Cap 3 Materiais de Engenharia

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Ciência dos Materiais
Cap. 3
Materiais de Engenharia
Metais
A importância tecnológica e comercial dos metais se deve às seguintes características:
Alta rigidez e resistência: A partir dos metais podem ser obtidas ligas para melhorar a rigidez, resistência e dureza. Sua utilização proporciona um leque estrutural para a maioria dos produtos de engenharia.
Ductilidade: Eles podem ser batidos, comprimidos, estirados, sem se partir.
Boa condutividade da eletricidade: Eles são excelentes condutores elétricos, devido a seus enlaces metálicos.
Boa condutividade térmica: Os enlaces metálicos explicam por que os metais são melhores condutores térmicos que as cerâmicas e os polímeros.
Baixos custos: Em geral, a maioria deles apresentam custos baixos, sendo essa uma das principais razões deles serem escolhidos para serem usados.
Formas em que os metais são encontrados nos processos
Normalmente os metais entram nos processo industrias sob três formas principais:
Metal fundido: Na qual a forma inicial é uma peça fundida, principalmente na forma de ligas ferrosas. As ligas ferrosas incluem aços carbono, aços liga e os ferros fundidos. As ligas não ferrosas são todos os outros metais que não contém ferro como constituinte principal. Entre as principais ligas não ferrosas temos as ligas compostas por alumínio, magnésio, titânio, cobre, níquel, zinco e chumbo.
Metal trabalhado: É quando o metal já apresenta algum tipo de processamento, como as chapas de metal, ou algum moldagem no metal. As propriedades mecânicas dos metais trabalhados são melhores, quando comparadas aos metais fundidos.
Metais em pó: É quando o metal é adquirido na forma de pó, na qual são usadas técnicas de metalurgia de pó para transformar-los em peças.
Ligas
Embora alguns metais apresentem melhores propriedades na forma pura (ouro, prata ou cobre) a maioria de aplicações em engenharia requerem que eles sejam misturados através de uma liga, devido a que podem ser melhoradas algumas propriedades como a resistência e a dureza, em relação a sua forma pura. 
Uma liga é um metal composto de dois ou mais elementos, dos quais pelo menos um é metálico. 
As principais categorias de ligas são:
Soluções sólidas: É uma liga na qual um elemento está dissolvido em outro para formar uma estrutura de fase única. O termo fase descreve qualquer massa homogênea de material, tal como um metal, no qual os grãos têm a mesma rede estrutural. 
	Numa solução sólida o solvente (ou elemento base) é metálico e o elemento dissolvido pode ser metálico ou não-metálico.
Ligas
	As soluções sólidas apresentam duas formas:
Solução sólida intersticial: É uma combinação em escala atômica de mais de um tipo de átomo, com um átomo soluto localizado em um interstício da estrutura cristalina do solvente. Ver figura (b).
Solução sólida substitucional: Combinação em escala atômica de mais de um tipo de átomo, com um átomo do soluto substituindo um átomo do solvente em um sítio da rede atômica. Ver figura (a).
Ligas
b) Fases intermediárias: Usualmente existem limites na solubilidade de um elemento em outro. Quando a quantidade de um elemento dissolvido na liga excede a solubilidade sólida limite do metal base, forma-se uma segunda fase na liga. Usa-se o termo fase intermediária porque a composição química é intermediária entre dois elementos puros. Sua estrutura cristalina também é diferente dos metais puros.
Dependendo da composição, devido a que as ligas podem ter mais de dois elementos, essas fases intermediárias pode ser de vários tipos:
- Compostos metálicos: Que estão constituídos por um metal e um não-metal.
Compostos inter-metálicos: Formado por dois metais que formam um composto.
Frequentemente a composição da liga é tal que a fase intermediária se mistura com a solução sólida primária para formar uma estrutura de dois fases, uma fase dispersa ao longo da segunda.
Diagrama de fase
Define-se “fase” como uma porção química e estruturalmente homogênea da microestrutura. A fase pode ser líquida ou sólida.
Uma região monofásica (uma única fase) pode apresentar uma microestrutura policristalina, mas cada grão difere apenas na orientação cristalina, e não na composição química. Uma região bifásica (duas fases) pode apresentar uma fase sólida e uma fase líquida. Nesse caso, a composição de uma região bifásica será determinada pela “regra da alavanca”, como será explicado mais adiante.
