Ligas Não Ferrosas

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Ligas Metálicas Não Ferrosas 
Prof. Manoel Quirino 
Universidade Federal Rural do Semi-Árido 
2 
 O alumínio tem peso específico 2,7g/cm3, ponto de fusão 660°C e 
estrutura CFC, condutibilidade elétrica de 62% da do Cu, não 
magnético; 
 Baixa resistência mecânica podendo aumentar por encruamento, 
muito dúctil, boa resistência à corrosão devido a estabilidade do 
Al2O3 que se forma na superfície; 
 As ligas de Al não apresenta a mesma resistência à corrosão 
podendo ser revestido por chapas finas de Al puro (cladding), 
originando o metal alclad; 
 Facilmente laminado, forjado e trefilado, de forma a obter chapas, 
folhas muito finas, tubos etc; 
 Utilizado em equipamentos de transporte ferroviário, rodoviário, 
aéreo e naval, em refletores (elevada pureza e anodizado), cabos 
elétricos armados com aço, equipamentos na indústria química, na 
indústria mecânica, artigos domésticos etc. 
Alumínio e suas ligas 
3 
 Por existir uma grande variedade de ligas, torna-se difícil adotar uma 
nomenclatura e simbologia universal para classificá-las, ANSI, AA, 
ABNT e ASTM apresentam classificações similares; 
 
 Em princípio, as ligas podem ser classificas em: 
 Ligas trabalhadas por conformação 
 Tratáveis termicamente 
 Não tratáveis termicamente 
 Ligas fundidas 
 
 O principal tratamento térmico das ligas de alumínio é a solubilização 
seguida de endurecimento por precipitação que consiste em 
promover a solução de fases duras e posteriormente precipita-las; 
Alumínio e suas ligas 
4 
 As composições ambos os tipos são designadas por meio de um 
número com quatro dígitos (1234); 
 
 Para ligas fundidas, um ponto decimal é colocado entre os dois 
últimos dígitos (123,4); 
 
 Após os dígitos pode existir um hífen, uma letra e um número de um 
a três dígitos (1234-T567), o qual indica o tratamento mecânico e/ou 
térmico que a liga foi submetida 
 F representa o estado como fabricado, 
 H representa o estado encruado, 
 O representa o estado recozido 
 T representa o estado tratado termicamente; 
Alumínio e suas ligas 
Principais ligas de alumínio 
 Ligas tratáveis térmica ou mecanicamente: 
 ligas tratáveis termicamente: 
Al-Cu 
Al-Cu-Mg 
Al-Si-Mg 
Al-Zn-Mg/Cu 
Al-Li/Sn 
 ligas endurecidas por trabalho a frio (encruáveis): 
Al-Mg 
Al-Mn 
 Ligas para fundição 
Al-Cu 
Al-Si 
Al-Si-Cu 
Influência dos elementos de liga 
Elemento de 
liga 
Percentagem 
Típica 
Vantagem Desvantagem 
Cu 3 a 11% - confere alta resistência mecânica 
- facilita trabalho de usinagem 
- diminui resistênciaà corrosão 
salina 
- fragilidade a quente 
Si 12 a 13% - aumenta fluidez na fundição 
- reduz coeficiente de dilatação 
- melhora a soldabilidade 
- diminui usinabilidade 
Mg > 8% - confere alta soldabilidade 
- aumenta resistência a corrosão em 
meio salino 
- possibilita tratamento térmico de 
ligas de Al-Si (melhora das 
características mecânicas) 
- dificulta fundição devido a 
oxidação (borra) e absorção 
de impurezas (Fe e outros) 
Zn 0,05 a 2,2% - sempre associado ao Mg 
- confere alta resistência mecânica 
- ligas auto temperantes 
- aumenta dutilidade 
- diminui resistênciaà corrosão 
salina 
- fragilidade a quente 
- alta contração em fundição 
Mn 0,5 a 10,7% - como corretor 
- aumenta resistência mecânica a 
quente 
- pequena diminuição da 
dutilidade 
 
Características das Ligas de Alumínio 
Ligas 
Tratáveis 
Designação 
AA 
Características Usos 
Al > 99,0% 1XXX 
- Aumento de Resistência por 
Encruamento 
- Ótima resistência à corrosão 
- Ótima conformabilidade 
- Condutores elétricos 
- Revestimento em Alclads 
- Equipamentos químicos e 
alimentares 
- Embalagens 
- Refletores 
- Utensílios domésticos 
- Aeronáutica sob a forma de Alclad 
com liga 2024 
Al-Cu 2XXX - Tratáveis Termicamente 
- Boa resistência mecânica (RT 40 a 
50 kgf/mm
2
 – T8) 
- Baixa conformabilidade exceto 
recozidas ( = 20 a 22% rec.) 
- Soldável apenas por resistência 
- Boa usinabilidade 
- Peças usinadas ou forjadas sujeitas 
a esforços médios, operando em 
ambiente não corrosivo 
- Aviões 
- Automóveis 
- Estruturas 
- Relojoaria 
Al-Mn 3XXX - Tratáveis Termicamente 
- Boa dutilidade 
- Média resistência mecânica (RT 
11 a 20 kgf/mm
2
) 
- Excelente soldabilidade 
- Baixa usinabilidade 
- Tubos soldados 
- Caldeiraria 
- Peças fabricadas por embutimento 
 
