Materiais II - Aula 3.ppt2

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MATERIAIS II AULA 3
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Materiais II – Ligas de Titânio
PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS:
baixa densidade 4,5 g/cm 3
alta resistência (até 1725 MPa)
alta temperatura de fusão: 1668 °C 
alta resistência á corrosão e á erosão
principal limitação: alto custo
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Materiais II – Ligas de Titânio
PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS:
Comportamento allotrópico do titânio: 
882,5 oC : fase alfa (HC) 			 	fase beta (CCC)
os elementos de liga influenciam esta transformação 
possibilidade de variações grandes na microestrutura e propriedades
-	mais diversos mecanismos de endurecimento
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Materiais II – Ligas de Titânio
Densidade:
Ti = 4,5 g/cm3
Al = 2,7 g/cm3
Cu = 8.9 g/cm3
Aço = 7.9 g/cm3
PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS:
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Materiais II – Ligas de Titânio
Designação das ligas de titânio é baseada na composição química:
	Ti-6Al-4V - Significa uma liga com 6% de alumínio e 4% de vanádio (porcentagem em massa)
NOMENCLATURA:
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Materiais II – Ligas de Titânio
LIGA MAIS UTILIZADA:
Ti-6Al-4V
a liga mais usada,
mais profundamente conhecida, 
tolerante às variações nas operações de fabricação
mais usada em estado recozido,
baixa conformabilidade na temperatura ambiente em comparação ao aço e ligas de alumínio
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Materiais II – Ligas de Titânio
LIGA MAIS UTILIZADA - Ti-6Al-4V :
Principais aplicações:
Aeronáutica: partes estáticas e móveis de motores a jato, partes críticas e altamente carregadas das estruturas nos aviões militares e civis,
Outras áreas: equipamentos nas usinas nucleares, na indústria de alimentos, nas refinarias (trocadores de calor), componentes marinhos, próteses.
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Materiais II – Ligas de Níquel
PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS:
baixa densidade 8,9 g/cm 3
alta resistência (até 1725 MPa)
Estrutura Cristalina CFC
alta temperatura de fusão: 1453 °C 
alta resistência à corrosão e à Altas temperaturas
principal limitação: alto custo e Elemento Tóxico
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Materiais II – Ligas de Níquel
ELEMENTOS DE LIGA:
Elementos de liga / Influência dos elementos de liga
Elementos de liga formadores de precipitados: 
Al, Ti, Nb
Efeito:
	 ● possibilidade de endurecimento por precipitação
	 ● precipitados de partículas  Ni3Ti, Ni3(Al,Nb) na matriz
 CFC
	 ● as ligas endurecíveis por precipitação mantém a alta
 resistência nas temperaturas elevadas
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Materiais II – Ligas de Níquel
SUPERLIGAS MAIS EMPREGADAS:
A maioria das atuais superligas a base de níquel contém 10 –20% Cr, até 8% Al e Ti, 5-10% Co, e pequenas quantidades de B, Zr, C. Outras aditivos comuns são Mo, W, Ta, Hf e Nb. 
Inconel 718 que possui adições de Ti/Nb para aumento da resistência mecânica e soldabilidade.
X750 e a liga Waspalloy desenvolvidas especialmente para aplicação na indústria aeroespacial
Hestalloy -usado para componentes de chapas em motores de jato
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Materiais II – Ligas de Aço
PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS:
densidade 7,86 g/cm 3
alta resistência (até 1725 MPa)
Estrutura Cristalina CCC até 723°C (0,02% C) – CFC até 1147°C - CCC
alta temperatura de fusão: 1538 °C 
alta resistência à corrosão (ligas de Cromo [Cr]) e à Altas temperaturas
principal limitação: alto custo e Elemento Tóxico
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Materiais II – Ligas de Aço
CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS:
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Materiais II – Ligas de Aço
UTILIZAÇÃO DOS AÇOS NA AERONÁUTICA:
Aços em aplicação aeronáutica:
componentes expostos à altos níveis de carregamento: 
na fuselagem,
em motores, 
nos trens de pouso. 
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Materiais II – Ligas de Aço
UTILIZAÇÃO DOS AÇOS NA AERONÁUTICA:
Aços de uso aeronáutica - qualidade aeronáutica: processos de fabricação especiais:
Refusão sob vácuo em fornos elétricos a arco:
Remoção das impurezas para obter melhor integridade estrutural e maior resistência contra a fadiga. 
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Materiais II – Ligas de Aço
UTILIZAÇÃO DOS AÇOS NA AERONÁUTICA - 4340:
Aços liga: médio carbono (0,2 -0,6 %C)
	Mn, Si, Cr, Ni e Mo aumentam significativamente sua resistência.
	Exemplo: AISI 4340 empregado na indústria aeronáutica:
 1,6 a 2,0% de Ni, 0,4 a 0,9% de Cr e 0,2 a 0,3% de Mo, 
	após tratamentos térmicos pode atingir uma resistência a tração que varia de 980 - 1960 MPa 
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Materiais II – Ligas de Aço
UTILIZAÇÃO DOS AÇOS NA AERONÁUTICA - INOXIDÁVEIS:
Martensíticos: endurecíveis por têmpera, tem maior teor de carbono, por exemplo AISI 410 e o AISI 440 
Austeníticos:e 7 a 20% de Ni,maior resistência à corrosão, AISI 301 e 304
 
Ferríticos: contém Cr até 30 % (são mais baratos), os de alto cromo são chamados superferríticos	(AISI 442 e 446) 
Duplex: microestrutura com 50% de ferrita e 50% austenita, maior resistência à corrosão sob tensão 
PH ( precipitation hardening): teor muito baixo de carbono,contem além do Cr e Ni, também Al, Ti, Nb e/ou Cu; tem boa dutilidade e tenacidade aliada a uma moderada (tendendo para boa) resistência à corrosão; alto nível de resistência mecânica: 1700 MPa (PH17-4) – alto preço