Componente é diferente de fase. Um componente é uma substância química diferente da fase. Por exemplo, numa liga de Níquel e Cobre, existe uma única fase (uma solução sólida) e dois componentes (Níquel e Cobre).
O Diagrama de Fase é um meio gráfico para representar as fases de um sistema de liga metálica como uma função da composição e da temperatura.
Diagramas de fase com dois elementos são chamados de “diagramas de fase binários”, se fossem três elementos seriam “diagrama de fase ternário”, etc. Em geral estudaremos diagramas de fase binários.
Construção do diagrama de equilíbrio de fases Cu-Ni a partir de curvas de resfriamento líquido-sólido
(a) curvas de resfriamento, (b) diagrama de equilíbrio de fases.
(“Metals Handbook”, vol. 8, 8. ed, American Society for Metals, 1973, p. 294. Usado com permissão de ASM International.)
Diagrama de fases binário de dois metais, A e B, completamente solúveis um no outro, usado para deduzir a equação da regra da Alavanca. Na temperatura T, a composição da fase líquida é wl e da fase sólida é ws.
Entendendo o Diagrama de fases binário de dois metais, A e B, completamente solúveis um no outro
Note que quando OS = 0, a proporção de fase líquida é zero, devido a que atingimos a linha “solidus”, portanto, a liga está totalmente solidificada. 
Linha 
“Solidus”
Linha 
“Liquidus”
Entendendo o Diagrama de fases binário de dois metais, A e B, completamente solúveis um no outro
A regra da alavanca se aplica em regiões onde estão presentes duas fases (sólido e líquido). Para regiões onde se tenha só uma fase não se aplica a regra da alavanca. 
Você deve considerar os diagramas de fase como mapas. Especificamente, os diagramas binários são mapas das fases em equilíbrio associadas a diversas combinações de temperatura e composição. A ideia é ilustrar a mudança nas fases e a microestrutura associada que vem das mudanças nas variáveis de estado (temperatura e composição). 
É bom ressaltar que não é comum que dois sólidos sejam completamente solúveis no estado sólido, como mostrado na figura anterior. Embora em muitas das figuras mostradas mais na frente seja observada a miscividade (mistura) completa nos sistemas metálicos no estado líquido, há alguns sistemas em que isso não ocorre (imiscividade líquida).
Entendendo o Diagrama de fases binário de dois metais, A e B, completamente solúveis um no outro
Em um determinado ponto de estado (um par de valores de temperatura e composição) dentro da região de duas fases, um líquido rico em A existirá em equilíbrio com uma solução sólida rica em B.
Diversas microestruturas características das diferentes regiões no diagrama de fases de uma solução sólida completa
Diagrama de fases chumbo-estanho. Este diagrama se caracteriza por apresentar fases terminais (α e β) com solubilidade limitada no estado sólido. A característica mais importante deste sistema é a reação eutética que ocorre a 183 ºC para 61,9% Sn. No ponto eutético, podem coexistir as fases α (19,2% Sn), β (97,5% Sn) e líquido (61,9% Sn).
(Cortesia de F. Rhines.)
Microestruturas de ligas Pb-Sn resfriadas lentamente
(J. Nutting and R. G. Baker, “Microstructure of Metals”, Institute of Metals, London, 1965, p. 19.)
composição eutética (63% Sn–37% Pb), 
(b) 40% Sn–60% Pb, 
(c) 70% Sn–30% Pb, 
(d ) 90% Sn–10% Pb.
 (Ampliação 75×.)
Esquema da curva de resfriamento temperatura-tempo da liga 60% Pb–40% Sn.
Ilustração esquemática de vários tipos de estruturas eutéticas:
(W.C. Winegard, “An Introduction to the Solidification of Metals”, Institute of
Metals, London, 1964.)
lamelar, 
tipo barra/fibra, 
globular, 
acicular (forma de agulha).
