Ligas Metálicas

Estrutura e Propriedades

dos Metais

LIGAS METLICAS

Ligas Metlicas

LIGA:

uma soluo slida,

uma soluo homognea slida de um metal com

um ou mais elementos metlicos ou no - metlicos,

so materiais distintos dos seus componentes, isto ,

tm propriedades fsicas e qumicas diferentes.

As ligas podem ser classificadas de diversas formas:

Pelo metal predominante;

Pelo nmero de elementos que as compem;

Pela principal propriedade fsica da liga.

Ligas Metlicas

As ligas obtm-se:

a partir da mistura dos componentes fundidos, estando o metal base numa concentrao elevada,

qual se adicionam os outros elementos,sob a forma de fragmentos slidos, prviamente pesados,

que se dissolvem por agitao

a soluo arrefecida, resultando a soluo slida.

Ligas Metlicas

Recorre-se formao de ligas para:

se obterem determinadas caractersticas pretendidas, que no se encontram no metal na forma pura, tais

como:

- aumento da resistncia mecnica e trmica,

- aumento da dureza,

- diminuio do p.f.

Ligas Metlicas

As diferentes propriedades devem-se tambm:

disposio espacial dos componentes:

quando os tomos de um metal so substitudos por tomos de outro metal (raios atmicos semelhantes),

Liga substituicional ex: Lato

quando os tomos adicionados so muito menores , que os ies do metal, indo ocupar os intervalos,

intersticios, entre os maiores

Liga intersticial ex: Ao

Ligas Metlicas

Liga Metlica Componentes Caractersticas Aplicaes

Lato Cobre e Zinco Resistncia corroso Navios Tubos

Bronze Cobre e Estanho Resistncia corroso Moedas Sinos

Ao Ferro e Carbono Resistncia corroso Navios Utenslios domsticos

Ao inoxidvel Ao e Crmio Resistncia corroso Talheres Utenslios domsticos

Ao-Nquel Ao e Nquel Resistncia mecnica Canhes Material de blindagem

Ao-Tungstnio Ao e Tungstnio Alta dureza Brocas Pontas de caneta

Amlgama Mercrio, Prata e

Estanho

Resistncia oxidao Restaurao de dentes

Ouro 18 quilates Ouro e Cobre Alta ductilidade e

maleabilidade

Jias

Prata de lei Prata e Cobre Aumento da dureza Utenslios domsticos Ornamentos

Ligas Metlicas

Ligas de Cobre

O cobre puro um

material muito macio

mas, juntando-lhe

diversos elementos

podemos obter ligas

com propriedades

muito valiosas, muitas

vezes chamadas

ligas de cobre.

Ligas de Cobre e Estanho (Bronze)

O bronze era utilizado para o fabricao de

armas e ferramentas e ainda hoje usado no

fabricao de peas de maquinaria e em

esttuas.

90% de cobre 10% de estanho

Para conferir propriedades especiais,

usam-se pequenas quantidades de zinco,

alumnio, prata ou chumbo.

Pensador de RodinCanhes de Antietam

de Richard R. Miller

Composio

aproximada:

Ligas de Cobre e Zinco (Lates)

Lato vermelho contm 20% de zinco, muito malevel e pode ser convertido

em lminas finssimas.

Lato amarelo contm de 20% a 40% de zinco e utiliza-se sobretudo no fabrico

de peas de maquinaria.

Lato branco levemente corado de amarelo, contm 80% de zinco e

quebradio, pelo que s pode ser usado

em fundio.

- Percentagem de Zn no lato vulgar - 3 a 45%.

- Propriedades especiais usando pequenas

quantidades de outros elementos: alumnio,

estanho, chumbo ou arsnio

Ligas de Cobre e Nquel

(Cupronquel)Constantan: 58 a 60% de cobre

32 a 42% de nquel

1 a 2% de magnsio.

Nquel de cunhagem:

75% de cobre

25% de nquel.

O Constantan muitas vezes usadoem associao com o cobre em

instrumentos de medio e de controle

por ter uma resistncia eltrica

independente da temperatura.

No deve ser utilizado a temperaturas

acima de 500 C

O nquel de cunhagem usado

para fazer a parte interna da

moeda de 1 Euro e a parte

externa da moeda de 2 Euros.

Ligas de Nquel

(super ligas de nquel)

Desenvolvidas para aplicaes especiais onde se exige grande:

resistncia mecnica a temperaturas elevadas resistncia corroso; reduzida variao dimensional; resistncia elctrica (para aquecimento).

Exemplos de aplicao:

Turbinas de avio; Turbinas de vapor; Centrais nucleares; Instalaes qumicas e petroqumicas.

Ligas de Cobre e Alumnio

As ligas de cobre alumnio so muito usadas nafabricao de braos de balana e molas de relgio.

Ligas de Estanho

O estanho um metal de cor branca, muito dctil e malevel.