Ligas 
Tratáveis 
Designação 
AA 
Características Usos 
Al-Si 4XXX - Tratáveis por Encruamento 
- Baixo alongamento ( = 6% - T6) 
- Média soldabilidade 
- Boa resistência mecânica (RT ~40 
kgf/mm
2
 T6) 
- Baixa usinabilidade 
- Peças forjadas (pouco usadas) 
- Indústria automobilística. 
- 
Al-Mg 5XXX - Tratáveis por Encruamento 
- Ótima resistência à corrosão 
salina 
- Boa soldabilidade 
- Baixa usinabilidade 
- Formas arquitetônicas e estruturais 
- Equipamentos químicos, 
alimentares, têxteis e de 
mineração 
- Depósitos sob pressâo de gás 
liquefeito 
- Navios 
- Ferragens 
Al-Mg-Si 6XXX - Tratáveis Termicamente 
- Fácil fabricação 
- Boa resistência mecânica (RT ~32 
kgf/mm
2
 – T6) 
- Excelente conformabilidade ( = 25 
a 30% rec.) 
- Boa resistência à corrosão 
- Formas aeronáuticas 
- Formas estruturais 
- Embalagens 
- Equipamentos químicos, 
alimentares 
- Indústria elétrica 
 
Características das Ligas de Alumínio 
Ligas 
Tratáveis 
Designação 
AA 
Características Usos 
Al-Zn-(Mg, 
Cr, Cu) 
7XXX - Tratáveis Termicamente 
- Difícil produção (alto custo) 
- Excelente resistência mecânica 
(RT ~58 kgf/mm
2
 – T6) 
- Boa conformabilidade ( = 17% 
rec.) 
- Alta soldabilidade 
- Melhor limite de fadiga (16 
kgf/mm
2
) 
- Boa usinabilidade 
- Boa resistência a ambiente 
industrial menos os salinos 
- Automóveis 
- Equipamentos têxteis e de 
mineração 
- Componentes de alta resistência 
- Aviões (concorre com aços de alta 
resistência devido ao baixo peso) 
- Industria bélica 
Al-Li (Sn) 8XXX - As ligas da série 8xxx envolvem um 
grande número de composições com 
uma 
- miscelânea de elementos de liga. 
As ligas conformadas contendo Li 
(2,4% a 2,8%) 
 
- Peças forjadas (pouco usadas) 
- Foram desenvolvidas para uso 
aeroespacial e criogenia 
Al- 9XXX - Aplicações futuras para transportes 
em geral 
- Condições de maior resistência a 
fadiga aliada a corrosão 
 
Características das Ligas de Alumínio 
Tratamentos Térmicos 
Símbolo 
 
Tratamento 
T1 Resfriamento a partir da temperatura do processo de conformação, seguida de 
envelhecimento natural 
T2 Recozido (somente para ligas de fundição) 
T3 
T4 
Tratamento térmico de solubilização e posterior encruamento a frio 
Tratamento térmico de solubilização e posterior envelhecimento natural 
T5 Envelhecimento artificial (nenhum tratamento térmico prévio, exceto esfriamento do estado de 
fabricação) 
T6 
T7 
T8 
T9 
T10 
O 
F 
H 
H1 
H2 
H3 
 
 
 
 
W 
 
 
 
Tratamento térmico de solubilização e posterior envelhecimento artificial 
Tratamento térmico de solubilização e posterior estabilização 
Tratamento térmico de solubilização e posterior encruamento a frio e envelhecimento artificial 
Tratamento térmico de solubilização e posterior envelhecimento artificial e encruamento a frio 
Envelhecimento artificial (sem tratamento de solubilização) e encruamento a frio 
Recozido (recristalizado) 
Como fabricado (sem tratamento) 
Encruado 
Somente encruado 
Encruado e parcialmente recozido 
Encruado e estabilizado 
H12 = 2/8 = 1/4 duro 
H14 = 4/8 = 1/2 duro 
H16 = 6/8 = 3/4 duro 
H18 = 8/8 = totalmente duro 
Solubilizado, para ligas que envelhecem naturalmente e quando o período é indicado 
 
Processamento Industrial 
Laminação a quente ou a frio (chapas e folhas) 
Trefilação (fios) 
Extrusão a quente ou a frio (perfis, barras,tubos sem costura) 
Forjamento a quente ou a frio 
Metalurgia do pó (peças delicadas de pequenas dimensões) 
Estampagem (estruturas de carrocerias) 
Embutimento (utensílios domésticos)Fudição em coquilha 
Fundição sob pressão 
Como metal de adição em solda por brasagem 
 
12 
Tabela 11.7 – Composição, Propriedades Mecânicas e Aplicações 
Típicas 
Ligas Forjadas, Não Tratáveis Termicamente 
Ligas Forjadas, Tratáveis Termicamente 
Propriedades Mecânicas 
Composição 
Equipamentos para 
manuseio e armazenamento 
de alimentos e produtos 
químicos, trocadores de 
claro e refletores de luz. 
Utensílios de cozinha, 
vasos de pressão e 
tubulações. 
Linhas de combustível e de 
óleo em aeronaves, tanques 
de combustível, utensílios, 
rebites e arames. 
Estrutura de aeronaves, 
rebites, rodas de 
caminhões, peças de 
máquinas de parafusos. 
Caminhões, canoas, vagões 
de trens, mobílias, 
tubulações. 
13 
Ligas Fundidas, Tratáveis Termicamente 
Ligas Alumínio-Lítio 
Peças estruturais de 
aeronaves e outras 
aplicações submetidas a 
tensões elevadas. 
Alojamentos de polias, 
volantes e de eixos 
traseiros, rodas de ônibus e 
de aeronaves, cárteres. 
Peças de bomba de 
aeronaves, caixas de 
transmissão automotivas, 
blocos de cilindro 
resfriados a água. 
Estruturas de aeronaves e 
estruturas de armazenagem 
criogênica 
 