Eutética e Proeutética
A mistura eutética é uma mistura de componentes sólidos que, ao fundir-se, fica em equilíbrio com um líquido da mesma composição que a sua, e cuja temperatura de fusão é um mínimo na curva, ou na superfície de fusão do sistema. Dito de outra forma: durante o resfriamento da fase líquida se transforma em, pelo menos duas fases sólidas.
Nesse ponto de fusão, a composição é conhecida como composição eutética e sua temperatura como temperatura eutética.
Proeutética refere-se à transformação de fase que ocorre acima da temperatura eutética.
Estrutura eutética lamelar formada durante a reação eutética no sistema Pb–Sn. (Ampliação 500×.)
(W.G. Moffatt et al., “Structure and Properties of Materials”, vol. I, Wiley, 1964.)
Eutetóide
Durante o resfriamento da fase sólida  se transforma em, pelo menos duas fases sólidas diferentes  e . Note que a temperatura eutetóide (temperatura da transformação) é um mínimo na curva. A reação autetóide é:
  (eutetóide)  + 
onde eutetóide significa “tipo eutético”. 
resfriamento
Hipoeutéticas, Eutéticas e Hipereutéticas
Basicamente Hipoeutético significa uma composição menor que o eutético. Hepereutético significa uma composição maior que o eutético.
Aplicação da regra da balança para os sistemas eutéticos
Em relação a liga com composição C4 na temperatura da reação eutética:
A fração do microconstituinte eutético We é a mesma fração do líquido WL q a originou
WL=We= P / P+Q
Fase α sozinha Wα=Q / P+Q
(primária ou pró-eutetica)
Fase α total Wαt=Q+R/P+Q+R
Fase β total Wβt = P / P+Q+R
Cálculo da quantidade das fases e da composição das fases presentes logo abaixo da linha da reação eutética para a liga eutética com 61,9% de Sn.
No ponto eutético, 
calcular: 
w e w
X e X
Cálculo da quantidade das fases e da composição das fases presentes logo abaixo da linha da reação eutética para a liga eutética com 61,9% de Sn.
Considere o diagrama Cu-Ag mostrado abaixo. Uma liga com composição 71,9 % Ag mantida inicialmente a 1000°C é resfriada lentamente até 800°C e resfriadamente novamente até 700°C. Determine a composição de cada uma das fases presentes a 700°C.
Considere o diagrama Cu-Ag mostrado abaixo. Uma liga com composição 40 % Ag mantida inicialmente a 1000°C é resfriada lentamente até 800°C e resfriadamente novamente até 700°C. Determine a composição de cada uma das fases presentes a 800°C.
Sabe-se que a 800°C : 7,9 % Ag para a fase  e 68,7% Ag para a fase líquida
Considere o diagrama Cu-Ag mostrado abaixo. Uma liga com composição 40 % Ag mantida inicialmente a 1000°C e resfriada lentamente até 800°C e resfriadamente até 700°C. Determine a composição de cada uma das fases presentes a 700°C.
Sabe-se que a 700°C : 5,9 % Ag para a fase  e 95,1% Ag para a fase 
Metais Ferrosos
A industria siderúrgica abrange todas as etapas necessárias para, a partir das matérias primas, produzir-se ferro e aço.
Dada a importância do Ferro na idade moderna, a siderurgia deve ser considerada como um setor básico e prioritário para o desenvolvimento industrial e econômico.
O processo mais usado para a redução do minério de ferro é o de “alto-forno”, cujo produto consiste numa liga ferro-carbono de alto teor de carbono, denominado “ferro gusa”, o qual ainda em estado líquido, é encaminhado à aciaria onde, em fornos adequados, é transformado em aço. 
O aço normalmente é produzido na forma de lingotes. Depois, mediante ação mecânica (com o uso de laminadores) é transformado em blocos, tarugos e placas, e ainda, depois disso, são transformados em trilhos, chapas, barras, tês, cantoneiras, etc.
Dados básicos do Ferro
Símbolo: Fe
Numero atômico: 26
Estrutura cristalina (temperatura ambiente): BCC
Temperatura de fusão: 1539 °C (2802 °F) 
Módulo de elasticidade: 30 x 106 lb/pol2	(209x103 Mpa)
Minério principal: Hematita (Fe2O3)
Elementos de liga: Carvão (principalmente), Cromo, Manganês, Níquel, Molibdênio, Vanádio, Silício
Aplicações típicas: Construção, máquinas, veículos, vias, equipamento ferroviário.
