Efeitos Dos Elementos de Liga Nos Aços

EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA SOBRE O AÇO

Materiais de Construção Mecânica

O que são elementos de liga?Elementos de liga são metais que ao serem adicionados a uma liga de ferro-carbono(aço) provocam efeitos em vários aspectos do material, como:

- Aumento da dureza e resistência mecânica;- Conferir resistência uniforme através de toda a seção em peças de grandes dimensões;- Conferir resistência à corrosão;- Aumentar a resistência ao calor;- Aumentar a resistência ao desgaste;- Aumentar a capacidade de corte ( no caso de aços rápidos);- Melhorar as propriedades elétricas e magnéticas ( no caso de condutores e semi-condutores).


Elementos mais comunsOs elementos de liga mais comuns são os listados abaixo:

1- Alumínio;

2- Chumbo;

3- Cobalto;

4- Cobre;

5- Cromo;

6- Enxofre;

7- Fósforo;

8- Manganês;

9- Molibdênio;

10- Níquel;

11- Silício

12- Tungstênio

13- Vanádio



Alumínio

O aluminio é um elemento químico de símbolo Al de número atômico 13 com massa atómica 27 u. Na temperatura ambiente é sólido, sendo o elemento metálico mais abundante da crosta terrestre. Sua leveza, condutividade elétrica, resistência à corrosão e baixo ponto de fusão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações, especialmente nas soluções de engenharia aeronáutica.

Estrutura cristalina = CFC

Densidade = 2697kg/m3

Ponto de fusão = 933,47 K


AlumínioÉ usado em pequenas proporções, como desoxidante e agente de controle do crescimento dos grãos.


Chumbo

O chumbo é um elemento químico de símbolo Pb. À temperatura ambiente encontra-se no estado sólido.É um metal tóxico, pesado, macio, maleável e mau condutor de eletricidade. Apresenta coloração branco-azulada quando recentemente cortado, porém adquire coloração acinzentada quando exposto ao ar.

Estrutura Cristalina = CFC

Densidade = 11340 kg/m3



ChumboNão se liga ao aço mas, quando adicionado, distribui-se na estrutura em forma de partículas microscópicas, o que resulta em maior facilidade de usinagem. Entretanto, devido ao baixo ponto de fusão (cerca de 327°C), aços com chumbo não devem ser usados em temperaturas acima de 250°C.


Cobalto

O cobalto é um elemento químico, símbolo Co, encontrado em temperatura ambiente no estado sólido.É utilizado para a produção de superligas usadas em turbinas de gás de aviões, ligas resistentes a corrosão, aços rápidos, carbonetos e ferramentas de diamante.


Estrutura cristalina = Hexagonal

Ponto de fusão = 1768 K


CobaltoAumenta a dureza do aço sob altas temperaturas.


CobreO cobre é um elemento químico de símbolo Cu. A temperatura ambiente o cobre encontra-se no estado sólido.

É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração avermelhada, dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade.





CobreMelhora a resistência à corrosão por agentes atmosféricos, se usado em teores de 0,2 a 0,5%.


Cromo

O cromo é um elemento químico de símbolo Cr, sólido em temperatura ambiente.Empregado especialmente em metalurgia em processos denominados eletrodeposição.


Estrutura cristalina = CCCPonto de fusão = 2180 K


CromoMelhora a resistência à corrosão (aço com cerca de 12% Cr resiste à ação da água e de vários ácidos), aumenta a resistência à tração, melhora a facilidade de têmpera, aumenta a resistência à alta temperatura e ao desgaste.


Enxofre

O enxofre é um elemento químico de símbolo S. A temperatura ambiente encontra-se no estado sólido.Facilmente reconhecido na forma de cristais amarelos que ocorrem em diversos minerais.


