METAIS E LIGAS

METÁLICAS

METALURGIACIÊNCIA QUE ESTUDA OS CIÊNCIA QUE ESTUDA OS

METAIS E LIGAS METÁLICAS.METAIS E LIGAS METÁLICAS.

METALOGRAFIA METALOGRAFIA ramo da metalurgia ramo da metalurgia que EXAMINA a estrutura dos metais e que EXAMINA a estrutura dos metais e ligas metálicas. ligas metálicas.

METAIS

METAIS

Uma substância química opaca brilhante, boa condutora Uma substância química opaca brilhante, boa condutora de calor e eletricidade e, quando polida, boa refletora de de calor e eletricidade e, quando polida, boa refletora de luz. (Metals Handbook – 1992)luz. (Metals Handbook – 1992)

Qualquer elemento químico capaz de ionizar-se Qualquer elemento químico capaz de ionizar-se positivamente em uma solução.positivamente em uma solução.

METAIS/CARACTERÍSTICAS:

Substância sólida cristalina;Substância sólida cristalina;Reflete raios luminosos;Reflete raios luminosos;Brilho superficial;Brilho superficial;Ruído metálico quando golpeado;Ruído metálico quando golpeado;Bom condutor de calor e eletricidade;Bom condutor de calor e eletricidade;Alta resistência, dureza, ductilidade e Alta resistência, dureza, ductilidade e

maleabilidade;maleabilidade;Ponto de fusão definido.Ponto de fusão definido.

METAIS/PONTO DE FUSÃO:

É a temperatura em que o metal É a temperatura em que o metal passa do estado sólido para o passa do estado sólido para o líquido.líquido.

• Au 1063°CAu 1063°C• Cu 1083°CCu 1083°C• Ag 960°CAg 960°C• Pt 1773°CPt 1773°C

TIPOS DE METAIS:

NOBRES;NOBRES;PRECIOSOS;PRECIOSOS;SEMI-PRECIOSOS;SEMI-PRECIOSOS;NÃO PRECIOSOS OU BÁSICOS.NÃO PRECIOSOS OU BÁSICOS.

METAL PRECIOSOMETAL PRECIOSO Determinado pelo grau de Determinado pelo grau de

dificuldade em que é encontrado dificuldade em que é encontrado na natureza.na natureza.

METAL NOBREMETAL NOBRE Determinado por sua alta Determinado por sua alta resistência à corrosão.resistência à corrosão.

CORROSÃO?

FERRUGEM FERRUGEM oxidação e corrosão oxidação e corrosão das ligas metálicas.das ligas metálicas.

METAIS PASSIVOS - metais que METAIS PASSIVOS - metais que oxidam, porém não corroem. oxidam, porém não corroem.

Ex: ouro, alumínio, prata.Ex: ouro, alumínio, prata.

METAIS NÃO PASSIVOS - metais METAIS NÃO PASSIVOS - metais que sofrem oxidação e corrosão.que sofrem oxidação e corrosão.

Ex: ferro.Ex: ferro.

Estrutura CristalinaForma ou disposição das Forma ou disposição das

unidades atômicas na grade unidades atômicas na grade espacial = organizada.espacial = organizada.

Grade Espacial - arranjo Grade Espacial - arranjo dos átomos no espaço.dos átomos no espaço.

UTILIZAÇÃO NA ODONTOLOGIA

METAL PURO: ouro puro em folha, titânio puro comercial (CP), cones de prata (obturação de canais)...

LIGAS METÁLICAS: ligas para restaurações, estruturas de próteses parciais, fios ortodônticos, instrumentais odontológicos...

*PROPRIEDADE IMPORTANTE*

Alta tenacidade à fratura – consiste Alta tenacidade à fratura – consiste na capacidade de absorver energia e na capacidade de absorver energia e impedir a propagação de trincas impedir a propagação de trincas quando submetidos a um aumento quando submetidos a um aumento das tensões de tração.das tensões de tração.

Metais – de 25 a 60 MPa.mMetais – de 25 a 60 MPa.m1/21/2

Cerâmicas odontológicas – de 0,75 a Cerâmicas odontológicas – de 0,75 a 5,0 MPa.m5,0 MPa.m1/21/2

LIGAS METÁLICAS

LIGAS METÁLICAS

É a combinação de dois ou mais É a combinação de dois ou mais metais puros. Difere do metal por metais puros. Difere do metal por apresentar zona de fusão ao invés de apresentar zona de fusão ao invés de ponto de fusão. ponto de fusão.