Estruturas de aeronaves que 
deve possuir alta tolerância 
a danos. 
Composição (%p Cu) 
Te
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°C
) 
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°F
) 
14 
 O melhor exemplo é o do sistema de ligas Al-Cu; 
 Solubilização com até 5,5% de Cu a 548°C e envelhecidas de uma 
fase constituída de partículas finas de CuAl2: 
Alumínio e suas ligas 
15 
 Uma característica importante é que após solubilização essas ligas 
são tão dúcteis quanto no estado recozido podendo ser facilmente 
conformada; 
 Conformação que deve ser feito logo pois essas ligas podem ser 
envelhecidas a temperatura ambiente; 
 O envelhecimento ocorre geralmente entre 115°C e 190°C com 
tempos de 5 a 48 horas; 
 Outro tratamento é o de recozimento quando se deseja diminuir 
dureza ou aliviar tensões; 
 O alívio de tensões ocorre entre 340°C e 350°C; 
 O recozimento faz-se entre 400°C e 440°C por um tempo de 2 horas, 
sendo resfriado lentamente, pelo menos, até atingir 260°C; 
Alumínio e suas ligas 
16 
 Ligas trabalhadas mecanicamente segundo a ABNT 
Alumínio e suas ligas 
17 
 Liga 10005 ou alumínio comercialmente puro com 99,0%Al no 
estado recozido apresenta as seguintes propriedades: 
Alumínio e suas ligas 
 A mesma liga no estado encruado, duro, mudança das propriedades: 
18 
 Influência do encruamento sobre o alumínio e suas ligas 
Alumínio e suas ligas 
1kgf/mm2 = 9,81MPa 
19 
 As aplicações típicas do alumínio comercialmente puro são: 
recipientes para armazenamento de alimentos, folhas, cabos elétrico 
(armados com aço), utensílios domésticos e culinários, telhas, em 
equipamentos químicos e para processamento de alimentos, em 
refletores etc; 
 A introdução de elementos de liga (Si, Cu, Fe, Mn, Mg, Zn e Ti) 
modificam as propriedades mecânicas (ex. ABNT 52820); 
Alumínio e suas ligas 
20 
 As ligas tratadas termicamente mais importantes são: 
Alumínio e suas ligas 
21 
Relação das propriedades mecânicas das ligas tratadas termicamente 
em várias condições 
22 
 A liga 2017-T4, também conhecida como duralumínio é a mais antiga 
e mais usada por tem um limite de resistência à tração semelhante a 
do aço de baixo teor de carbono com 1/3 do peso específico; 
 A liga 2024-T3 muito utilizada pela indústria aeronáutica, assim como 
as ligas 6061 e 7075; 
 Tendo cuidado com a corrosão devido a tendência a corrosão 
intergranular em água salgada ou atmosfera salina, sendo revestidas 
por alumínio puro podendo compreender até 10% da seção 
transversal; 
 A liga 6053, embora sendo a de menor resistência mecânica, possui 
maior resistência à corrosão, comparável à do alumínio puro, de 
modo que se aplica nos casos em que a resistência à corrosão é 
mais importante que a resistência mecânica. 
Alumínio e suas ligas 
23 
 Na fundição de peças de alumínio, pode-se utilizar os processos de 
fundição em areia, fundição sob pressão e de precisão; 
 
 As ligas de alumínio para fundição são classificadas em: 
 
 Ligas binárias com um único elemento adicionado 
 Ligas Al-Cu, Al-Si, Al-Mg 
 
 Ligas complexas, com dois ou mais elementos adicionados 
 Ligas Al-Cu-Si, Al-Cu-Si-Mg, Al-Si-Mg, Al-Cu-Ni-Mg etc; 
Alumínio e suas ligas 
24 
 Principais tipos de ligas de alumínio para fundição 
Alumínio e suas ligas 
25 
 As propriedades mecânicas, segundo o processo de fundição 
empregado e o tratamento térmico aplicado variam dentro das 
seguintes faixas: 
 
 
 
 
 
 
 As ligas alumínio-cobre são as mais empregadas possuem boa 
resistência mecânica e excelente usinabilidade, porém com baixa 
resistência à corrosão e a oxidação; 
Alumínio e suas ligas 
26 
 As ligas alumínio-silício possuem elevada resistência à corrosão, 
porém são frágeis devido ao próprio silício, podendo ser melhoradas 
com a introdução de sódio na fusão ocasionando uma fina dispersão 
do silício melhorando as características estruturais da liga; 
 As ligas de alumínio-magnésio são as que apresentam melhor 
combinação de propriedades mecânicas, resistência à corrosão, 
usinabilidade, e em sua maioria não são tratáveis termicamente; 
 As ligas liga alumínio-estanho são aplicadas principalmente na 
confecção de mancais e buchas, devido ao alto limite de fadiga e 
boa resistência à corrosão pela ação de óleos lubrificantes de 
motores de combustão interna; 
 Para os mancais são utilizadas lingotes da ligaAl-20%Sn laminadas 
a frio, recozidas a 350°C ou 500°C. A lâmina da liga é unida a uma 
lâmina de aço com delgada camada de alumínio entre elas; 
Alumínio e suas ligas 
27 
 As lâminas são laminadas a frio, seguidas de laminação a quente a 
400°C estabelecendo uma união metalúrgica permanente. Uma nova 
laminação a frio é realizada seguida de um recozimento a 350°C por 
uma hora para eliminar o encruamento; 
 
 Na confecção de pistões empregam-se ligas contendo 17-24% de Si, 
1-1,75%Cu, com eventuais percentuais de Mn, Mg, Ni, Zn, Cr e Ti; 
 
