materiai metalicos

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Materiais Metálicos
Prof. José C. K. de Verney
ULBRA
Fabricação de metais e ligas
[C
a
lli
st
e
r,
 1
9
9
7
: 
3
4
4
]
Metais/
ligas
Fundição Forma
final
Forma
semifinal
Confor-
mação*
Forma
final
*Forjamento, laminação, extrusão, trefilação
MATERIAIS METÁLICOS
FERROSOS NÃO FERROSOS
Ligas Fe-C
Ferros fundidos
Aços
•Sem liga
•Baixa liga
•HSLA
•Ligados
Outras Fe Fe-Ni
Fe-Cr
(-Ni)
•Ferríticos
•Austeníticos
•Martensíticos
•Dúplex
•PH
Fe-C-Mn
Ligas leves
Ligas Al
Ligas Mg
Ligas Be
Ligas Ti
Ligas Cu
Bronzes
Cu-Ni
Latões
Ligas Ni
Ligas Tm!
Ligas Tm"
(INOX)
(HADFIELD)
(MARAGING)
(REFRATÁRIOS)
Operações de Conformação
Forjamento Laminação
Extrusão Trefilação
BilletPistão
Matriz
Tarugo
Matriz
Matriz
Matriz
Solidificação de metais e ligas
• Nucleação
– Formação de núcleos estáveis no fundido
• Crescimento
– Transformação de núcleos em cristais
– Formação de uma estrutura de grãos
[S
m
it
h
, 
1
9
9
6
: 
1
2
1
]
Solidificação de metais e ligas
[S
m
it
h
, 
1
9
9
6
: 
1
2
1
]
Núcleos
Líquido
Líquido
Cristais que
formarão grãos
Grãos
Contornos
de grão
Estruturas de grão
[S
m
it
h
, 
1
9
9
6
: 
1
2
9
]
Alto Forno
Zona de
combustão –
1650 C
Zona de fusão –
1200 C
Zona de redução –
200 a 500 C
Ferro
gusa
Escória
Carvão Mineral
• O RS possui 88% das reservas do país, são estimadas
em 28 bilhões de ton, extração anual de 3,4 milhões de
ton.(400 anos);
• Uso energético (10,4% no RS, no mundo 40%);
• Potencial energético:
– Candiota: 3.300 kcal/kg – 53% cinza, deve ser queimado no
local
– Europeu: 8.000 kcal/kg – 6% cinza
• Ambiental: particulados SiO2, gases de SOx, N2, CO2.
Tratamento secundário - refino
Tratamento de escória
METAIS e LIGAS METÁLICAS
a) Estruturais
Aços: carbono, baixa liga, ferramenta, inox
Ferros Fundidos: cinzento, nodular, branco, ligado
Alumínio: 1xxx, 2xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx, fundidos
Cobre: puro, latões (CuZn), bronzes (CuSn, CuAl,
CuBe)
Níquel: superligas, NiCu, NiCr, NiFe
Titânio: Ti-6Al-4Va, comercialmente puro
Magnésio: fundidos e extrudados; baixa densidade
Zinco: fundidos, complexos, de baixa resistência
METAIS e LIGAS METÁLICAS
c) Revestimento ou aplicações especiais:
Sn, Zn, Cd: revestimento anti-corrosivo para aço
Cr: resistência ao desgaste (Cr duro), acabamento (Cu+Ni+Cr)
Ni: superligas p/ alta temperatura, revestimento anti-corrosivo,
resistências elétricas, Invar, selos para vácuo
Ti: resistência à corrosão, !esc/" alto
Cu: condutores elétricos e térmicos, resistência à corrosão
Al, Mg: " baixo, anodização do Al para corrosão
Au, Pt, Ag: metais nobres, Au não oxida, Ag lubrificante
Mo, W: metais refratários (requerem atmosfera inerte), W é muito 
denso, liga TZM (0,5%Ti-0,07%Zr) resistência a altas 
temperaturas (700MPa a 1000ºC) - melhor que qualquer inox ou liga de Ni; p/
aplicações estruturais
Ta: revestimentos p/ indústria química, caro (+$300/kg)
LIGAS FERRO-CARBONO
AÇOS FERROS FUNDIDOS
Sem liga ou
Aço-carbono
0<%C<2 2<%C<4
Se não contiver
nenhum elemento de
liga em quantidade
superior aos mínimos
indicados
Aço ligado
Se nenhum elemento
de liga atingir um
teor de 5%
Aço de
baixa liga
Aço de
alta liga
Se pelo menos um el.
