METAIS E LIGAS METÁLICAS
Os metais e as ligas metálicas são solicitados, para determinadas aplicações, pelas propriedades que apresentam.
Ligas Metálicas São materiais que possuem propriedades metálicas, compostos por dois ou mais elementos, sendo pelo menos o maior constituinte deles, um metal. Normalmente as ligas são criadas para modificar ou acrescentar propriedades diferentes das propriedades idd dos metais que a formam.
A maioria destes materiais apresentam elevados valores de: Dureza; Condutividade elétrica; Condutividade id d térmica; Temperatura de fusão; Brilho; Resistência mecânica.
Processos de Fabricação
Operações de conformação Forjamento
Operações de conformação Laminação
Operações de conformação Extrusão
Operações de conformação Estiramento
Operações de conformação Estampagem
Operações de conformação Estampagem Magnética O trabalho da equipe do Dr. Glenn Daehn, da Universidade id d de Colúmbia (Estados Unidos) está utilizando magnetismo para conformar chapas de metal em seu aspecto final. Além de ser mais barato e evitar a geração de sucata. O processo utiliza o campo magnético para expandir certas porções do metal durante o processo de estamparia Dahen chama o processo de estamparia por batidas ("bump forming"), porque o campo magnético bate contra o metal em pulsos muito curtos - tipicamente de 5 a 20 vezes em menos do que um segundo - enquanto o metal move-se, conformando-se ao molde.
Fundição
Tipos de Ligas Metálicas Ligas Ferrosas: Apresentam o elemento ferro como constituinte principal. p Ex.: Aço, ferro fundido e aço corten Ligas gsnão-ferrosas: os s: Não apresentam o elemento ferro como constituinte. Ex.: Latão, bronze, zamac, alpaca, ligas de alumínio
Ligas Ferrosas Aços: São ligas de ferrocarbono. Podem apresentar concentrações apreciáveis de outros elementos de liga como níquel, molibdênio, cromo e outros. Apresentam teor de carbono abaixo de 1% e de acordo com a concentração de carbono podem ser classificados como de Alto, Médio e Baixocarbono.
Ligas ferrosas Ferro fundido: É uma liga de ferro-carbono com teor de carbono acima de 2,14%. Os produtos são obtidos, mais comumente, pelo processo de fundição emmolde de areia ou matriz.
Ligas ferrosas Aço Corten, Aço Patinável ou Aço Aclimável :Éumaliga de ferro-carbono pequenas concentrações de cobre. A oxidação desta liga cria uma pátina (fina película) na sua superfície que o protege da corrosão. Museu Djalma Guimarães - BH Teatro de Granollers, Espanha
Ligas Não-ferrosas Latão: ligas Cobre-Zinco Mit Muito utilizadas desded a antiguidade. Alta resistência à corrosão em atmosfera ambiente e água do mar. Produtos são, em geral, obtidos por forjamento ou fundição.
Ligas Não-ferrosas Bronze: liga Cobre-Estanho Et Série de ligas metálicas que tem como base o cobre eliga principal o estanho e proporções variáveis de outros elementos como zinco, alumínio, antimônio, níquel, fósforo, chumbo entre outros com o objetivo de obter características superiores a do cobre. O estanho tem a característica de aumentar a resistência mecânica e a dureza do cobre sem alterar a sua ductibilidade. O Pensador Auguste Rodin
Ligas Não-ferrosas Zamac: liga de Zinco(Zn), Alumínio (Al), Magnésio (Mg) e Cobre (Cu) Possui boa resistência à corrosão, tração, choques e desgastes, e tem uma tonalidade cinza. Dentre todas as ligas de metais não ferrosos, o Zamac é uma das que possui maior utilização, devido às suas propriedades físicas, mecânicas e à fácil capacidade de revestimento por eletrodeposição (Banho de cromo, níquel, cobre, ouro). O seu baixo ponto de fusão (aproximadamente 400ºC) permite uma maior durabilidade do molde, permitindo uma maior produção de peças pç em série fundidas. Seu preço elevado nos últimos tempos tem feito com que o zamac fosse substituído em larga escala pelo alumínio, que, além de ter menor densidade (peças mais leves, menor uso de material), tem atualmente preço bem inferior.
Ligas Não-ferrosas Alpaca: liga de Cobre (Cu), Níquel (ni) e Zinco (Zn) Seu nome significa metal branco e também é conhecida como prata alemã, devido seu brilho e coloração parecido com as da prata. As ligas que contêm mais de 60% de cobre são monofásicas e são caracterizadas pela sua ductibilidade e pela facilidade com que podem ser trabalhadas a temperatura ambiente. A adição de níquel confere-lhe uma boa resistência nos meios corrosivos. Sua composição mais usual na indústria é de 65% de cobre, 18% de níquel e 17% de zinco.
Ligas Não-ferrosas Ligas de Alumínio Elementos de liga: Cu, Si, Mg, Mn, Zn, Li. Apresentam baixa densidade; Elevada condutividade elétrica, e térmica; Alta resistência à corrosão; Fácil conformação; Baixa temperatura de fusão; Abundância de matéria-prima.