 Para outras partes de motores e peça diversas, as ligas podem 
conter 5,0-12,5%Si, 0,10-5,0%Cu, 0,5-0,6%Mn, 0,1-0,5%Mg, 0,2-
0,5%Ni, 0,1-3,0%Zn, 0,4-2,0%Fe e, eventualmente, percentuais de 
estanho, chumbo e titânio; 
Alumínio e suas ligas 
28 
 Ligas de alumínio super-resistentes para peça fundidas 
desenvolvidas nos USA com a seguinte composição: 
Alumínio e suas ligas 
29 
 São ligas tratáveis termicamente, inicialmente elaborados para 
preencher as exigências da indústria aeronáutica, cuja aplicação 
pode ser estendida, inclusive para uso militar; 
 As aplicações do alumínio e suas ligas podem ser indicadas para os 
determinados setores: 
 Indústria aeronáutica: fabricação de fuselagem, motores, hélices, 
tanques para combustíveis líquidos, pistões, cabeçotes de 
cilindros, bombas de óleo, polias, linhas de óleos etc; 
 Indústria automobilística: tambores de freios, corpos de 
carburadores e compressores, pistões, bombas de combustíveis, 
buzinas, capas de distribuidores, corpos de válvulas de 
transmissão, estatores, corpos e tampas de bombas de água, 
guarnições internas e externas etc; 
Alumínio e suas ligas 
30 
 Indústria ferroviária: vagões de carga e passageiros, mobiliário e 
outros acessórios; 
 Indústria naval: cascos de barcos, estruturas de convés, janelas, 
vigias, escadas, equipamento de ventilação, botes salva-vidas, 
mobiliários, peças para fins decorativos e outros acessórios; 
 Indústria eletroeletrônica: cabos armados de aço, partes 
estruturais, enrolamento de motores, transformadores, guias de 
ondas de radar e sonar, antenas de radar e televisão, chassis 
para equipamento eletrônico, parafusos, porcas, eletrodos de 
capacitores e outros componentes; 
 Indústria de aparelhos eletrodomésticos: componentes deaspiradores, de ferros elétricos, lava-louças, de batedeiras etc; 
 Indústria química: para processamento de petróleo borracha etc; 
Alumínio e suas ligas 
31 
 Indústria da construção civil: estruturas de edifícios, pontes, 
esquadrias etc; 
 Aplicações variadas: móveis, equipamentos de manuseio de 
material, de armazenamento e empacotamento de alimentos, em 
máquinas para mineração de carvão, equipamento têxtil, tubos 
de irrigação, utensílios de cozinha, peças para relógios, 
refletores, ferramentas portáteis, artigos decorativos no estado 
anodizado natural ou colorido, na forma de pós e pastas etc. 
Alumínio e suas ligas 
32 
 O Cobre apresenta ponto de fusão a 1083°C, após a prata é o melhor 
condutor de calor e eletricidade, não é atacado pela água, apresenta 
ótima tenacidade, boa usinabilidade etc; 
 
 Classificado pela ABNT e ASTM em vários tipos, em sua forma pura; 
 
 Cu eletrônico livre de oxigênio com 99,99% sua forma mais pura; e o 
Cu livre de oxigênio com 99,95% utilizados em condutores, anodos, tubo 
de micro-ondas, componentes transistores, barramentos etc; 
 
 Cu eletrolítico tenaz e refinado a fogo de alta condutibilidade com 
99,90% com até 0,1%Ag; 
 
 Cu refinado a fogo tenaz com 99,80% a 99,85% com Ag incluso; 
 
Cobre e suas ligas 
33 
 O Cu desoxidado com fósforo de baixo (0,004-0,012%P) com 99,9% 
e de alto (0,015-0,04%P) com 99,98%Cu; 
 
 Cu refundido utilizado na fabricação de ligas de cobre de grau A com 
99,75%Cu e de grau B com 99,50%Cu; 
 
 Com propriedades mecânicas que variam dentro dos seguintes 
limites: 
 
 
 
 
 
Cobre e suas ligas 
34 
 
 Com propriedades mecânicas no estado recozido ou trabalhado a 
quente que variam entre: 
 
 
 
 
 
 Com propriedades mecânicas no encruado que variam entre: 
 
Cobre e suas ligas 
35 
 Classificado pela ABNT em vários tipos, em sua forma pura; 
 
 Cu eletrônico livre de oxigênio com 99,99% sua forma mais pura; e o 
Cu livre de oxigênio com 99,95% utilizados em condutores, anodos, tubo 
de micro-ondas, componentes transistores, barramentos, para vedação 
vidro-metal, válvula de controle termostático, rotores e condutores para 
geradores e motores de grande porte, peças para serviços em elevadas 
temperatura, na presença de atmosferas redutoras etc; 
 
 Cu eletrolítico tenaz (Cu ETP) e o Cu refinado a fogo (Cu FRHC) com 
99,90% com até 0,1%Ag; 
De alta condutibilidade elétrica e boa resistência à corrosão, aplicação 
na indústria elétrica na forma de cabos condutores, linhas telefônicas, 
motores geradores, transformadores, fios esmaltados, barras coletoras, 
contatos, fiação para instalações domésticas e industriais, interruptores, 
terminais, em aparelhos de rádio e TV etc. 
 
Cobre e suas ligas 
36 
Na indústria mecânica na forma de peças para trocadores de calor, 
radiadores, arruelas, rebites, fios etc; na indústria de equipamentos 
químicos em caldeiras, destiladores, alambiques, tanques e recipientes 
e equipamentos para processamento de alimentos; na construção civil 
em telhadas e fachadas, calhas, para-raios, revestimentos artísticos etc; 
 
 Cu refinado a fogo tenaz (Cu FRPT)com 99,80% a 99,85% com Ag 
incluso; na indústria elétrica não é muito utilizado, mas nas demais, tem 
aplicações semelhantes as do Cu FRHC 
 
 Cu DLP (desoxidado com P de baixo teor e alto teor); utilizada na 
forma de tubos e chapas, condutores de fluidos (vapor, ar, água e óleo), 
tanques e radiadores de automóveis, destiladores, caldeiras, autoclaves, 
em aparelhos de ar condicionados (soldados) etc. 
 