Matérias primas da indústria siderúrgica
As matérias primas básicas da indústria siderúrgica são:
Minério de ferro
Carvão
Calcário
Uma outra matéria prima importante é o Manganês, pela sua presença constante em todos os tipos de produtos siderúrgicos.
O minério de ferro, como é obvio, constitui a matéria prima principal, pois dela se extrai o ferro.
O carvão atua em três sentidos simultaneamente: como combustível, como redutor de minério, que é basicamente constituído de óxidos de ferro, e como fornecedor de carbono, que é o principal elemento de liga dos produtos siderúrgicos.
O calcário atua como “fundente”, ou seja, reage, pela sua natureza básica, com as substâncias estranhas (geralmente de natureza ácida) ou impurezas contidas no minério e no carvão, diminuindo seu ponto de fusão e formando a “escória”, o qual é um produto clássico do alto-forno. 
Minério de Ferro
Os minerais que contém ferro em quantidade apreciável são os óxidos, carbonatos, sulfetos e silicatos
Desde o ponto de vista siderúrgico, os minerais mais importantes são os óxidos, e desses, os principais são:
Magnetita (óxido ferroso-férrico) com fórmula Fe3O4, contendo em média, 72,4% de Fe.
Hematita (óxido férrico), de fórmula Fe2O3, contendo 69,9% de Fe.
Limonita (óxido hidratado de ferro) de fórmula 2Fe2O3 3H2O , contendo 48,3% de Fe.
Beneficiamento do minério de Ferro
O termo “beneficiamento” compreende uma série de operações a que os minérios de ferro de várias qualidade podem ser submetidos, com o objetivo de alterar suas características físicas ou químicas e torna-lós mais adequados para sua utilização nos altos fornos.
As operações consistem basicamente em: britamento, peneiramento, mistura, moagem, concentração, classificação, e aglomeração.
Das operações mencionadas, nós vamos a explicar com maior detalhe a aglomeração. O objetivo da aglomeração é melhorar a permeabilidade da carga de alto forno, reduzir o consumo de carvão e acelerar o processo de redução. Além disso, visa reduzir a quantidade de “material pulverulento” que o alto-forno emite e lança no sistema de recuperação de gases.
Os 4 principais processos de aglomeração do mineral de ferro são: sinterização, pelotização, briquetagem e nodulização.
Sinterização de Ferro
A sinterização consiste de aglomerar finos de minério de ferro numa mistura com aproximadamente 5% de um carvão finamente dividido, coque ou antracita. A carga é colocada em grelhas que se movem, e em um ponto próximo do fim do percurso, a carga é aquecida superficialmente, por intermédio de queimadores de gás. Exaustores retiram o ar, queimando a carga, chegando a temperatura a atingir entre 1.300 e 1.500 °C, suficiente para promover a ligação das partículas finas do minério e resultando em um produto uniforme e poroso, denominado “sínter”.
O sínter deve ser convenientemente resfriado para poder ser facilmente manuseado.
A qualidade do sínter pode ainda ser melhorada, se for incorporado algum tipo de fundente (calcário), visando reduzir as impurezas do sínter final.
O sínter pode ser melhorado também se forem adicionado pedaços de minério com dimensões adequadas, de modo a aumentar a permeabilidade da carga. As dimensões mais convenientes de pedaços de minério se situam na faixa de ¼’’ a 1”.
Pelotização
É talvez o método de aglomeração mais usado atualmente. O processo consiste de produzir inicialmente “pelotas” ou “bolas” cruas de finos de minério de alto teor. Às pelotas é adicionado 10% de água e geralmente um aglomerante de natureza inorgánica, como a “bentonita” em proporção de 0,5 a 0,75% da carga. As vezes adiciona-se uma pequena quantidade de combustível sólido, de modo a se ter um suprimento parcial de calor. Finalmente, outros aditivos podem ser incluídos, como algum calcário, a
fim de aumentar a resistência das pelotas.