de liga ultrapassar um
teor de 5%
Teores máximos de alguns
elementos nos aços sem liga:
• Al – 0,10%
• Bi – 0,10
• B – 0,0008
• Cr – 0,30
• Co – 0,10
• Cu – 0,05
• Mn – 1,65
• Mo – 0,08
• Ni – 0,30
• Nb – 0,06
• Pb – 0,40
• Se – 0,10
• Si – 0,50
• Ti – 0,05
• W – 0,01
• V – 0,10
•Aços de construção
•Aços-ferramenta
• Aços rápidos
• Aços trabalho quente
• Aços trabalho a frio
• Aços resist ao choque
•Aços especiais
• Resist. à corrosão
• Resistentes a altas
temperaturas
• Aços para molas, etc
•Alto teor em C
(%C>0,7)
Independentemente de ser ou não ligado, um aço pode ser
classificado segundo vários critérios:
Valor da tensão
limite de
elasticidade:
•Aços comuns
!<600MPa
•Aços de alta
resistência
600<!<1100MPa
•Aços de muito alta
resistência 
1100<!<1800MPa
•Aços de ultra alta
resistência
 !>1800MPa
Resistência mecânica Teor em C Utilização
•Hipoeutetóides
(%C<0,8)
•Baixo teor em C
(%C<0,3)
•Médio teor em C
(0,3<%C<0,7)
•Eutetóides
(%C = 0,8)
•Hipereutetóides
(%C>0,8)
AÇOS AO CARBONO E
DE BAIXA LIGA
• Propriedades dependem
do trat. térmico e % de
deformação plástica
• Elevada tenacidade
• Podem atingir elevada
resistência e dureza
• Material por excelência
para construção
mecânica
AÇOS AO CARBONO
•Grande ductilidade
•Bons para extenso
trabalho mecânico e para
soldagem
•Construção de pontes,
edifícios, navios,
caldeiras, e peças de
grandes dimensões em
geral
•Não temperáveis
Baixo Carbono
(%C<0,3)
Médio Carbono
(0,3<%C<0,7)
Alto Carbono
(%C>0,7)
•Temperados e revenidos
atingem boa tenacidade
e resistência
•Usados em eixos,
engrenagens, bielas,
trilhos, etc
•Elevadas dureza e
resistência depois de
têmpera
•Pequenas ferramentas
de baixo custo
•Componentes agrícolas
sujeitos a desgaste
•Molas, engrenagens,
cames e excêntricos
Os aços ao carbono podem ainda ser obtidos no estado de
“laminado a frio” (cold finished) ou de “laminado a quente”
(hot finished), este último para %C<0,25.