Cobre e suas ligas 
37 
Cobre e suas ligas 
38 
Cobre e suas ligas 
39 
 As ligas de Cu são inúmeras, o Comitê de Tabelas Informativas sobre 
o Cobre selecionou e classificou a as mais importantes em: 
 A – cobre puro (dos diversos tipos) 
 B – ligas de cobre de baixo teor de liga 
 C – ligas de cobre de elevado teor de liga 
 D – ligas cobre-zinco (latões) 
 E – ligas cobre-zinco-chumbo (latões ao Pb) 
 F – ligas especiais cobre-zinco (latões ao Sn e Al) 
 G – ligas cobre-estanho (bronze) 
 H – ligas cobre-alumínio 
 K – ligas cobre-níquel (cupro-níquel) 
 L – ligas cobre-níquel-zinco (alpacas) 
 M – ligas cobre-níquel-zinco-chumbo (alpacas ao Pb) 
 Outras novas ligas (Cu-Be e Cu-Si) com grande interesse para 
indústria 
Cobre e suas ligas 
40 
 Ligas B podem ser citadas: 
 Cobre-arsênio (0,013-0,05%) desoxidado com Pb melhora as 
propriedades mecânicas a temperaturas acima da ambiente e 
aumentar a resistência à corrosão em determinados meios com 
condutividade elétrica baixa; aplicados em condensadores, 
tubulações de distribuição de vapor, sistemas de lubrificação, 
caldeiras, autoclave. 
 Cobre-prata tenaz (0,02-0,12%), a Ag confere maior resistência 
mecânica e à fluência, excelente condutor elétrico e térmico, 
importante aplicação na indústria elétrica e mecânica. 
 Cobre-cádmio (0,6-1%) apresenta maior resistência à fadiga e ao 
desgaste, elevada resistência ao amolecimento pelo calor, utilizada 
em cabos condutores, linhas de transmissão de alta resistência, 
molas etc. 
Cobre e suas ligas 
41 
 Cobre-cromo (0,8%), endurecidas por precipitação (1000°C, 15min 
resfriado em água e reaquecido 400-500°C) provocando elevada 
resistência mecânica; 
 Cobre-zircônio (0,1-0,25%) endurecido por precipitação. 
 Cobre-telúrio (0,3-0,8%) alia alta condutibilidade elétrica à boa 
usinabilidade, aplicada em terminais de transformadores, contatos, 
conexões, parafusos, porcas, pinos etc. 
 Cobre-enxofre (0,2-0,5%) similar ao Cu-Te. 
 Cobre-chumbo (0,8-1,2%) melhora a usinabilidade do Cu, aplicada 
em componentes elétricos, conectores, componentes de chaves e 
motores, parafusos etc. 
 Cobre-cádmio-estanho (0,8%Cd0,6%Sn), emprega em molas e 
contatos elétricos, cabos condutores de ônibus elétrico, eletrodo pra 
soldagem etc. 
Cobre e suas ligas 
42 
 Ligas C, D e E podem ser citadas: 
 Latões com zinco variando de 5 a 50%, latões com até 37%Zn 
mantém em solução sólida chamados de latão alfa (CFC), de 37-
45% alfa-beta, de 45-50% chamados beta (CCC). 
Cobre e suas ligas 
43 
Latão  Latão +  
Cobre e suas ligas 
 Microestruturas dos latões 
44 
 A medida que Zn aumenta ocorre dezincificação (corrosão 
preferencial do Zn). No estado recozido com até 30%Zn provoca um 
ligeiro aumento da resistência à tração, aumento considerável da 
ductilidade, as aplicações são: 
 Cu-Zn 95-5 elevada conformabilidade a frio, aplicada a cartucho de 
arma, confecção de medalhas, ornamentais e decorativos, estojos, 
emblemas, placas etc; 
 Cu-Zn 90-10 latão comercial, aplicada a ferragens e similares a liga 
Cu-Zn 95-5; 
 Cu-Zn 85-15 latão vermelho, aplicações semelhantes as anteriores; 
 Cu-Zn 80-20 latão comum, aplicações semelhantes as anteriores; 
 Cu-Zn 70-30 latão para cartucho, adequada para processos de 
estampagem, cartuchos de arma, tubos e suportes para de 
radiadores de automóveis, carcaça de extintor de incêndio, produtos 
estampados, além de pinos, parafusos, rebites, evaporadores, 
aquecedores, capsulas e roscas para lâmpadas; 
Cobre e suas ligas 
45 
 Cu-Zn 67-33 apesar de propriedades de ductilidade ligeiramente 
inferiores ao Cu-Zn 70-30, aplicações idênticas; 
 A partir de 37% nota uma queda mais acentuada da ductilidade 
devido a presença da fase beta que menos dúctil; 
 Cu-Zn 63-37 na fabricação de peças por estampagem leve como 
componentes de lâmpadas e chaves elétricas, rebites, pinos, 
parafusos, componentes radiadores etc; 
 Cu-Zn 60-40 também chamado metal Muntz, deformação mecânica 
a quente, na forma de placas, barras e perfis componentes forjados, 
para a indústria mecânica, na indústria química e naval, tubos de 
condensadores e trocadores de calor. 
Cobre e suas ligas 
46 
Cobre e suas ligas 
47 
 Latões especiais, contendo Pbpossuem alta usinabilidade, aplicada 
a componentes elétricos, parafusos, componentes rosqueados, 
rebites, porcas, terminais de baterias elétricas, velas de ignição, 
buchas, mancais etc; 
 Latões especiais com Al possuem maior resistência à corrosão, com 
adição de As para diminuir a dezincificação; 
 Latões especiais contendo estanho apresenta boa resistência à 
corrosão em água doce ou salgada pouco poluída, empregada na 
forma de placas e tubos, peças forjadas e usinadas em 
equipamentos de refino de petróleo, construção naval etç. 
Cobre e suas ligas 
48 
Cobre e suas ligas 
Latões especiais 
49 
 Latões para fundição com aplicações em válvulas de baixa pressão, 
registros, flanges, conexões, caixas de bombas e acessório em geral. 
Cobre e suas ligas 
50 
 Bronzes – ligas de Cu-Sn com variação de 2 a 10% e até 11% nas 
ligas para fundição 
Cobre e suas ligas 
 Ligas G: 
51 
Bronzes 
Cobre e suas ligas 
52 
 A medida que aumenta o Sn, aumenta dureza e resistência 
mecânica sem queda de ductilidade, podem ser trabalhadas a frio, 
com adição de até 0,4%P que atua como desoxidante, apresenta 
uma só fase (solução sólida alfa), elevada resistência à corrosão, 
com adição de Pb promovendo menor atrito e maior usinabilidade; 
 Apresenta algumas ligas definidas pela composição, tais como: 
Cobre e suas ligas 
53 
Cobre e suas ligas 
54 
Cobre e suas ligas 
 Bronzes para fundição são divididos dentre os seguintes tipos: 
55 
Cobre e suas ligas 
 Bronzes para mancais têm aplicações em peças fundidas, com tipos: 
56 
 Ligas cupro-níquel são dúcteis, excelente resistência à corrosão 
(água do mar), algumas com resistividade quase independente da 