Uma vez obtidas as pelotas cruas, as mesmas são queimadas. No processo, as pelotas são inicialmente secadas, depois pré-aquecidas e finalmente queimadas. Quando se utiliza algum tipo de forno rotativo, que chega a atingir temperaturas de 1.350°C, não é necessário a adição de previa de combustível. 
Efeito redutor do carvão
O combustível usado no alto-forno é o carvão (coque ou carvão de madeira) cuja ação se faz sentir em três sentidos:
Fornecedor de calor para a combustão
Fornecedor de carbono para a redução do óxido de ferro
Indiretamente, fornecedor carbono como principal elemento de liga do ferro gusa
Usando a Hematita (Fe2O3) como minério principal, vejamos o efeito redutor do CO:
Fe2O3 + CO  2FeO + CO2 
O dióxido de carbono (CO2) reage com o coque para formar mais óxido de carbono (CO)
CO2 + C (Coque)  2CO
O qual realiza a redução final do FeO a ferro:
FeO + CO  Fe + CO2 
Fundente
A função do fundente é combinar-se com as impurezas (ganga) do minério e com as cinzas do carvão, formando as chamadas escórias. 
O principal tipo de fundente é o calcário, de fórmula CaCO3, o qual para seu emprego direto no alto-forno, deve apresentar a seguinte composição:
CaO .................. 48%
MgO ................. 10% máx
SiO2 .................. 5%
Al2O3 ................ 1,5% máx
P ....................... 0,05% máx
S ....................... 0,05% máx
Fe2O3 ................ Até 3%
No Brasil, jazidas de calcário são encontradas praticamente em todos os estados.
Carga e produtos resultantes do alto forno
O alto-forno ainda é o principal aparelho usado na metalurgia do ferro. Ressalta-se que a carga desce paulatinamente até chegar à parte inferior.
Fabricação do Aço
O ferro gusa é uma liga ferro-carbono em que o carbono e as impurezas normais (Si, Mn, P e S) se encontram em teores elevados. Transformar o ferro gusa em aço implica obter uma liga com teores menores de C, Si, Mn, P e S. Assim, a obtenção do aço se realiza mediante um processo de oxidação, reduzindo os teores de C, Si, Mn, P e S a teores desejados.
Esse processo oxidante pode ser feito de forma gasosa (com oxigênio ou ar) ou de forma sólida (com minérios na forma de óxidos).
De acordo com o agente oxidante, os processos de obtenção de aços podem ser classificados como:
Processo Pneumáticos: onde o agente oxidante é o ar ou o oxigênio
Processos Siemens-Martin, elétrico, duplex: onde os agentes oxidantes são substâncias sólidas contendo óxidos.
Seção esquemática transversal de um conversor Bessemer - usado normalmente no processo pneumático tradicional
Seção esquemática transversal e longitudinal de um forno Siemens - Martin
Processo de fundição Contínua
A fundição contínua permite a moldagem de aço líquido diretamente em formas estruturais. Dependendo do modelo, as seções do aço podem ser quadradas, retangulares ou ainda redondas. Aços carbono, aços liga, aços inoxidáveis e aços para ferramentas pode ser obtidos por fundição contínua.
Ligas Ferrosas
As ligas ferrosas podem ser em princípio, divididas em dois grupos:
Aços: Com teores de carbono até 2%.
Ferros Fundidos: Com teores de carbono acima de 2% e raramente superior a 4%.
Uma outra forma de classificar os aços é em função dos elementos de liga:
Aço-carbono: Liga ferro-carbono contendo geralmente de 0,008% até cerca de 2,11% de carbono, além de elementos residuais, resultantes do processo de fabricação, como o Mn, Si, P e S.
Aço-liga: Aço-carbono que contém outros elementos de liga ou apresenta os elementos residuais em teores acima dos são considerados normais.
Ferro fundido cinzento: Liga ferro-carbono-silício com teor de carbono acima de 2% e silício presente em teores de 1,2% a 3%. Estruturalmente apresenta lamelas (veios) de grafita, sendo essa a razão de que quando fraturado apresenta coloração escura.
Ligas Ferrosas – Cont.
