Titanios e Suas Ligas - Teorico
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Titanios e Suas Ligas - Teorico


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Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda 
Universidade Federal Fluminense \u2013 UFF/VR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ciências dos Materiais II 
Titânio e Suas Ligas 
Prof. Fabrício Lins 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rafael Mendes Da Silva 
Roni Peterson Vieira 
 
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Resumo: O Titânio e suas ligas tem sido usado amplamente devido as suas 
características peculiares, como alta resistência a corrosão e elevada biocompatibilidade. 
Em razão destes motivos tem sido usado amplamente nas industrias farmacêutica, 
alimentícia, galvanoplastia, química e derivados, papel e celulose,siderúrgicas, aeronáuticas, 
espaciais, biomedicina, mineração, petróleo e petroquímicas,e inúmeras outras , pois a cada 
dia se desenvolvem novas aplicações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Palavras Chaves : Ligas Titânio, Microestrutura,Ligas Ligas Alfa (\u3b1),Ligas Beta (\u3b2) 
Ligas \u3b1+\u3b2 
 
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Índice 
 
 
Introdução 
Processamento 
Propriedades Mecânicas do Titânio 
Titânios e Suas ligas : Características Gerais 
Ligas Alfa (\u3b1) 
Ligas Beta (\u3b2) 
Ligas \u3b1+\u3b2 
Propriedades mecânicas de materiais à base de titânio 
Microestruturas 
Aplicações do Titânio e Suas Ligas 
Conclusão 
Referencias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Titânio 
Introdução 
 
A presença de Titânio (Ti) na maioria dos minerais da crosta terrestre passou 
despercebida durante séculos, em razão da semelhança de suas propriedades com a do silício 
(Si), porém por volta de 1791 o pastor e mineralogista William Gregor ao examinar a areia preta 
observou que quando elas eram atacadas com ácido sulfúrico, apresentavam uma substancia 
avermelhada, tal substancia ainda não era o Titânio, mas Ilmenita (FeOTiO2) que junto do 
H2SO4 forma o sulfato ferroso (marrom avermelhado). Em 1825 Jons Jacob Berzelius achava 
que havia isolado o titânio , mas verificou se que ainda não era material puro, 1887 os suecos 
Sven Otto Petterson e Lars Fredrick Nilson também só obtiveram o material impuro. E em 1910 
Matthew A. Hunter obteve com 99% de teor pureza através de redução de cloreto de sódio com 
o composto TiCl4 em um recipiente de aço sob pressão. 
Por volta de 1937, Guilherme Kroll junto com a Siemens e Helska desenvolveram um 
processo para obtenção consistente de composto de titânio através da redução de tetracloreto 
de titânio com pó de magnésio, em uma atmosfera de argônio, a fim de se evitar a oxidação. 
As reações do método Kroll são as seguintes: 
O tetracloreto é obtido pela ação do cloro e do carbono sobre a ilmenita 
 
2TiFeO3 + 7Cl2 + 6C \u2192 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO 
 
Após é feita a destilação do tricloreto de ferro e posteriormente a redução do TiCl4, 
através do magnésio. 
 
TiCl4 + 2Mg \u2192 2MgCl2 + Ti 
 
Este é o primeiro processo que permitiu a produção em grandes quantidades de titânio 
puro, e utilizado até hoje. Mas ao todo existem atualmente seis tipos de processos disponíveis: 
\u2018Kroll\u2019, \u2018Hunter\u2019, redução eletrolítica, redução gasosa, redução com plasma e redução 
metalotérmica. 
O Titânio é um elemento metálico bem conhecido por sua boa performance em relação 
a resistência à corrosão, sendo quase tão resistente quanto a platina, também possui grande 
resistência mecânica, além de baixa condutividade térmica e elétrica, ser leve, forte e de fácil 
fabricação. Tem baixa densidade em relação ao aço, algo em torno de 40%, porém é mais 
pesado que o alumínio em 60%, sendo duas vezes mais resistente que ele. E quando puro é 
bem dúctil e fácil de trabalhar , tem o ponto de fusão alto sendo bem útil como um metal 
refratário. Portanto tais características fazem com que o titânio seja muito resistente contra os 
tipos usuais de fadiga. 
O Titânio é o nono elemento em abundância no planeta terra. Existem diversos 
minerais que possuem Titânio, no entanto apenas uma pequena parcela dos mesmos ocorrem 
no planeta terra, em volumes e concentrações consideráveis economicamente. Destes 
minerais os que se apresentam como principais fontes comerciais de titânio são: ilmenita 
(TiO2.FeO) , rutilo (TiO2), o anatásio (TiO2) e o leucoxênio. 
A ilmenita, do qual é obtida a maior parte do titânio, é um mineral de magnetismo fraco 
abundante na litosfera, dando formação a inúmeros depósitos econômicos espalhados por 
diversos países se caracterizando por um minério preto,quando fresco e inalterado, composto 
de óxidos de ferro e titâno (FeTiO3) com composição teórica de Fe (36,8%), Ti (31,6%) e O 
(31,6%),apresentando cristalização hexagonal,romboédrica. 
 