Estrutura cristalina = ortorrômbica (a≠b≠c)Ponto de fusão = 338,36 K


EnxofreÉ, na maioria dos casos, um elemento indesejável, oriundo do processo de produção. Se combinado com o ferro na forma de sulfeto, deixa o aço quebradiço. Entretanto, se combinado com o manganês no forma do respectivo sulfeto, favorece a usinagem com a formação de cavacos que se quebram facilmente.


Fósforo

O fósforo é um elemento químico de simbolo P.

Não é encontrado no estado nativo porque é muito reativo, oxidando-se espontaneamente em contato com o oxigênio do ar atmostérico.


Estrutura cristalina = Alótropos com várias estruturas



FósforoÉ considerado um elemento prejudicial, resultante do processo de produção. Torna o aço frágil, efeito que se acentua com o aumento do teor de carbono. Assim, os teores máximos permitidos devem ser controlados com rigor em aços para aplicações estruturais ou críticas.


Manganês

O manganês é um elemento químico, símbolo Mn, sólido em temperatura ambiente.Sua principal aplicação é na fabricação de ligas metálicas no qual é um agente removedor de enxofre e oxigênio.




ManganêsAumenta a resistência à tração. Para aços temperáveis, aumenta a dureza após o processo de têmpera.


MolibdênioO molibdênio é um elemento químico de símbolo Mo. Na temperatura temperatura ambiente encontra-se no estado sólido.

Na industria é muito utilizado na forma de ligas metálicas, principalmente no aço.




MolibdênioMelhora a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste e a dureza após a têmpera. Para aços inoxidáveis, melhora a resistência à corrosão.


Níquel

É um elemento químico do símbolo Ni.

É condutor de eletricidade e calor, dúctil e maleável.





NíquelEm média, para cada 1% de níquel, a resistência à tração aumenta 40 MPa, mas o limite de elasticidade é mais favorecido.

Melhora significativamente a capacidade de têmpera, possibilitando redução da velocidade de resfriamento.

O níquel altera a alotropia do ferro e teores acima de 25% fazem reter a austenita em temperaturas usuais, fazendo um aço austenítico, que é não magnético e bastante resistente à corrosão.

Com 36% de Ni, o aço tem o menor coeficiente de dilatação térmica e é usado em instrumentos de medição.

Em conjunto com o cromo, o aço pode ser austenítico com a combinação 18% Cr e 8% Ni


Silício

O silício é um elemento químico de símbolo Si.

A temperatura ambiente encontra-se no estado sólido. Aparece na argila, feldspato, granito, quartzo e areia, normalmente na forma de dióxido de silício (SiO2).


Estrutura Cristalina = CFC



SilícioÉ um agente desoxidante na produção do aço.

Aumenta a resistência à corrosão e a resistência à tração, mas prejudica a soldagem.

O silício aumenta significativamente a resistividade elétrica do aço e, por isso, aços com silício são amplamente usados em núcleos magnéticos (motores, transformadores, etc) devido às menores perdas com as correntes parasitas que se formam.


Tungstênio

O tungstênio é um elemento químico de símbolo W.

É notável pela sua robustez, especialmente pelo fato de possuir o mais alto ponto de fusão de todos os metais.


Estrutura cristalina = CCC



Tungstênio

Aumenta a resistência à tração em altas temperaturas.

Forma carbonetos bastante duros e é usado em aços para ferramentas (aços rápidos).


Vanádio

É um elemento químico do símbolo V, Nas condições ambientes é encontrado no estado sólido.

É um metal dúctil e macio, e é empregado principalmente em algumas ligas metálicas.


Estrutura cristalina = CCC



Vanádio

Refina a estrutura do aço, impedindo o crescimento dos grãos. Forma carbonetos duros e estáveis e é usado em aços para ferramentas para aumentar a capacidade de corte e dureza em altas temperaturas.


Obs,: Os dois últimos algarismos (xx) indicam o teor de carbono em 0,01%. Exemplo: um aço SAE 1020 tem 0,20 % de carbono.


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