temperatura, com variação de 5 a 45%Ni, 2%Mn, até 2%Fe, com o 
aumento do Ni a ductilidade é pouco afetada, mas elevam-se a 
resistência mecânica, o limite de escoamento, resistência à tração, 
dureza e limite de fadiga; 
 A liga com menor Ni de 44%, 0,25%Fe e 1%Mn, apresenta 
resistência à tração 28-32 kgf/mm2, alongamento de 10-45%, dureza 
Brinell entre 60 e 100 e limite de fadiga de 9,5-19 kgf/mm2; 
 A liga com maior Ni de 5%, 1,5%Fe e 0,5%Mn, apresenta resistência 
à tração 48-70 kgf/mm2, alongamento de 5-45%, dureza Brinell entre 
95 e 165 e limite de fadiga de entorno de 29 kgf/mm2; 
 Ligas geralmente conformadas na forma de chapas, barras, tiras, 
fios e tubos; 
Cobre e suas ligas 
 Ligas K, L e M: 
57 
58 
 Ligas cobre-níquel-zinco conhecidas por alpacas, com 10 a 30%Ni, 
45 a 70%Cu e o restante Zn, muito resistente à corrosão, cor 
esbranquiçada, tornando-se brilhantes com maio Ni; 
 Aplicações decorativas, molas de contato de equipamentos elétricos, 
e telefônicos, aparelhos óticos e fotográficos, a introdução do Pb 
permite a fundição em areia utilizadas para válvulas e assentos de 
válvulas, chaves e acessórios para construção naval; 
 Ligas mais típicas são Cu de 63 a 66,5%, Ni de 16,5 a 19,5%, Mn 
0,5%máx e restante de Zn; 
 Limite de escoamento entre 18 a 63 kgf/mm2, resistência à tração 41 
a 73 kgf/mm2, alongamento de 3 a 40% e dureza de 40 a 78 
Rockwell B; 
Cobre e suas ligas 
59 
 Ligas Cu-Al contem de 5 a 10%Al, 7%Ni, 3%Mn, 6%Fe, 0,4%As, 
restante Cu, boa resistência à corrosão, podem ser temperadas e 
revenidas; 
 Compõe um sistema de ligas avançadas (ligas com efeito memória 
de forma), conhecidas como ligas inteligentes utilizadas como 
atuadores a respostas de estímulos termomecânicos; 
 m 
Cobre e suas ligas 
60 
 Ligas cobre-berílio podem ser tratadas termicamente por 
endurecimento por precipitação, com 1,6 a 2,7%Be com quantidades 
mínimas de Co Ni Fe, aplicações em molas de instrumentos, 
diafragmas e cabos flexíveis, componentes e chaves elétricas de 
relés, componentes de bombas etc; 
 Ligas cobre-silício com 3%max ligas conformadas, e até 5% para 
fundidas podendo conter teores de Zn Fe Mn, aplicados a 
componentes de equipamentos da indústria química e de papel 
(tanques, tubulações, cestos de decapagem etc.), na indústria 
mecânica em eletrodos de soldagem, parafusos, porcas, rebites, 
buchas, ganchos, eixos de hélices de navios, em linhas hidráulicas 
de pressão na indústria aeronáutica etc; 
 As ligas de cobre em geral podem ser tratadas por homogeneização, 
recozimento, alívio de tensões, solubilização e endurecimento por 
precipitação. 
Cobre e suas ligas 
61 
 Densidade de 11,34g/cm2 a 20°C, ponto de fusão de 327°C e de 
estrutura CFC; 
 Baixa resistência mecânica, muito maleável, deformável e 
resistência à corrosão elevada inclusive sob ação de certos ácidos, 
cor cinza-azulada devido a formação da película de óxido e 
carbonato; 
 A norma P-CB-9 da ABNT considera vários tipos de chumbo, sendo 
as principais impurezas o Ag, As, Bi, Cu, Fe, Sn e Zn; 
 Usados em aplicações como: revestimentos de cabos elétricos, 
como solda, placas de carburadores ou baterias, em ligas para 
mancais, em placas protetoras conta ação de raios X e raios gama, 
revestimento protetor e impermeabilizante, como aditivos de 
petróleo, pigmentos de tintas e vidrarias, aplicações de inseticidas, 
coberturas de telhados na forma de chapas, como elemento de liga 
etc. 
Chumbo e suas ligas 
62 
Chumbo e suas ligas 
63 
 Densidade de 7,3g/cm2 a 20°C, ponto de fusão de 232°C e de 
estrutura tetragonal, cor branca prateada levemente amarelada; 
 Baixa resistência mecânica, muito maleável e dúctil, resistência à 
corrosão elevada e boa soldabilidade; 
 A norma EB-173 da ABNT considera vários tipos estanho, sendo as 
principais impurezas o Ag, As, Bi, Cu, Fe, Sb, Co, Pb, Cd, Zn e S; 
 Empregado na forma de folhas, chapas e fios estanhados, e como 
elemento básico de certas ligas, como algumas ligas para mancais e 
soldas para placas de circuitos, ou como elementos secundários em 
outras ligas como os bronzes; 
 A principal aplicação faz-se na estanhação, por imersão a quente ou 
eletrodeposição, de chapas ou folhas de aço que se caracterizam 
por elevada resistência à corrosão para uso em latas ou recipientes 
de embalagem de produtos alimentícios. 
Estanho e suas ligas 
64 
Estanho e suas ligas 
65 
 Densidade de 7,13g/cm2 a 20°C, ponto de fusão de 419,4°C e de 
estrutura hexagonal compacta; 
 Possui alta resistente à corrosão pois o ar húmido produz uma 
camada protetora de hidrocarboneto, maleável de 100-150°C, possui 
boa usinabilidade, pode ser laminado em chapas, trefilado em fios; 
 A norma P-EB-302 da ABNT estabelece o Zn metálico com 
composições entre 98-99,95%, as principais impurezas são o Pb, Cd 
e Fe; 
 Empregado principalmente para recobrimento dos aços (pintura, 
metalização, galvanização), elemento de liga nos latões, ligas 
avançadas de alumínio e cobre; aplicados em chapas para telhados, 
calhas, equipamentos para laticínios, esquadrias de aço, tubos, 
torres de transmissão, ferragens de construção, arames e cabos, 
como substância química na forma de pigmento etc. 
Zinco e suas ligas 
66 
 Aplicação nas ligas para fundição sob pressão como: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Conhecidas como zamac, apresentam baixo ponto de fusão, boa 
fluidez, boas propriedades mecânicas, boa usinabiledade, facilmente 
revestidas por eletrodeposição (niquelação, cromagem e cobreação) 
ou por tintas e vernizes. 
Zinco e suas ligas 
67 
Zinco e suas ligas 
68 
Zinco e suas ligas 
 Ligas utilizadas para fundir sob pressão as seguintes peças: 
69 
Zinco e suas ligas 
70 
 Ponto de fusão 1455ºC, processamento metalúrgico semelhante 
ao do aço, largamente aplicado como elemento de liga; 
 