SAE AISI Carbono, % Elementos de liga, % 
10XX C10XX 0,08-0,94 - 
11XX C11XX 0,08-0,49 - 
1320 A1320 0,18-0,23 1,6-1,9Mn 
15XX 0,15-0,76 
23XX A23XX 0,15-0,48 3,25-3,75Ni 
25XX 25XX 0,09-0,20 4,75-5,25Ni 
31XX 31XX e 
A31XX 
0,13-0,53 1,10-1,40Ni + 0,55-0,90Cr 
32XX A32XX 0,10-0,55 1,5-2,0Ni + 0,90-1,25Cr 
33XX E33XX 0,08-0,45 3,25-3,75Ni + 1,40-1,75Cr 
34XX 0,10-0,55 2,75-3,25Ni + 0,60-0,95Cr 
40XX 40XX 0,09-0,70 0,15-0,30Mo 
41XX A41XX 0,17-0,28 0,40-0,60Cr + 0,20-0,30Mo 
43XX 43XX 0,15-0,40 1,65-2,0Ni + 0,4-0,9Cr + 0,2-0,3Mo 
46XX 46XX 0,06-0,43 1,40-2,0Ni +0,15-0,30Mo 
4812 4817 0,10-0,15 3,25-3,75Ni + 0,2-0,3Mo 
50XX 50XX 0,12-0,48 0,30-0,75Cr 
51XX 51XX 0,42-0,55 0,60-1,20Cr 
61XX 61XX 0,10-1,05 0,7-1,1Cr + 0,1-0,15V 
86XX 86XX 0,30-0,50 0,40-0,70Ni + 0,40-0,80Cr + 0,15-0,25Mo 
87XX 87XX 0,13-0,53 0,40-0,70Ni + 0,40-0,60Cr + 0,20-0,30Mo 
92XX 92XX 0,45-0,65 1,8-2,2Si + 0,10-0,40Cr 
93XX E93XX 0,13-0,20 3,00-3,50Ni + 1,00-1,40Cr + 0,08-0,15Mo 
94XX 94XX 0,35-0,50 0,30-0,60Ni + 0,30-0,50Cr + 0,08-0,15Mo 
97XX 97XX 0,45-0,67 0,40-0,70Ni + 0,10-0,25Cr + 0,15-0,25Mo 
98XX 98XX 0,38-0,53 0,85-1,15Ni + 0,70-0,90Cr + 0,20-0,30Mo 
 
Aço silício
EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS
Juntam-se elementos de liga ao aço para obter propriedades e
características particulares que não são possíveis de outra forma:
•Melhoria de propriedades mecânicas
•Melhoria da temperabilidade
•Maior usinabilidade, resistência ao desgaste, à fadiga, etc.
•Melhoria de resistência à corrosão e oxidação
•Melhoria de propriedades mecânicas a baixas e/ou altas
temperaturas
AÇOS INOXIDÁVEIS (Fe-Cr-(Ni))
•Ligas à base de Fe, com um
mínimo de 11%Cr em solução
para prevenirem a corrosão
•O carbono está presente em
teores reduzidos (0,03%
ferríticos até 1% martensíticos)
•Grande resistência à corrosão
e elevada resistência mecânica
•Podem apresentar estrutura
ferrítica, austenítica,
martensitica, ou mista,
consoante as % de elementos
de liga e/ou trat. térmico
TIPOS BÁSICOS DE AÇOS INOX
FERRÍTICOS AUSTENÍTICOS MARTENSÍTICOS
0,2%C
1,0%C
•11#%Cr#20, %C#0,3
•Não podem ser tratados
termicamente
•17#%Cr#25 ; 6#%Ni#20
•Estrutura austeníticaà
temp. ambiente
•Não podem ser tratados
termicamente
•Mais resistente corrosão
•12#%Cr#18;0,1#%C#1,2
•Quando temperados
atingem elevados níveis de
dureza e resistência
A
P
LI
C
A
Ç
Õ
E
S
T
IP
O
S
APLICAÇÕES
FERRÍTICOS AUSTENÍTICOSMARTENSÍTICOS
•Componentes
estruturais
•Instrumentos de
corte
•Ferramentas
•Resistência
química
•Tanques
•Tubulação
PH
•Corrosão
atmosférica
•Decoração
•Componentes
estruturais
•Molas
• 405
• 409
• 430
• 430F
• 446
• 403
• 410
• 414
• 416
• 420
• 431
• 440A
• 440B
• 440C
•201
•202
•301
•302
•303
•304
•305
•308
•309
• 17-4
• 15-5
• 13-8
• 17-7
• 15-7 Mo
•310
•314
•316
•317
•321
•347
•304L
•316L
Inox
Aplicação Automotiva
Arquitetura
Acessórios
FERROS FUNDIDOS
#O processo (molde de areia, centrífuga, sob pressão, shell
molding, cera perdida) afeta o projeto e a qualidade do
produto final;
#Comparar custos com peças soldadas;
#O metal mais puro solidifica primeiro, há retração,
segregação e formação de grãos dendríticos;
#Deve-se evitar estruturas colunares, segregação, vazios e
inclusões, limitando os gradientes de temperatura, usando
ligas próprias para fundição, seções de espessura uniforme
e raios generosos.