Ligas Não-ferrosas Alucobond e Alubond Compósito sanduíche com duas lâminas de alumínio e um núcleo de polietileno. Hospital Life Center - BH
Outros Metais Cobre Titânio Antimônio Nióbio Tungstênio Molibdênio Tântalo
Cobre (Cu) Cobre O cobre tem sido cada vez mais utilizado em coberturas e fachadas no mundo todo devido a sua beleza, durabilidade e sua imensa gama de possibilidades arquitetônicas. O Chile é o maior produtor de cobre no mundo, país onde a utilização deste material é mais desenvolvida. Zinabre ou azinhavre: camada verde de bicarbonato de cobre que se forma na superfície da peças de cobre. Catedral Metropolitana de Porto Alegre 4t de cobre na cúpula
Titânio Titânio (Ti) O titânio foi descoberto em 1791 por William Gregor quando investigava a areia magnética (menachanite) existente em Menachan na Cornualha. Denominou-o "menachin". Três anos mais tarde, M. H. Klaproth descobriu o que supunha ser uma nova terra no rutilo. Chamou-lhe "titânio" (do latim titans, os filhos da Terra). O metal foi pela primeira vez isolado numa formaimpuraporj. J. Berzelius em 1825. Hunter preparou titânio puro em 1910 aquecendo tetracloreto de titânio e sódio numa bomba de aço. Museu Guggenheim em Bilbao. Revestido em chapas de titânio i e pedra Projeto Arq. Canadense Frank Gehry
Antimônio Antimônio (Sb) Elemento químico metálico de símbolo Sb O antimônio é empregado principalmente em ligas metálicas e alguns de seus compostos para dar resistência contra o fogo, em pinturas, cerâmicas, esmaltes, vulcanização da borracha e fogos de artifício.
Nióbio Nióbio (Nb) Elemento químico metálico de símbolo Nb. O nióbio é usado na produção de super-ligas metálicas ferrosas e não ferrosa usadas na fabricação motores de foguetes, turbinas e equipamentos que necessitam de alta resistência à combustão, aços inoxidáveis de alto desempenho. O Brasil é responsável por 98% das jazidas mundiais i sendo ed as principais em São Gabriel da Cachoeira (AM), Raposa Serra do Sol (RR) e Araxá (MG) Turbinas de jatos e foguetes Tubulações de alto desempenho Reator termonuclear
Metais refratários São metais que possuem temperatura de fusão extremamente elevadas. Nióbio: Tf 2468ºC; Tungstênio: Tf 3410ºC; Entre estes molibdênio o e tântalo. Como aplicações encontramos em: Matrizes de extrusão, filamento de lâmpadas incandescentes,componentes de aeronaves.
Processos de Tratamento É comum se processar tratamentos para alterar as propriedades de ligas. Os tratamentos mais comuns são: Endurecimento por deformação; Endurecimento por precipitação; Endurecimento por Tratamento térmico.
Falhas Os materiais metálicos, quando submetidos à esforços excessivos, podem apresentar falhas dos seguintes tipos: Fratura; Fadiga; Fluência.
Falhas Fratura Dúctil : Modalidade de fratura que é acompanhada de uma extensa deformação plástica.
Falhas Fratura Frágil : Fratura que ocorre pela rápida propagação de uma trinca e sem deformação macroscópica apreciável.
Importante! O tipo de fratura (dúctil ou frágil) não é uma propriedade do material, mas sim, um comportamento devido às condições impostas como: carregamento, temperatura e taxa de deformação.
Falhas Fadiga: Falha em níveis relativamente baixos de tensão, de estruturas sujeitas a tensões flutuantes e cíclicas.
Falhas Fluência: Df Deformação permanente dependente do tempo, que ocorre sob condições de tensão. Para a maioria dos materiais só é considerável em temperaturas elevadas.
Oxidação X Corrosão Oxidação éaperda de elétrons de um elemento pela sua combinação com o oxigênio. Corrosão metálica é a transformação de um metal ou liga, pela sua interação química ou eletroquímica, num X determinado d meio de exposição. O processo resulta na formação de produtos de corrosão e na liberação de energia. Esta transformação resulta em perda de massa do material.
Processos de Revestimento Pesquisas demonstram que a corrosão é responsável pelo maior índice de destruição do ferro e do aço, consumindo cerca de 20% da produção mundial Estes processos têm a função de proporcionar aos materiais maior durabilidade,devido à proteção contra a ação de agentes corrosivos presentes nos ambientes em que tais materiais estejam sendo aplicados. Podem ser por pintura, deposição eletrostática, anodização e outros.
Processo de Revestimento Cromagem/Niquelagem Processo de cobrimento de superfícies metálicas por eletrodeposição de cromo ou níquel. (Torneira de latão cromado)
Processo de Revestimento Gl Galvanização Processo de cobrimento a quente de superfícies de aço nu por imersão em zinco fundido. Chapa galvanizada Telha galvanizada
Processo de Revestimento Anodização É um processo eletroquímico de oxidação forçada e controlada aplicada somente ao alumínio e suas ligas específicas. A película anódica formada apresenta dureza de 7 a 8 Mhos. É porosa, anidra e transparente, chama-se Oxido de Alumínio ou Alumina (Al2O3). Foi descoberta em laboratório, por H. Buff e C.Pollack em 1857, a tendência do Alumínio em recobrir-se de uma película (oxido) baseada na transformação superficial do próprio alumínio. Baseado nesta descoberta, inúmeras pesquisas foram feitas, somente em 1911 o francês Francais Saint Martin desenvolveu os princípios básicos para oxidação eletrolítica em meio sulfúrico Perfis Anodizados Peças Anodizados
Processo de Revestimento Flandres Processo de cobrimento de superfícies metálicas por estanho Folhas de flandres