 Alta resistência à corrosão, boa resistência mecânica, elevada 
ductilidade, muito tenaz, razoável usinabilidade; 
 
 Aplicado a equipamentos da indústria de alimentos, nos 
componentes elétricos e eletrônicos, indústria química etc; 
 
 As ligas base Ni têm estrutura CFC e podem ser conformadas a 
frio ou aquente. As ligas com maior concentração de Ni são: Ni 
“A” (Ni+Co), Ni “D” (Ni+Mn), Duraníquel (Ni+Al), Cast Ni (Ni+Si); 
 
 A adição de Cu cria uma série de ligas bastante úteis, Monel; 
Níquel e suas ligas 
71 
Níquel e suas ligas 
72 
 Monel apresenta melhor resistência mecânica, excelente 
resistência à corrosão, especialmente em água do mar, boa 
soldabilidade e tenacidade em ampla faixa de temperaturas. 
 
 Aplicações em bombas e válvulas, eixos e hélices, equipamentos 
pra indústria química, equipamentos marítimos, trocadores de 
calor etc; 
 
 Com adições de Ti e Al, podem ser tratadas por solubilização e 
envelhecidas por precipitação (endurecimento por precipitação); 
 
 O aumento de Cu produz ligas para resistência elétrica, utilizada 
também com Cu puro e Fe puro; 
Níquel e suas ligas 
73 
Níquel e suas ligas 
 Ligas Ni-Fe têm importantes propriedades magnéticas, baixa 
perda por corrente induzida, baixa histerese magnética, alta 
permeabilidade magnética etc. 
74 
Níquel e suas ligas 
75 
 Ligas Ni-Cr e Ni-Cr-Fe aplicadas em resistências elétricas, vasos 
e trocadores de calor em indústrias químicas e produção de 
energia até em aplicações em turbinas a jato; 
 
 A Internartional Nickel Co desenvolveu as ligas Inconel 6XX e 
7XX, onde o 6 indica que não são endurecidas por precipitação e 
o 7 indica que são endurecidas; 
 
 Ligas Nimonic, Rene, Udimet e MARM são ligas classificadas 
como superligas; 
 
Níquel e suas ligas 
76 
 As superligas são a base de Fe, Ni ou Co, contendo Cr bem 
como outros EL para resistência mecânica em temperaturas 
elevadas; 
 
 O desenvolvimento de superligas é necessária ao 
desenvolvimento de turbinas a gás, que vem sendo limitada pelos 
materiais disponíveis; 
 
 As exigências crescentes sobre as superligas requerem o 
máximo em desenvolvimento metalúrgico, tanto no projeto como 
nos processos de fabricação; 
 
Superligas 
77 
 Propriedades importantes no desenvolvimento e caracterização 
de superligas são: 
 Resistência à fluência 
 Resistência à fadiga térmica e mecânica 
 Estabilidade estrutural 
 Resistência à corrosão/oxidação a quente no ambiente em 
questão; 
 
 Propriedades tecnológicas, como soldabilidade, fomabilidade etc; 
também devem ser consideradas; 
Superligas 
78 
Superligas a base de Fe-Ni 
79 
Superligas a base de Fe-Ni 
80 
Superligas a base de Ni-Cr 
81 
Superligas a base Ni 
82 
Superligas a base Ni 
83 
Superligas a base Ni 
84 
Superligas a base Ni 
85 
Superligas a base Ni 
86 
Superligas a base Ni 
87 
Superligas a base Ni 
88 
 Densidade de 60% da dos aços, metade da do Cu e 1,7 vezes 
maior que a do Al, combinado com boa resistência mecânica e à 
corrosão, rigidez e estabilidade a temperaturas relativamente 
elevadas, são empregadas em larga escala a aplicações 
estruturais de aviões – desde parafusos de alguns gramas a 
longarinas de asas, com até 1ton; 
 
 Ti puro funde a 1668°C e pode alcançar 740MPa de resistência à 
tração e aumentar para 1200MPa acrescentando Al, V e Sn; 
 
