Trabalho ligas nao ferrosas Michele Marcelo

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QUESTÕES LIGAS NÃO FERROSAS
Marcelo Snovarski Fonseca
Michele Menezes Custódio
Questão 1 – resposta)
Os sistemas de ligas são classificados ou de acordo com o seu metal básico, ou de
acordo cora alguma característica que um grupo de ligas compartilha. Metais e sistemas
de ligas: ligas de cobre, alumínio, magnésio e titânio, os metais refratários, as superligas,
os metais nobres e ligas variadas, incluindo aquelas que possuem níquel, chumbo,
estanho, zircônio e zinco como metais básicos.
Questão 2 – resposta)
As ligas leves são de: alumínio, magnésio e titânio.
• O alumínio e suas ligas são caracterizados por uma densidade baixa (2,7 g/cm³
comparado à densidade do aço que é de 7,9 g/cm³), condutividades elétrica e
térmica elevadas, resistência à corrosão e elevadas ductilidades. A principal
limitação está na baixa temperatura de fusão (660ºC – restringindo a temperatura
máxima em que o Al pode ser utilizado).
• A característica excepcional do magnésio é sua densidade (1,7 g/cm³), que é a
mais baixa dentre todos os metais estruturais. Em temperatura ambiente o
magnésio e suas ligas são difíceis de serem deformados, por isso a maior parte da
fabricação se dá por fundição ou por deformação a quente. O magnésio possui
baixo ponto de fusão (651ºC). As ligas de magnésio são instáveis e suscetíveis à
corrosão em ambientes marinhos, mas em ambiente atmosférico normal a sua
resistência à corrosão ou à oxidação é boa.
• O titânio tem densidade relativamente baixa (4,5 g/cm³) e elevado ponto de fusão
(1668ºC). As ligas de titânio são extremamente resistentes, muito dúcteis e
facilmente usinadas e forjadas, possuem resistência à corrosão em temperaturas
normais, imunes aos ambientes marinho e industriais. A principal limitação do
titânio está na sua reatividade química com outros materiais a temperaturas
elevadas, exigindo técnicas para beneficiamento e por isso são ligas caras.
Questão 3 – resposta)
• Ligas de cobre - Suas principais características são as elevadas condutividades
elétrica e térmica, boa resistência à corrosão e facilidade de fabricação, aliadas a
elevadas resistências mecânica e à fadiga. Sua densidade é de 8,94 g/cm³, um
pouco acima da do aço, e sua temperatura de fusão é de 1083 ºC. Aplicações mais
comuns: bijuterias, setor automobilístico, moedas, objetos decorativos, construção
naval, etc.
• Ligas de estanho – As ligas mais comuns são bronze (Sn e Cu), solda (Sn e Pb) e
metal patente (Sn, Pb e Sb). A solda é uma liga particularmente interessante na
elétrica e eletrônica, usada para união e remendo de metais. As soldas são
comumente classificadas como macias ou duras, dependendo dos seus pontos de
fusão e resistência mecânica.
• Ligas de zinco: As ligas de zinco são usadas industrialmente, principalmente para
fundição sob pressão e são comercialmente chamadas Zamac. São ligas de zinco
com alumínio, magnésio e cobre. De todas as ligas não-ferrosas para a fundição
sob pressão, as ligas de zinco são as que possuem maior campo de utilização,
devido às suas particulares propriedades físicas, mecânicas e de fundição,
associadas a uma capacidade de poderem ser facilmente revestidas por
eletrodeposição (cobreação, niquelação e cromação). Os seus baixos pontos de
fusão (aproximadamente 385ºC) conferem ao molde permanente longa vida,
permitindo a produção de grandes séries de peças fundidas. A grande fluidez
dessas ligas facilita a obtenção de peças de formato complexo e de paredes finas.
Podem ser usadas também para a fundição por gravidade em moldes permanentes
ou em fundição centrifugada. São metais de fácil usinagem.
Questão 4 – resposta)
O bronze é uma liga metálica formada em maior porcentagem por cobre e em
menor porcentagem por estanho. O estanho tem a característica de aumentar a
resistência mecânica e a dureza do cobre sem alterar a sua ductilidade.
Questão 5 – resposta)
No sentido de sistematizar os dados existentes sobre o cobre e suas ligas, o
Conselho Internacional pra o Desenvolvimento das Aplicações do Cobre confiou ao
Copper Data Sheets Committee” ( Comitê de Tabelas Informativas sobre o Cobre) a tarefa
de selecionar as ligas mais importantes e classificá-las, resultando os seguintes grupos
principais:
Exemplos:
Liga cobre e zinco: moedas, ferragens, diversos componentes estampados e
conformados, etc.
Liga cobre e estanho: tubos flexíveis, varetas de soldagem, válvulas, engrenagens
etc.
Liga cobre e alumínio: peças para embarcações, trocadores de calor,
evaporadores, etc.
