As principais famílias de aços inoxidáveis, classificados segundo a sua microestrutura, são: ferríticos, austeníticos, martensíticos, endurecíveis por precipitação e Duplex.
O processo de fabricação do aço inoxidável depende do tipo que está sendo feito - existem cerca de 57 tipos diferentes, mas a princípio eles são feitos em várias etapas, primeiro o aço é fundido — minério de ferro, cromo, sílica, níquel, etc, são derretidos em uma fornalha elétrica. Esse processo leva cerca de 8 a 12 horas de calor intenso. Depois de vários processos, o aço recebe o tratamento térmico e então é limpo e polido para obter o acabamento desejado.
Ouro 18 quilates: Liga formada por 75% de ouro, 13% de prata e 12% de cobre. Sua vantagem em relação ao ouro puro é que esse metal é macio e pode ser facilmente riscado. Além disso, a liga mantém as propriedades desejadas do ouro, como brilho, dureza adequada para a joia e durabilidade.
Conclusão
 As ligas metálicas compreendem a fusão de dois ou mais elementos químicos, sendo que seja mandatório a presença de um metal, a partir daí, são formadas ligas metálicas, como é o caso do aço, aço inoxidável e o ouro 18 quilates. 
 Diante disso, um dos principais interesses na formação destas ligas se dá na prevalência de propriedades físico-químicas antes não presentes em metais, como a Condutividade elétrica e térmica; resistência à corrosão; brilho; resistência mecânica; temperatura e fusão.