Superligas - Níquel e Ferro

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DISCIPLINA: SELEÇÃO DE MATERIAIS
DAMIÃO JOAQUIM DA ROSA
LUCAS PYLES
DIEGO LOPES
PROF: GISÉLIA
SUPER-LIGAS
NÍQUEL E FERRO
O termo superliga foi utilizado pela primeira vez logo após a segunda guerra mundial para descrever um grupo de
ligas desenvolvidas para aplicações que requerem alto desempenho, combinando alta resistência mecânica e alta
resistência à corrosão em temperaturas elevadas (acima de 650 ºC).
Esses materiais possuem temperaturas de serviço da ordem de 85% do seu ponto de fusão, além de possuírem alta
condutividade térmica, baixa expansão térmica, estabilidade metalúrgica, alta resistência ao ataque ambiental,
excelente resistência à fluência, à fadiga térmica e mecânica, boa ductilidade e boa resistência a corrosão em
temperaturas altas de operação
As aplicações típicas nas indústrias aeroespacial, das turbinas a gás industriais e de turbinas marinhas, por
exemplo nas lâminas de turbinas para secções quentes de motores a jato, e válvulas de motor bimetálicas usadas
em aplicações diesel e automóveis.
Superligas são à base de ferro, níquel ou cobalto, contendo cromo para resistência à oxidação e a à corrosão, bem
como outros elementos para resistência mecânica em temperatura elevada. Tradicionalmente, são consideradas as
ligas para emprego a temperaturas superiores à aproximadamente 540ºC.
Para uso acima de 600ºC, normalmente, três grupos de materiais são considerados:
- Aços austeníticos para alta temperatura
- Superligas endurecidas por solução sólida
- Superligas endurecidas por precipitação
Classificação das superligas
Diagrama de fase Fe-Ni
Níquel
Estrutura CFC 
- Alguns elementos formam a fase ``
- Carbonetos nos contornos de grão
- Ligas NiCr e NiMo
- Adição de Co reduz a solubilidade de outros elementos 
e promove a precipitação
- Adição de Al e Ti promovem a formação do precipitado ’
Ligas de Ni:
Ligas de Ni:
Ni-Cr (inconel) resistência a oxidação 
Ni-Fe (permalloy), magnéticas
(6
,9
M
P
a
)
Ni-Mo (hastelloy)
Outras superligas
Resistência a temperaturas elevadas
Metalografia das ligas de Níquel
Monel, Inconel, Incoloy, Nimonic
Devido as elevadas propriedades mecânicas estas ligas podem ser divididas em duas classes:
Ligas trabalhadas termo-mecanicamente (Wrougth Alloys)
Forjadas e Laminadas
Com ou sem Tratamentos Térmicos
Ligas não trabalhadas termo-mecanicamente
Fundição de Precisão
Monocristalinas
Solidificação Direcional
MONEL (Ligas de Ni-Cu) 
INCONEL (Ligas de Ni-Cr-Fe) 
Superligas são à base de ferro, níquel ou cobalto, contendo cromo para resistência à oxidação e à corrosão, bem 
como outros elementos para resistência mecânica em temperatura elevada. Tradicionalmente, são consideradas as 
ligas para emprego a temperaturas superiores à aproximadamente 540ºC.
Para uso acima de 600ºC, normalmente, três grupos de materiais são considerados:
- Aços austeníticos para alta temperatura
- Superligas endurecidas por solução sólida
- Superligas endurecidas por precipitação
As ligas mais utilizadas neste 
processo são Ferro Manganês, Ferro 
Silício e Ferro Cromo. 
Cada elemento agrega propriedades 
diferentes ao aço como aumento de 
sua dureza, resistência a corrosão e 
maior maleabilidade.
» O ferro cromo é utilizado na produção de aços resistentes à corrosão, aços de alta liga e aços inoxidáveis. Os aços 
inoxidáveis são utilizados nas indústrias químicas, automobilística, celulose, petróleo, linha branca e de alimentos;
» A produção de ferro cromo está diretamente ligada à produção dos aços inoxidáveis;
Características:
Resistentes à Corrosão
Resistentes à alta Temperatura
Produtos:
Este agrupamento de ferro ligas inclui ferro nióbio (FeNb), ferro silício magnésio (FeSiMg), ferro silício zircônio 
(FeSiZr), ferro molibdênio (FeMo),ferro vanádio (FeV), ferro titânio (FeTi), ferro tungstênio (FeW), inoculantes e outras 
ligas especiais;
Evolução da capacidade de resistência à fluência das superligas a elevadas temperaturas durante 60 anos, desde o seu 
surgimento, na década de 1940. 