Aplicações Ferro Fundido
Panelas Conexões
Fogão Tubos
Estufa Tampas/grelhas
FERROS
FUNDIDOS
• Usados em geral para:
• Resistência ao
desgaste
• Isolamento de
vibrações
• Componentes de
grandes dimensões
• Peças de geometria complicada
FERROS FUNDIDOS – CARACTERÍSTICAS GERAIS
•Baixo ponto de fusão (em
relação aos aços)
•Elevada dureza e resistência ao
desgaste
•Boa resistência à corrosão
•Versatilidade de propriedades e
aplicações
•Grande fragilidade, logo, baixa
ductilidade
•Deformação plástica impossível
à temperatura ambiente
•Difíceis de usinar
•Soldagem muito limitada
•Domínio elástico não-linear
POSITIVAS NEGATIVAS
Ligas ternárias de Ferro, Carbono (2 a 4%) e Silício (1 a 3%)
FERROS FUNDIDOS – TIPOS BÁSICOS
FF CINZENTO
(Gray iron)
FF NODULAR
(Ductile iron)
FF BRANCO
(White iron)
FF MALEÁVEL
(Malleable iron)
Existe sobreposição de
composição química, pelo
que só se distinguem
através do processamento!
A – Ferrite
P – Perlite
Gf – Grafite em flocos
Gn – Grafite nodular
Gr – Grafite em rosetas 
Tipos básicos de
ferros fundidos,
consoante a sua
composição,
microestrutura e
processamento
FERRO FUNDIDO CINZENTO
PROPRIEDADES
• Elevada fluidez=>peças complicadas
• Boa usinabilidade (flocos)
• Grande resist. ao desgaste (grafita)
• Excelente amortecedor de vibrações
• Bom à comp., mau à tração (frágil)
• Razoável resistência à corrosão
• Soldagem difícil
• Baixo custo (mais barato)
APLICAÇÕES
• Ferro fundido mais usado (75%)
• Fundição mecânica em geral
• Blocos de motores
• Engrenagens de grandes dimensões
• Máquinas agrícolas
• Carcaças e suportes de máquinas
• Tubos e conexões
FERRO FUNDIDO NODULAR (ou dúctil, ou esferoidal)
PROPRIEDADES
• Alta resistência, tenacidade e
ductilidade
• Excelente usinabilidade
• Possibilidade de deformação a
quente
• Grande resistência ao desgaste
• Fluidez boa
• Soldabilidade melhorada
• Baixo custo (superior ao ff cinzento)
APLICAÇÕES
• Desenvolvimento iniciado em 1948
• Engrenagens e pinhões
• Cames
• Juntas universais
• Máquinas de trabalho pesado
• Válvulas
• Orgãos sujeitos a desgaste e
impacto em geral
FERRO FUNDIDO BRANCO
PROPRIEDADES
• Grande resistência à compressão e
ao desgaste (cementita)
• Extremamente frágil
• Não pode ser usinado
• Soldagem virtualmente impossível
• Baixo custo
APLICAÇÕES
• Principal aplicação é a produção de
ferro fundido maleável
• Peças sujeitas a elevada
compressão e atrito
• Esferas de moinhos e rolos de
laminadores
• Elevada taxa de resfriamento limita o
tamanho das peças
FERRO FUNDIDO MALEÁVEL
NOMENCLATURA
• Faz-se pela ASTM A47, com 5
dígitos, correspondentes à tensão de
escoamento e tensão de ruptura em
tração
• Exemplo: ASTM A47 Classe 32510
(ferro fundido maleável com tensão de
escoamento mínima em tração de
32,5ksi e tensão de ruptura de 10%)
• Exemplo: ASTM A47 Classe 35018
(idem de 35,0ksi e tensão de ruptura
de 18%)
LIGAS NÃO FERROSAS
NÃO FERROSOS
Ligas leves
Ligas Al Ligas Mg
Ligas BeLigas Ti
Ligas Cu
Bronzes
Cu-NiLatões
Ligas para
altas
temperaturas.