Liga cobre e níquel: Cuproníquel – moedas, armações de lentes, etc. Alpacas –
chaves, decoração, equipamentos de telecomunicações, etc.
Questão 6 – resposta)
Ligas para mancais são ligas de estanho, contendo antimônio, cobre e chumbo.
Comparadas com outros materiais para mancais, essas ligas apresentam resistência à
fadiga relativamente baixa, de modo que são mais recomendadas para condições de
baixa carga, entretanto, sua resistência à corrosão é bem maior que a das ligas à base de
chumbo.
Questão 7 – resposta)
• Homogeneização: o objetivo é eliminar ou diminuir a segregação dos lingotes que
devem ser trabalhados a frio ou a quente. Consiste no aquecimento a uma
temperatura cerca de 90°C acima da máxima temperatura de recozimento, durante
tempo prolongado.
• Recozimento: aplicado nas ligas trabalhadas a frio para promover a sua
recristalização. Dependendo das ligas, as temperaturas variam de 260 a 650°C
para o o metal cobre e de 425 a 815°C para as ligas. Quanto maior o encruamento
prévio, menor a temperatura de recristalização ou recozimento.
• Alivio de tensões: consiste em aquecer por uma hora a temperaturas que variam
de 190 a 260°C, conforme a liga.
• Solubilização e endurecimento por precipitação: consiste em solubilizar pelo
aquecimento, durante 1 a 3 horas, entre 775 a 1035°C, conforme o tipo de liga,
seguindo-se a precipitação, entre 2 a 5 horas, a temperaturas variando de 300 a
510°C. As ligas são primeiro solubilizadas e depois conformadas a frio, a seguir
são endurecidas por precipitação.
Questão 8 – resposta)
• Ponto de fusão 660°C;
• Sistema cristalino CFC;
• Baixa densidade (1/3 do aço);
• Elevada condutividade térmica e elétrica;
• Baixo limite de elasticidade;
• Baixa resistência à fadiga;
• Fácil usinabilidade, fundição, soldagem;
• Resistência à corrosão.
Aplicações: embalagens, cabos, fios, carros, aeronaves, etc.
Questão 9 – resposta)
A obtenção do alumínio ocorre através da bauxita. Este mineral é extraído da
natureza e através dele se obtém a Alumina. Após, a alumina precisa passar por uma
purificação e é então dissolvida em soda cáustica e logo após passa por uma filtração.
Um pó branco de alumina pura é obtido e enviado à Redução. Esta última etapa permite a
obtenção de alumínio através de eletrólise.
Questão 10 – resposta)
Em geral, as ligas de alumínio são classificadas ou como fundidas ou como
forjadas. As ligas forjadas ainda podem ser subdivididas em ligas tratáveis termicamente e
ligas encruáveis.
Questão 11 – resposta)
• Alívio de tensões: temperatura: 130-150°C; Tempo depende da espessura da peça.
• Recozimento e homogeneização: temperatura: 300-400°C; Recristalização para
ligas laminadas, extrudadas; Homogeneização para peças fundidas.
• Solubilização: Dissolve as fases microscópicas; Temperatura depende da liga.
• Precipitação ou envelhecimento: Consiste na precipitação de outra fase, na forma
de partículas extremamente pequenas e uniformemente distribuídas. Esta nova
fase enrijece a liga. Após o envelhecimento o material terá adquirido máxima
dureza e resistência.
Questão 12 – resposta)
Superliga ou liga de alto desempenho é umaliga metálica que apresenta elevada
resistência mecânica e resistência a altas temperaturas, e resistência à corrosão e
oxidação. O elemento base é geralmente níquel, cobalto ou ferro-níquel.
Em geral as propriedades das ligas de cobalto são superiores às das ligas de
níquel, que por sua vez são superiores às das ligas de ferro, porém o custo de aquisição
dessas ligas decresce de modo análogo, ou seja, as superligas de cobalto são as mais
caras. A principal diferença entre as ligas de cobalto e as ligas de níquel reside no fato de
que as ligas à base de cobalto resistem melhor à ação corrosiva de alguns compostos de
enxofre e outras substâncias muito agressivas, que podem estar presentes em gases de
exaustão de certas máquinas térmicas.
Aplicações: indústria aeroespacial, turbinas, válvulas de motor, etc.
Questão 13 – resposta)
As ligas de titânio são extremamente resistentes, possuem baixa densidade,
resistência à tração, boa resistência à corrosão, são muito dúcteis e facilmente forjadas e
usinadas. A principal limitação do titânio está na sua reatividade química com outros
materiais a temperaturas elevadas. Essa propriedade exigiu o desenvolvimento de
técnicas não-convencionais de beneficiamento, fusão e fundição; consequentemente, as
ligas de titânio são bastante caras. Essas ligas são normalmente utilizadas nas estruturas
de aeronaves, uso em componentes de turbinas, em veículos espaciais e nas indústrias
do petróleo e química.