APLICAÇÕES E PROCESSAMENTO DE LIGAS METÁLICAS

CAP. 11 – APLICAÇÕES E PROCESSAMENTO DE LIGAS METÁLICAS

→ TIPOS DE LIGAS METÁLICAS:

- LIGAS FERROSAS: possuem o ferro como o principal constituinte, é vantajoso pois o ferro é abundante na crosta terrestre, o ferro metálico e suas ligas podem ser produzidos usando técnicas de extração e refino econômicas, e são versáteis; contudo, a desvantagem do ferro é ser suscetível a corrosão.

        

[pic 1]

Ligas metálicas[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

                Ferrosas                                                Não-ferrosas[pic 6][pic 7]

[pic 8][pic 9]

        Aços                                Ferros fundidos[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20]

                        Ferro                 Ferro                 Ferro              Ferro                Ferro[pic 21]

                        Cinzento         Dúctil                branco   maleável            vermicular

[pic 22][pic 23][pic 24]

Baixa liga                                                             Alta liga[pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]

[pic 29][pic 30][pic 31]

Baixo teor de C    Médio teor de C  Alto teor C[pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37]

[pic 38][pic 39]

comum        comum              comum[pic 40][pic 41][pic 42][pic 43]

        alta                          Tratável                Ferramenta                Inoxidável[pic 44]

         resistência                 termicamente

        

- Aços: os aços são ligas ferrosas que possuem propriedades sensíveis ao teor de carbono, e são classificados de acordo com a concentração deste – sendo, aços com baixo, médio ou alto teor de carbono –. Os aços carbono contêm apenas concentrações residuais de impurezas, os aços-liga, mais elementos são adicionados intencionalmente.

        Aços com baixo teor de carbono (comum): são mais produzidos, contêm menos de 0.25%pC. Não respondem a tratamentos térmicos para formar martensita, o aumento da resistência é feito através trabalho a frio. Microestruturas consistem em perlita e ferrita. Essas ligas têm baixa dureza e resistência, possuem ductilidade e tenacidade elevadas. São usináveis, soldáveis e dentre todos os aços é o mais barato.

        Aços com baixo teor de carbono, alta resistência e baixa liga: contêm outros elementos de liga (cobre, vanádio, níquel), com concentração até 10%p, o que resulta em maior resistência na liga. São dúcteis, conformáveis e usináveis, e ainda, mais resistentes à corrosão.

        Aços com médio teor de carbono: possuem concentrações de carbono com aproximadamente 0,25%p – 60%p. Podem ser tratadas termicamente para melhorar as propriedades mecânicas. São utilizadas frequentemente na condição revenida, e possuem microestrutura da martensita. Adições de cromo e níquel melhoram a capacidade da liga ser tratada termicamente. Quanto tratadas são mais resistentes do que as anteriores, porém com menos ductilidade e tenacidade. Exibem uma combinação de alta resistência, resistência à abrasão e tenacidade.

        Aços com alto teor de carbono: possuem teor entre 0,6-1,4%pC, são os mais duros e resistentes, em consequência, os menos dúcteis dos aços-carbono. Normalmente utilizados em condição revenida ou endurecida; resistentes ao desgaste e conseguem manter um fio de corte. Formam ligas com cromo, vanpadio e tungstênio e formam carbetos muito duros e resistentes ao desgaste.

        Aços inoxidáveis: fazem parte do grupo de alta liga. São altamente resistentes a corrosão, ou seja, não oxidam facilmente. É predominantemente ligado com o cromo (pelo menos 11%p). Eles se dividem em 3 classes de acordo com a microestrutura predominante: martensíticos, ferríticos e austeníticos (mais resistentes a corrosão, pois tem muito cromo e níquel, e ainda são produzidos em grandes quantidades). São versáteis nas possibilidades de aplicação, pois juntamente com a resistência à corrosão, apresenta uma ampla faixa de propriedades.

** Aços de alta liga são aqueles cuja soma dos elementos ultrapassa 5%. Três grupos podem representar os aços ligados: aços temperados e revenidos, aços tratáveis termicamente e aços resistentes à corrosão e ao calor.

Os ferríticos são compostos pela fase ferrita α (CCC). Os austeníticos e ferríticos são endurecidos por tratamento a frio, pois não são tratáveis termicamente como os martensíticos. Martensíticos e ferríticos são magnéticos.

- Ferros Fundidos: são uma classe de ligas ferrosas com teores de carbono acima de 2,14%p. Na prática, entre 3,0-4,5%p. São fundidos com facilidade e apropriados para isso.

A cementita é um composto metaestável e sob algumas condições podem dissociar-se:

Fe3C → 3Fe (α) + C (grafita)

Para a maioria dos ferros fundidos o carbono existe como grafita, o que interfere na estrutura e nas propriedades mecânicas.

        Ferro cinzento: possui teor de carbono (2,5-4%) e silício (1-3%). E a grafita existe na forma de flocos, devido a isso, a superfície de fratura adquire uma aparência cinzenta. É pouco resistente e frágil em tração. Os flocos de grafita são afiladas e pontiaguras, sendo então ponto de concentração de tensão. A resistência e ductilidade são muito maiores sob cargas de compressão. Eles possuem características de interesse: eficientes no amortecimento de energia vibracional, e está entre os materiais metálicos mais baratos.