Ligas baixo
ponto de fusão
Ligas
Refratárias
Ni
Pb, Sn, Zn Mo, Ta, W, Nb
LIGAS METÁLICAS
NÃO FERROSAS
• Usadas em geral para:
• Resistência à corrosão
• Resistência ao desgaste
• Condutividade elétrica
• Peso reduzido (algumas)
• Resistência a altas
temperaturas (outras)
• Boas resistência e
rigidez específicas
LIGAS DE COBRE
GENERALIDADES
• Dos primeiros metais usados
• 3-4 vezes mais caro que o Al e 6-7
vezes mais caro que o aço-carbono
• Forma ligas c/ Sn, Zn, Al, Be, Ni, Si
• Existem 3 grupos básicos de ligas
•Latões: ligas Cu-Zn (existem
ainda os latões de chumbo, Cu-
Zn-Pb, de estanho, Cu-Zn-Sn...
•Bronzes: ligas Cu-Sn (existem
ainda os bronzes de alumínio, Cu-
Al, de silício, Cu-Si, de berílio, Cu-
Be)
•Cuproníqueis: ligas de Cu-Ni
PROPRIEDADES
• Excelente condutibilidade elétrica
• Elevada condutibilidade térmica
• Elevada resistência à corrosão
• Algumas ligas podem atingir
resistência elevada
• Resist específica inferior ao aço e Al
• Resist/custo inferior ao aço e Al
TRATAMENTOS
• Todas as ligas podem sofrer
encruamento
• Algumas ligas podem ser tratadas
por envelhecimento
APLICAÇÕES
• 70-80% de uso no estado puro
• Coloração boa para arquitetura,
decoração e joalharia
• A boa resistência à corrosão leva a
aplicações na indústria naval
• Tem as mais variadas aplicações em
todo o tipo de indústria.
NíQUEL E SUAS LIGAS
GENERALIDADES
• Metal branco prateado
• Adicionado em ligas ferrosas e não-
ferrosas com mesmo objetivo
• Ponto de fusão: 1453°C
• Densidade (20º C): 8,9 g/cm3
PROPRIEDADES
• Confere resistência mecânica em
altas temperaturas
• Condutividade elétrica e térmica
• Excelentes propriedades magnéticas
• Boa resistência à corrosão
• Boa resistência à oxidação
TRATAMENTOS
• Endurecimento por solução sólida
por: Co, Fe, Cr, Mo, W, V, Ti e Al ($
1 a 13% da #)
• Formadores de carbonetos em ligas
de níquel: W, Ta, Ti, Mo, Nb, Cr
• Endurecimento por precipitação: fase
%´ (Ni3(Al, Ti)
APLICAÇÕES
LIGAS DE BAIXO PONTO DE FUSÃO
GENERALIDADES
•Definidos como os materiais com temperatura de fusão
abaixo de 800ºC
•Não são sensíveis ao trabalho a frio, não
apresentando, por isso, encruamento SIGNIFICATIVO
por deformação plástica
•Apresentam fluência à temperatura ambiente, não
sendo por isso usados em aplicações estruturais
•São particularmente indicados para a obtenção de
peças fundidas devido à sua elevada fluidez e ao seu
baixo ponto de fusão
ZINCO CHUMBOESTANHO
ZINCO - Zn
•Forma ligas com Al, Cu e Pb
•Muito usado em fundição de peças pelo
baixo ponto de fusão e elevada fluidez
•A produção divide-se em:
• Revestimentos – 40%
• Fundição peças – 26%
• Elemento de liga em latões – 18%
• Zinco laminado – 12%
• Outros – 4% (tintas anti-corrosivas,
ânodos consumíveis, etc)
CHUMBO - Pb
•Um dos metais mais pesados
•Substitui Sn em mancais
•Fundição de símbolos tipográficos
•Proteção contra raios % e raios x
• Isolamento de som e vibrações
•Baterias de acumuladores
ESTANHO - Sn
•Sn “puro” só é usado em revestimentos
•Sensível ao trabalho a frio mas amacia
com o tempo
•Forma ligas com Sb e Cu usadas em
mancais de escorregamento
•40% da produção vai para revestimentos
anti-corrosivos de aço ecobre
•Usado em brasagem