Ferro fundido branco: Possui uma quantidade menor de carbono e silício do que a fundição cinzenta. No processo de obtenção do ferro fundido branco, ela é resfriada rapidamente, causando que o carbono permaneça combinado quimicamente com o ferro na forma de cementita, dando uma coloração clara quando fraturada. O ferro fundido brando é duro e frágil, tendo uma resistência ao desgaste excelente, razão pela qual é muito usada na fabricação de freios.
Ferro fundido maleável: Quando as peças de ferro fundido branco se tratam termicamente para separar o carbono na solução e formar agregados de grafito, o material resultante é chamado de ferro fundido maleável. Esse material apresenta uma alta ductilidade (aceita até 20% de elongação). Se utiliza muito em tubulações e componente de máquinas.
Designações de liga para alguns ferros fundidos comuns
Sistema de designação AISI/SAE para aços carbono
Microestruturas típicas do ferro
Metais não ferrosos
Os metais não ferrosos incluem elementos metálicos e ligas que não contém ferro. 
Embora os metais não ferrosos não podem igualar a resistência dos aços, algumas ligas não ferrosas têm características, como resistência à corrosão e relações resistência-peso, que os fazem competitivos com os aços em aplicações para esforços moderados e altos.
O Cobre é um elementos com uma baixa resistividade elétrica, razão pela qual é muito usado para condutores elétricos.
O Alumínio é um excelente condutor térmico, usando-se muito em trocadores de calor e utensílios de cozinha. Além disso, é um dos metais mais fáceis de formar.
O Zinco, apresenta um ponto de fusão relativamente baixo, sendo usado em operações de fundição que não precisam de uma alta resistência.
Alumínio e suas ligas
O Alumínio é um metal muito leve e por essa característica é usado frequentemente em aplicações de engenharia. Embora seja abundante na natureza, sua obtenção envolve algum grau de dificuldade e um custo alto.
Símbolo: Al
Número atômico: 13
Estrutura cristalina: FCC
Temperatura de Fusão: 660 °C (1220 °C)
Módulo de elasticidade: 69x103 MPa (10x106 lb/pol2)
Minério principal: Bauxita [ mistura impura de Al2O3 e Al(OH)3 ]
Elementos de liga: Cobre, Magnésio, Manganês, Silício, Zinco
Aplicações típicas: Latas, papel, condutores elétricos, panelas, frigideiras, partes de construção, aeroespacial, motores, e qualquer aplicação onde o peso leve seja importante.
Alumínio e suas ligas – Cont.
O principal minério de Alumínio é a Bauxita, formado principalmente de óxido de alumínio hidratado Al2O3 – H2O e outros óxidos. A obtenção de alumínio pode ser resumido em 3 passos:
Lavado e triturado do minério bauxita até obter um pó fino
Processo Bayer, mediante o qual a Bauxita se converte em alumina pura (Al2O3). O minério bauxita é misturado com soda caustica (NaOH) sob pressão, precipitando a Al2O3 puro.
Eletrólise para separar o Al da alumina e do gás oxigênio.
O alumínio tem alta condutividade elétrica e térmica, e sua resistência à corrosão é excelente devido à formação de uma dura e fina camada superficial de óxido. 
É um metal muito dúctil e fácil de dar forma. Embora em seu estado puro tenha pouca resistência, ele forma ligas as quais podem ser tratadas termicamente para competir com alguns aços, sobretudo, quando o peso é de grande importância.
Representação esquemática da obtenção de alumina a partir de bauxita, pelo processo Bayer
O Magnésio e suas ligas
O Magnésio é o mais leve dos metais estruturais. Seu peso específico é 1,74 g/cm3. É um metal relativamente mole e maleável, porém sua ductilidade é baixa, assim como sua resistência mecânica e sua tenacidade. 
Resiste à ação dos álcalis. Ele pode ser forjado, extrudado, laminado, fundido em areia, em molde permanente e sob pressão. Apresenta boa usinabilidade.
Peças de Magnésio ou ligas dele, podem ser obtidas por forja ou por fundição, porém, como as partículas de magnésio se oxidam rapidamente, deve-se ter cuidado para evitar riscos de incêndio.