Incoloy
Incoloy 800, 800H, e 800HT são ligas de níquel-ferro-cromo com boa resistência mecânica e excelente
resistência à oxidação e carburação em alta temperatura.
Estas ligas de aço de níquel são idênticos, exceto para o nível mais elevado de carbono em 800H liga leve, e da
adição de até 1,20 por cento e de alumínio de titânio em liga 800HT.
Esta modificação era controlar carbono (0,05-0,10%) e tamanho de grão para otimizar as propriedades de 
ruptura de estresse.
Incoloy 800 é utilizado principalmente em aplicações com temperaturas de até 595 °C.
Já as ligas 800H e 800HT são normalmente utilizadas em temperaturas acima de 600°C, onde a resistência à
deformação e ruptura é necessária .
Incoloy
CARACTERÍTICAS:
Densidade 7,9 g/cm³
Resistência em altas temperaturas
Resistente à oxidação e carburação em ambientes de alta temperatura.
Boa resistência à corrosão em muitos ambientes ácidos.
Boa resistência a muitas atmosferas contendo enxofre
APLICAÇÕES:
Válvulas, acessórios e outros componentes expostos a ataques corrosivos de 590 - 900 °C.
Fornos industriais.
Equipamento para tratamento térmico.
Equipamentos de processamento químico e petroquímico.
Vasos de pressão.
Trocadores de calor.
A286
é uma superliga de base ferro, útil para aplicações que requerem alta resistência à corrosão até 704°C e menor
tensão em aplicações de alta temperatura. Uso específico inclui monoblocos de motores a jato, peças e
fixadores.
Possui estrutura austenítica que pode ser endurecido por envelhecimento, processo que proporciona um alto
nível de resistência. A liga também é usada para aplicações que requerem ductilidade e alta resistência em
baixa temperatura e pode também ser utilizada para moderadas aplicações de corrosão em soluções aquosas.
A286
CARACTERÍTICAS:
Densidade 7,92 g/cm³
Pode ser envelhecido
Resistente à corrosão e ao calor
APLICAÇÕES:
Turbinas de propulsão a jato
Fixadores e peças para prospecção e refino de petróleo
Peças de válvulas para aplicações criogênicas
Liga 901
A liga 901 é uma superliga que contém o titânio e o alumínio para o endurecimento por precipitação. A liga 901
tem resistência a temperaturas elevadas, aproximadamente 600°C.
Tem um índice de ferro substancial que permite a liga de combinar sua resistencia com as boas caraterísticas
do forjamento
Usos e aplicações típicas
A liga 901 é de uso geral para discos, eixos, anéis, embalagens e selos do motor de turbina a gás.
INOVAÇÃO
Entre 2010 e 2012, o engenheiro metalúrgico Carlos José Bandeira de Mello Joia, o
Joia, e sua equipe concluíram, em parceria com a indústria metalúrgica
internacional, o desenvolvimento do aço inoxidável 17 Cromo (aço inoxidável
projetado para revestir as paredes de poços e colunas de produção do pré-sal), e a
avaliação da adequação do uso do aço inoxidável Super Martensítico 13Cr (utilizada
nos materiais para colunas de produção e revestimento) para as condições do pré-
sal.
As duas ligas já foram aplicadas em campos do pré-sal na costa sudeste do Brasil,
gerando uma economia de US$ 300 milhões à Petrobras.
CONCLUSÃO
Concluímos que as evoluções tecnológicas não
param e que o mecanismo principal para sua
evolução é a necessidade, por vários motivos,
desde redução de custos até mesmo por
motivo estéticos.
http://www.abrafe.ind.br/
http://www.sindiextra.org.br/arquivos/2012_02_14_00_50_16_Ferro_Ligas.pdf
http://www.villaresmetals.com.br/pt/Produtos/Ligas-Especiais/Resistentes-a-alta-Temperatura
http://www.forzadobrasil.com.br/ferroligas.php
http://www.realum.com.br/incoloy.phphttp://www.petrobras.com/pt/magazine/post/superligas-para-o-pre-sal.htm
Fontes bibliográficas:
FIM