Aplicações de Zinco e ligas de zinco
Materiais galvanizados mais importantes
#Torres de transmissão
#Postes e padrões elétricos
#Acessórios diversos para transmissão elétrica
Fonte: Fogal – Galvanização a fogo Fonte: Fogal – Galvanização a fogo
# Chapas de aço para automóveis, geladeiras, fogões e freezers;
Fonte:Rautaruukki - Finlândia
Fonte: Rautaruukki - Finlândia
Fonte: IZA – International Zinc Association
Fonte: CSN
#Proteções para estradas, chamadas de "guard rails", cercas, sinalizações e parafusos 
Fonte: Mangels – Galvanização a fogo
Fonte: Mangels – Galvanização a fogo
#Arames lisos e farpados;
Fonte: Belgo Mineira Bekaert
Fonte: Belgo Mineira Bekaert
#Grampos de cercas e pregos em geral;
#Telas e telhas;
Fonte: Belgo Mineira Bekaert
Fonte: Morlan
Fonte: Morlan
#Tubos e conexões de todos os tamanhos;
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
Fonte: Fogal – Galvanização a Fogo
1.2 - LIGAS DE ZINCO PARA FUNDIÇÃO
 a) Injeção de peças sob pressão (Zamac 3 e 5)
 b) Fundição de peças centrifugadas (Zamac 8)
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Fonte: DeZign - A design guide for die casting - IZA
Recobrimentos Anódicos e Catódicos
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
Desengraxe
Lavagem
Decapagem
Lavagem
Fluxagem
Secagem
Imersão a quente
Resfriamento
 Fluxograma de um Processo de Galvanização a Fogo
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
Fonte: Seminário de Galvanização a Fogo - BBosch
GALVANIZAÇÃO - ESPESSURA MÍNIMA ESPECIFICADA EM MICRA
Fonte: ICZ - Manual de Galvanização
LIGAS DE METAIS REFRATÁRIOS
GENERALIDADES
•Definidos como os materiais com
temperatura de fusão acima de 1800ºC
• Tungstênio - W
• Molibdênio - Mo
• Tântalo - Ta
• Nióbio - Nb
• Zircônio, Cromo e Vanádio (são usados
como refratários)
• Háfnio e Rênio (muito raros)
•Todos possuem elevadas densidades
•Exibem fraca resistência à corrosão a
temperaturas elevadas
•Têm fraca ductilidade à temperatura
ambiente
TÂNTALO
•Menos abundante dos 4 refratários
•Alguma ductilidade à temp. ambiente
•Baixa resistência
•Bom condutor térmico
•Boa resistência à corrosão à temperatura
ambiente - semelhante aos vidros
•Usado em :
• Material cirúrgico (corrosão)
• Trocadores de calor
• Processamento químico
TUNGSTÊNIO
•Metal estrutural com maior temperatura de
fusão, maior densidade e maior dureza
•Elevado módulo de elasticidade (406GPa)
•Bom condutor elétrico
•2/3 da produção vai para WC e apenas
15% é usado na forma pura
•Usado em :
• Filamentos de lâmpadas
• Contactos elétricos
• Eletrodos não consumíveis
• Proteção contra radiações
• Contrapesos, volantes de inércia, etc
MOLIBDÊNIO
•Módulo de elasticidade elevado (317GPa)
•90% da produção de Mo vai para elemento
de liga em aços
•Boa resistência ao choque térmico
•Elevada condutibilidade térmica
•Liga TZM (0,5Ti-0,07Zr) possui resistência
a altas temperaturas (700MPa a 1000ºC) -
melhor que qualquer inox ou liga de Ni
•Usado em :
• Dispositivos eletrônicos de comando
em aviação
• Escudos de radiação
• Moldes para processamento de vidro
• Matrizes de forjamento e extrusão
NIÓBIO
•Características semelhantes ao Ta
•Baixo módulo de elasticidade