Propriedades físicas da ilmelita 
Propriedades Ilmenita 
Brilho Metálico a sub-metálico 
Clivagem Ausente 
Cor Preta 
Densidade (g/cm³) 4,5 a 5,0 
Dureza (escala de Mohs) 5,0 a 6,0 
Fratura Conchoidal 
Hábito Variado (compacto,granular,lamelar, maciço, romboédrico) 
Sistema Cristalino Trigonal \u2013 Classe (Romboédrica) 
Susceptibilidade Magnética Fraca (aumenta quando a ilmenita é aquecida) 
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Transparência Opaco 
Propriedades Ópticas Anisotropia forte, marrom pálido, às vezes, com matriz rosada 
ou violeta 
Ocorrência Ocorre como mineral acessório em rochas magmáticas e 
metamórficas 
Propriedades Diagnósticas Pode apresentar magnetismo, densidade, brilho. 
Usos Fonte de ferro e titânio, principalmente de titânio. 
Associação Variável, normalmente cm magnetita em rochas basálticas e 
ácidas. 
 
O rutilo é um mineral composto de dióxido de titânio, TiO2. Possui uma fratura 
subconcoidal, é frágil, com dureza considerável, densidade relativa, brilho adamantino a 
metálico, apresentando cor marrom ou vermelho e em algumas casos, amarelo, azul ou violeta. 
É transparente a opaco. Apresenta uma estrutura cristalina tetragonal. O rutilo natural é 
geralmente opaco ou vermelho muito escuro e pode conter até 10% de ferro. È a forma mais 
estável de dióxido de titânio e é produzido em temperaturas mais altas. Ocorre como material 
acessório bastante comum de inúmeras rochas, porém suas reservas não são tão abundantes 
como as da ilmenita.É caracterizado pela escassez da oferta e é de grande importância 
econômica. Trata-se de uma matéria prima-nobre, que possui teor de dióxido de titânio de 
96%. 
 
Propriedade Físicas do Rutilo 
Propriedades Rutilo 
Associação Associado a quartzo, micas titaníferas, feldspatos, 
hornblendas 
Brilho Adamantino a metálico 
Clivagem Distinta [110] 
Cor Vermelho, marrom, azul, amarelo, violeta, preto 
Densidade (g/cm³) 4,3 
Dureza (Escala de Mohs) 6,0 a 6,5 
Fratura Superfícies planas(sem clivagem), fraturas em padrão 
irregular.Ausência de subconchoidal 
Hábito Prismático, acicular, maciço, compacto 
Ocorrência - Ocorre como mineral acessório em hornblenda dioritos, 
sienitos, granitos, anfibolitos, gnaisses, mica xistos, 
sendo freqüentemente de origem secundária 
Propriedades Diagnósticas Estrias longitudinais, geminação, hábito, cor, testes 
Propriedades Ópticas Uniaxial positivo 
Transparência Transparente, translúcido e opaco 
Uso Gema e fonte de Ti. 
 
O anatásio é um nome que deriva do grego anatasis, significando alongamento, 
conhecido antigamente como octaedrita. Cristaliza-se no sistema tetragonal, apresenta 
coloração castanha e no seu estado natural contém de 98,4 a 99,8% de TiO2. É um óxido de 
titânio trimorfo apresentando a mesma composição química da brookita e o do rutilo, sendo que 
difere do primeiro pelo sistema de cristalização e, do segundo, pelo arranjo interno dos átomos. 
 
Propriedades Físicas do Anastásio 
Propriedades Anatásio 
Associação Associado a apatita, adulária, titanita, rutilo, 
hematita. 
Brilho adamantino a resinoso 
Clivagem [101] perfeito ,[001] distinto 
Cristalografia Tetragonal \u2013 classe Bipiramidal ditetragonal 
Cor Variada(marrom vermelhado, preto, marrom, 
amarelado, cinza e azul escuro) 
Composição Óxido de titânio. 60% de Ti, 40% de O 
Densidade relativa 3,8 - 3,9g/cm³ 
Dureza(Escala de Mohs) 5,5 - 6,0 
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Fratura