 A temperaturas abaixo de 882°C tem estrutura HCP (fase α) e 
acima dessa tem estrutura CCC (fase β). Tem grande afinidade 
com O, N, H e C formadores de soluções sólidas intersticiais; 
Titânio e suas ligas 
89 
Titânio e suas ligas 
90 
 O Ti puro tem microestrutura α é endurecido por solução sólida e 
é empregado na indústria química, de papel e celulose, marítima 
etc; 
 
 Em ligas de Ti com Al, Sn, Zr, O, C e N, a temperatura de 
transição α–β é aumentada agindo como estabilizadores da fase 
α. Mo, V, Mn, Cu, Cr e Fe são estabilizadores da fase β; 
 
 O Al é o EL mais utilizado na estabilização da fase α sendo 
favorável a densidade e elevado endurecimento por solução 
sólida entorno de 7% a 9% em função da fragilização; o V é um 
dos EL estabilizadores da fase β mais empregados; 
 
Titânio e suas ligas 
91 
Diagrama de equilíbrio Ti-Al Diagrama de equilíbrio Ti-V 
Titânio e suas ligas 
92 
 É fornecido em forma de tubos, chapas fundidos etc; utilizado em 
grande variedade de equipamentos em função da excelente 
resistência à corrosão, boa soldabilidade e fácil fabricação, mas 
bastante limitado do ponto de vista da resistência mecânica; 
 
 A liga Ti-5Al-2,5Sn corresponde a 25% do consumo mundial com 
boa soldabilidade e boas propriedades criogênicas (não com O2 
líquido); 
 
 Ligas α+β incluem a mais comum das ligas, Ti-6Al-4V, utilizada 
na indústria aeronáutica e de implantes ortopédicos. A liga Ti-6Al-
7Nb veio para substituir a anterior evitando a dissolução do V e 
absorção pelo corpo humano; 
Titânio e suas ligas 
93 
 Ligas Ni-Ti apresentam efeito memória de forma e 
superelasticidade com deformações elásticas de até 8%, podem 
ser aplicados na ortodontia com efeito semelhante a “elásticos”; 
 
 A fase β tem maior ductilidade que a α, de modo que pequenas 
quantidades favorecem a forjabilidade. Ligas β são fáceis de 
conformar e endurecem por tratamento térmico; 
 
 O Ti é obtido a partir do rutilo pelo processo Kroll, sendo 
refundido ou até duplamente refundido sob vácuo quando refino e 
homogeneidade elevados são requeridos. 
Titânio e suas ligas 
94 
 O Zr tem características físicas e químicas semelhantes ao Ti, 
apesar de não ser muito abundante é importante em função de 
sua aplicação; 
 
 Utilizado na indústria nucelar, e por não ter isótopos 
inconvenientes encontra aplicação na fabricação de tubos de 
revestimento dos elementos combustíveis de usinas nucleares; 
 
 A cima de 870°C o Zr tem estrutura CCC, fase β, abaixo tem 
estrutura HCP, fase α. 
 
 A transformação β–α da origem a elevada anisotropia das 
propriedades mecânicas; 
 
Zircônio e suas ligas 
95 
Zircônio e suas ligas 
96 
 O háfnio é um elemento sempre encontrado nos minérios de Zr, 
mas por ser absorvedor de nêutrons não é aceitável a sua 
presença em aplicações nucleares das ligas de Zr; 
 
 Zircaloy 2 e 4 são as mais comuns, contendo estabilizadores de α 
(Sn, O) e estabilizadores de β (Fe, Cr, Ni); 
 
 Zr-2,5Nb é outra liga significante comercial, já a liga Zr-Sn-Nb-Fe 
foi desenvolvida para melhorar o desempenho das ligas de Zr 
empregadas no revestimento de combustível nuclear. 
Zircônio e suas ligas 
97 
 Considerados metais refratários por ter seu ponto de fusão 
bastante elevado, entre eles, os mais importantes são o Nb, Ta, 
Mo e W; 
 
Metais refratários e suas ligas 
98 
 Aplicados a filamentos de lâmpadas, resistências elétricas, 
contatos elétricos, na indústria nuclear, aeroespacial, 
componentes eletrônicos etc; 
 
 Nb e Ta ocorrem associados em vários minerais na natureza. 
 
 O Nb tem ponto de fusão a 2468°C, o do Ta é 2996°C, têm 200-
300MPa de resistência mecânica, elevada ductilidade e 
capacidade de encruamento e tenacidade a baixas temperaturas; 
 
 O Nb pode sofrer 90% de redução a frio antes de ser necessário 
um tratamento térmico de recuperação; 
 
Metais refratários e suas ligas 
99 
 O Ta é mais resistente quimicamente que o Nb, aplicações a 
elevadas temperaturas deve ser empregado um revestimento 
protetor, soldados por TIG ou feixe eletrônico, devido ao alto 
ponto de fusão e elevada reatividade. 
 
 Cerca de 60% de Ta produzido é consumido pela indústria 
eletrônica na confecção de capacitores; 
 
 O Nb apresenta supercondutividade, a principal aplicação é em 
supermagnetos compactos (tomógrafos para diagnóstico médico, 
geradores de potência à fusão nuclear, trens levitados - 500km/h); 
 
 Densidade relativamente baixa do Nb oferece emprego na 
indústria aeroespacial, sistema de propulsores de foguetes, partes 
de turbinas etc; 
 
 
Metais refratários e suas ligas 
100 
 O Mo tem alto módulo de elasticidade, alta resistência mecânica a 
temperaturas elevadas, alta condutividade térmica e boa 
resistênciaà corrosão; 
 
 Várias aplicações na indústria elétrica e eletrônica como catodos, 
partes de válvulas eletrônicas, como resistência elétrica para 
aquecimento e etc. 
 
 O W é o metal de mias alto ponto de fusão e elevada densidade, 
produzido por metalurgia do pó, refusão sob vácuo ou feixe 
eletrônico; 
 
 Empregado como filamento, eletrodo para soldagem TIG, como 
cadinho no reprocessamento de combustível nuclear na 
recuperação de urânio e plutônio e etc. 
Metais refratários e suas ligas