•Elevada resistência a metais líquidos
•Baixa absorção de nêutrons
•Usado fundamentalmente na indústria
nuclear e aeroespacial
LIGAS DE ALUMÍNIO
GENERALIDADES
• O alumínio é o metal mais
abundante na crosta terrestre
• O seu processamento é caro, tendo
restringido a sua aplicação até
meados do século, mas é um dos
materiais mais usados atualmente
• Forma ligas com Mn, Cu, Mg, Si, Fe,
Ni, Li, etc
• Algumas ligas possuem resistência
mecânica superior aos aços
estruturais
PROPRIEDADES
• Baixa densidade (1/3 do aço)
• Boa condut. térmica e elétrica
• Elevada resistência específica
• Grande ductilidade
• Fácil usinação, fundição, soldagem e
processamento em geral
• Boa resist. à corrosão
• Custo moderado
TRATAMENTOS
• Recozimentos
• Endurecimento por precipitação e
envelhecimento, apenas em algumas
ligas
• Endurecimento por deformação
plástica a frio (encruamento)
APLICAÇÕES
• Construção civil e arquitetura
• Embalagens
• Aeronáutica e aeroespacial
• Indústrias automóvel, ferroviária e
naval
• Condutores elétricos alta voltagem
• Utensílios de cozinha
• Ferramentas portáteis
Espumas de alumínio
Espumas de alumínio
69
APLICAÇÕES DO ALUMÍNIO
Peças produzidas por metalurgia do pó
TTUUBBOOSS LLAAMMIINNAADDOOSS ((FFLLEEXXÍÍVVEELL)):: UUMMAA NNOOVVAA SSOOLLUUÇÇÃÃOO
PPAARRAA OO MMEERRCCAADDOO DDEE EEMMBBAALLAAGGEENNSS DDEE CCRREEMMEE
DDEENNTTAALL
Composição ! é composto por múltiplas camadas, sendo a
do meio uma folha de alumínio revestida por lâminas
plásticas.
Principais vantagens:
" Maior flexibilidade (a embalagem fica sempre em forma)
" Maior preservação das propriedades do creme
" Maior resistência em função das múltiplas camadas
" Melhor apresentação devido ao seu perfeito
acabamento e impermeabilidade.
OO UUSSOO DDOO AALLUUMMÍÍNNIIOO EEMM SSIISSTTEEMMAASS EELLÉÉTTRRIICCOOSS
Principais vantagens:
! Alumínio apresenta boa condutividade
elétrica associada ao baixo peso específico
RROODDAA DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO:: BBEELLEEZZAA EE MMAAIIOORR DDUURRAABBIILLIIDDAADDEE
PPIISSTTÕÕEESS DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO:: AALLTTAASS RREESSIISSTTÊÊNNCCIIAA ÀÀ FFAADDIIGGAA
EESSCCAADDAA DDEE AALLUUMMÍÍNNIIOO
Principais vantagens: 
! Leve 
! Resistente 
! Durável 
! Beleza 
 
BBAASSEE DDEE LLÂÂMMPPAADDAASS:: LLIIGGAA 33000044--OO
Principais vantagens:
! Menor custo em relação ao Cobre e Latão
! Excelente resistência mecânica e à corrosão
! Facilidade de Conformar (fácil de estampar)
! Boa condutividade elétrica
DDIISSSSIIPPAADDOORR DDEE CCAALLOORR PPAARRAA EEQQUUIIPPAAMMEENNTTOOSS
EELLEETTRROOEELLEETTRRÔÔNNIICCOOSS:: LLIIGGAA 66006633--TT55
Principais vantagens:
! Através do processo de extrusão foi possível obter um material final melhor
e mais homogêneo em relação ao ferro e ao cobre.
! O Alumínio apresenta boa condutividade térmica
! Baixo peso específico necessário para reduzir peso
Menor custo
ÂÂNNOODDOO DDEE SSAACCRRIIFFÍÍCCIIOO PPAARRAA PPRROOTTEEÇÇÃÃOO CCAATTÓÓDDIICCAA DDEE
CCAASSCCOOSS DDEE EEMMBBAARRCCAAÇÇÕÕEESS,, PPLLAATTAAFFOORRMMAASS DDEE
PPEETTRRÓÓLLEEOO,, TTUUBBUULLAAÇÇÕÕEESS SSUUBBTTEERRRRÂÂNNEEAASS,, EETTCC:: AAll
((9999,,55%%)) ccoomm MMgg,, ZZnn,, TTii,, SSii ee HHgg..