A água de mar tem aproximadamente 0,13% de MgCl2, sendo essa a maior fonte de magnésio produzido comercialmente. Para extrair o magnésio, se mistura água de mar com hidróxido de cálcio [ Ca(OH)2 ]. A reação resultante precipita hidróxido de magnésio [ Mg(OH)2 ], tendo uma textura similar à lama. Depois ele é filtrado para aumentar a concentração do Mg(OH)2 .
Dados básicos do Magnésio
Símbolo: Mg
Numero atômico: 12
Estrutura cristalina (temperatura ambiente): HCP
Temperatura de fusão: 650 °C (1202 °F) 
Módulo de elasticidade: 7 x 106 lb/pol2	(48x103 Mpa)
Minério principal: MgCl2 na água de mar, por eletrólise
Elementos de liga: Alumínio, Tório, Zircônio, Manganês, Chumbo, Prata, Silício, Estanho, Zinco.
Aplicações típicas: Aeroespacial, projéteis, bicicletas, bagagens, e em outras aplicações onde se requer peso leve.
O Cobre e suas ligas
Os minérios de Cobre podem ser sulfetados ou óxidos, além do cobre nativo. Geralmente o teor de metal contido nos minérios é muito baixo, da ordem de 1% a 3%. Os mais importante são os sulfetados, entre eles a Calcopirita (CuFeS2). Além do cobre, nesses minérios podem ser encontrados enxofre, ferro, bismuto, zinco, arsênio, antimônio, selênio, entre outros elementos.
A primeira fase do processo de extração do cobre é a “concentração” do seu minério. Este é peneirado, britado, moído, e submetido a um processo de “flotação”, o qual consiste de adicionar água com produtos químicos que decantam as partículas “estéreis” na forma de lodo. Depois, mediante insuflação de ar, as partículas sólidas de cobre e de ferro são fixadas nas bolhas de ar geradas, formando uma espuma rica em cobre. Após isso, o material é novamente decantado e aspirado, obtendo-se por filtração um concentrado com teor de cobre entre 15% a 30%.
Esse concentrado de cobre é levado a um forno de reverbero junto com fundente, do qual é obtido um concentrado de cobre e ferro chamado de mate, contendo entre 35 a 50% de cobre metálico. Depois o mate é oxidado num conversor, sendo retirado depois o sulfeto de ferro presente no mate, obtendo-se um “mate branco”, o qual é oxidado obtendo-se o “cobre-blister”, contendo entre 98 e 99,5% de cobre.
Dados básicos do Cobre
Símbolo: Cu
Numero atômico: 29
Estrutura cristalina (temperatura ambiente): FCC
Temperatura de fusão: 1083 °C (1981 °F) 
Módulo de elasticidade: 16 x 106 lb/pol2	(110x 103 Mpa)
Minério principal: Calcopirita (CuFeS2)
Elementos de liga: Estanho (Bronze), Zinco (latão), alumínio, silício, Níquel, Berílio.
Aplicações típicas: Condutores e componentes elétricos, munição, panelas, trocadores de calor, molas.
O Níquel e suas ligas – Cont.
O Níquel (Ni) é um elemento similar ao Ferro em muitos aspectos. Ele é magnético e seu modulo de elasticidade é praticamente o mesmo para o Ferro e o aço. Difere do ferro em que é muito mais resistente à corrosão, e em geral, suas ligas são melhores a altas temperaturas, do que as de ferro. 
Suas características fazem que seja muito usado como elemento de liga no aço, para obter aço inoxidável, e como metal de folheado sobre outros materiais como o aço-carbono.
O minério mais importante do Níquel é a “pentlandita” [ (NiFe)9S8 ]. Para extrair o níquel 
O Níquel e suas ligas – Cont.
O principal minério de
Referências Bibliográficas
MIKELL P. GROOVER (1997). Fundamentals of Modern Manufacuring. Prentice Hall, USA.
JAMES F. SHACKELFORD (2013). Introdução à Ciência dos Materiais para Engenheiros. Pearson Education do Brasil, 6° edição, São Paulo, Brasil.
WILLIAM F. SMITH; JAVAD HASHEMI (2012). Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Materiais. Editora Bookman, 5° edição, Brasil.
VICENTE CHIAVERINI (1986). Tecnologia Mecânica, vol. 3. Editora Makron Books, 2° edição, SP, Brasil.