Apresenta-se em duas formas alotrpicas: estanho branco e

estanho cinzento.

O estanho branco passa a estanho cinzento a baixas

temperaturas.

Ligas de Antimnio

Ligas de antimnio e cobre, combinados com

chumbo e estanho empregam-se nos chamados

metais antifrico, utilizados na fabricao de peaspara eixos de mquinas.

Os metais antifrico

tambm so chamados

metais brancos oumetais de patente.

Soldas

Juntando 30% de estanho a 60% de

chumbo, obtm-se uma liga de baixo

ponto de fuso, utilizada para soldar.

As soldas fortes so geralmente ligasde cobre e zinco, que fundem a mais de 800 C.

Podem ser combinados com prata.

O ouro, com zinco ou com estanho, utiliza-se tambm napreparao de soldas fortes.

O zinco e o estanho baixam o ponto de fuso do ouro, paraalm de baixarem o custo.

Ligas de Mercrio (Amlgamas)

Amlgama

dentria:

70% de mercrio

3% de cobre

1% de prata

26% de estanho

Ligas de Prata

Prata de Lei:

92,5% Prata

7,5% Cobre

Prata de Cunhagem:

90 % Prata

10 % Cobre

A prata o mais branco de todos os metais e mostra

um poder de reflexo da luz particularmente grande.

usada no fabrico de jias e baixelas sob a forma

de ligas, por ser demasiado macia.

Ligas de Ouro

O ouro puro extremamente macio e, como tal, tem

de ser usado em ligas, normalmente com cobre,

prata, zinco ou nquel.

Quilates medida da pureza do ouro

24 quilates (Ouro Puro): 100 % Ouro

18 quilates (Ouro de Lei): 75% Ouro

Ligas de Ouro

Ouro Vermelho: Cobre 25 %

No ouro de 18 quilates os restantes 25% determinam a

cor do ouro:

Ouro Amarelo:

Cobre 10-15 %

Prata 10-15 %

Ouro Branco:

Nquel 10 %

Paldio 10 %

Zinco ou Prata 5 %

Ligas de Ferro (Aos)

O ferro um slido acinzentado, que apresenta as

propriedades metlicas caractersticas, brilho, dureza,

maleabilidade e ductilidade.

Tem tambm propriedades magnticas.

hematite pirrotite magnetite


A Torre Eiffel, em Paris, e a ponte

D. Lus no Porto foram duas

estruturas totalmente concebidas

em ao por Gustavo Eiffel.


Composio dos restantes elementos (percentagem mssica)

Tipo C Mn P S Si Ni Cr Outros Utilizaes

Normal 1,35 1,65 0,04 0,05 0.06 Cu (0,2 a 0,6)

ProdutoslaminadosFerramentas

De alta resistncia

0,25 1,65 0,04 0,05 0,15-0,9

0,4-1,0

0,3-1,3

Cu (0,01 a 0,08)

ConstruoTurbinas avapor

Inoxidvel 0,03-1,2

1,0-10 0,04-0,06

0,03 1-3 1-22 4,0-27 Utensliosde cozinhaLminas debarbear

Ligas Leves (Al, Ni, Ti)

Ligas com Memria de Forma

As ligas com memria de forma SMA (Shape Memory Alloys) so materiais metlicos que tm a capacidade de recuperar a sua

forma,

mesmo depois de severamente deformados (dentro de certos limites) a baixas temperaturas,

recuperam a forma inicial por aquecimento.

Transformao: Austenite Martensite Austenite

Exemplos: Ni-Ti (Nitinol), Cu-Zn-Al, Ag-Cd, Au-Cd, Cu-Al-Ni, Cu-Sn


Nitinol

Histria:

- experimentalmente verificou-se que uma

tira de liga slida de Nquel e Titnio,

- com o mesmo n de tomos, num determinado arranjo cristalino,

- ao ser dobrada e desdobrada vezes sem conta no se partia,

- observaram-se impressionantes propriedades de resistncia ao

impacto,

- continuando com a mesma liga, estando a tira dobrada, esta ao

ser aquecida, voltava forma original.


Nitinol

Nquel

Titnio

Baixas Temperaturas Altas Temperaturas

Martensite Austenite


Nitinol

O Nitinol aps deformado regressa forma

inicial por aquecimento.

O efeito de recuperao de forma no exclusivo das ligas metlicas, existindo

tambm em polmeros, em cermicos e em materiais biolgicos, de que exemplo

o cabelo humano;


Aplicaes

Placas sseas

Catteres


Aplicaes

Sonda para reforo da artria aorta

(evitar o aneurisma)

Filtros para a veia cava


Aplicaes:

Aparelho correco para dentes

Medicina - instrumentos


Aplicaes:

Aeronutica

Juntas para tubagens


Aplicaes:

Robtica

Armaes culos

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