A principal função dos elementos (Mg, Zn, Ti, Si e Hg) é inibir a
formação da alumina na superfície do ânodo.
BBRRIINNDDEESS
Principais vantagens:
! Originalidade
! Beleza
! Design arrojado
! Possibilidade de anodização brilhante, natural, fosca ou colorida
! Acabamento escovado ou polido
LIGAS DE MAGNÉSIO
GENERALIDADES
• Mais leve dos metais estruturais
• 3º metal mais abundante na crusta
• Competidor ligas de Al e das de Cu
• Processamento caro
• Fraco em estado puro, bom quando
forma ligas com Al, Zn, Mn, Th, Ce...
PROPRIEDADES
• Alta resistência específica
• Baixa ductilidade
• Baixo ponto de fusão=>fundição
• Boa usinabilidade alta velocidade
• Soldável
• Boa resistência à corrosão
• Boa resistênciaà fadiga
• Alta resistência ao impacto
• Inflamável – cuidado na usinagem
TRATAMENTOS
• Endurecimento por precipitação
• Recozimentos
• Endurec. por deformação plástica
possível, mas em pequeno grau
APLICAÇÕES
• 50% - elemento de liga no Alumínio
• 21% - Ligas de Magnésio
• 12% - dessulfurante e desoxidante
• Quase todas de peças fundidas
• Blocos de motor, volantes, apoios de
assento, coluna de direção
• Raquetes, patins, tacos de golf,
bastões de baseball, bicicletas
• Componentes vários de aviação
• Ânodo de sacrifício de navios
LIGAS DE TITÂNIO
GENERALIDADES
• Metal mais recente (a partir de ’50)
• Abundante – custo elevado de proc.
• Possui uma transformação alotrópica
Fase &<880ºC<Fase '
• Fase & – HC – pouco dúctil
• Fase ' – CCC – muito dúctil
• Formação ligas afecta significativa/
as propriedades (Temp. de transf.
alotrópica, endurecimento por
solução sólida)
• Ligas com Al, Sn, V, Mo, Nb, Mn, Cr,
Fe, Co, Ta
PROPRIEDADES
• Baixa densidade (4.5ton/m3)
• Alto ponto de fusão (1668ºC)
• Grande resistência mecânica
• Grande resistência específica
• Excelente resistência corrosão
abaixo de 550ºC
• Acima de 550ºC tem baixa resist
corrosão e à fluência
TRATAMENTOS
• Recozimentos
• Algumas ligas permitem tratamento
térmico de envelhecimento
APLICAÇÕES
•Devido à grande resist. específica:
• Aeronáutica e aeroespacial
• Motores a jato (estrut. e compon.)
• Pás e discos de turbinas
• carros competição e artigos
desportivos em geral
•Devido à grande resist. corrosão:
• Processamento químico
• Submersíveis
• Implantes biomédicos
• trocadores de calor
LIGAS DE BERÍLIO
GENERALIDADES
• Material de grandes contrastes
• Extremamente reativo e sensível a
impurezas
• Grande afinidade com o oxigênio,
formando BeO tóxico
• Custo elevado
• Única liga com aplicação comercial é
a liga Lockalloy (62Be-38Al)
PROPRIEDADES
• Alta rigidez estado puro (303GPa)
• Rigidez específica superior ao Al, Mg
e Ti
• Temperatura fusão próxima do aço
• Ausência de ductilidade à T. amb
• Grande ductilidade a 400ºC (50%)
• Fraca soldabilidade
• Usinagem difícil
• Excelente estabilidade dimensional
TRATAMENTOS
• Como praticamente não forma ligas
também não pode sofrer tratamentos
térmicos
• A sua fraca ductilidade não permite o
encruamento, logo também não
necessita de recozimentos
APLICAÇÕES
• Be puro é usado em armamento,
pontas de mísseis, tubagens
estruturais, componentes óticos e
instrumentos de precisão
• Ligado com Al, é usado em aviação,
aeronaves e satélites e em
automóveis de competição.