É uma substância com É uma substância com propriedades metálicas, constituída de propriedades metálicas, constituída de dois ou mais elementos químicos, dos dois ou mais elementos químicos, dos quais pelo menos um é metálico. quais pelo menos um é metálico.

REGRA DE SOLUBILIDADE SÓLIDA

Valência Química – a valência dos dois Valência Química – a valência dos dois elementos não deve diferir por mais de elementos não deve diferir por mais de uma unidade;uma unidade;

Dimensão atômica – os raios atômicos Dimensão atômica – os raios atômicos dos dois elementos devem estar numa dos dois elementos devem estar numa razão de < ou razão de < ou ≅≅ 15%, caso seja > que 15%, caso seja > que 15% surgiram múltiplas fases durante 15% surgiram múltiplas fases durante a solidificação ;a solidificação ;

Eletronegatividade – devem ser Eletronegatividade – devem ser semelhantes entre si;semelhantes entre si;

Estrutura cristalina – as estruturas Estrutura cristalina – as estruturas devem ser do mesmo tipo.devem ser do mesmo tipo.

ALOTROPIA É a propriedade que certas É a propriedade que certas

substâncias apresentam de tomar substâncias apresentam de tomar formas diversas, segundo a formas diversas, segundo a

disposição dos seus átomos na disposição dos seus átomos na molécula ou na estrutura molécula ou na estrutura

cristalina, resultando substâncias cristalina, resultando substâncias apresentando propriedades apresentando propriedades

químicas e físicas muito químicas e físicas muito diferentes, embora se tratando do diferentes, embora se tratando do mesmo elemento ou composto. mesmo elemento ou composto.

MECANISMO DE SOLIDIFICAÇÃO

METAIS FUNDIDOSMETAIS FUNDIDOS NÚCLEOS DE CRISTALIZAÇÃO NÚCLEOS DE CRISTALIZAÇÃO CRESCIMENTO CRESCIMENTO

ARBORESCENTE (DENDRITOS)ARBORESCENTE (DENDRITOS) DENDRITOS CRESCEM DENDRITOS CRESCEM LIMITES GRANULARESLIMITES GRANULARES GRÃOS = ESTRUTURA GRÃOS = ESTRUTURA

POLICRISTALINA EQUIAXIAL.POLICRISTALINA EQUIAXIAL.

ESQUEMA DE CONTRAÇÃO

1 – Quanto ao uso. Ex: ligas para inlays, próteses 1 – Quanto ao uso. Ex: ligas para inlays, próteses unitárias e parciais fixas totalmente metálicas, unitárias e parciais fixas totalmente metálicas, próteses metalocerâmicas, pinos e núcleos, PPR e próteses metalocerâmicas, pinos e núcleos, PPR e implantes.implantes.

2 – Elemento principal (à base de ouro, paládio, prata, 2 – Elemento principal (à base de ouro, paládio, prata, níquel, cobalto e titânio).níquel, cobalto e titânio).

3 – Nobreza (altamente nobre, nobre e 3 – Nobreza (altamente nobre, nobre e predominantemente de metais básicos).predominantemente de metais básicos).

4 – Três elementos principais (Au-Pd-Ag, Pd-Ag-Sn, 4 – Três elementos principais (Au-Pd-Ag, Pd-Ag-Sn, Ni-Cr-Be, Co-Cr-Mo, Ti-Al-V e Fe-Ni-Cr).Ni-Cr-Be, Co-Cr-Mo, Ti-Al-V e Fe-Ni-Cr).

5 – Sistema de fase predominante (uma fase 5 – Sistema de fase predominante (uma fase [isomorfo], eutética, peritética e intermetálica).[isomorfo], eutética, peritética e intermetálica).

CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS METÁLICAS:

CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS METÁLICAS:

Segundo o número de elementos:Segundo o número de elementos: Binárias;Binárias; Ternárias;Ternárias; Quaternárias;Quaternárias; Complexas.Complexas.

Segundo a miscibilidade dos átomos no estado Segundo a miscibilidade dos átomos no estado sólido:sólido:

Solução sólida;Solução sólida; Composto intermetálico;Composto intermetálico; Eutético.Eutético.

SOLUÇÃO SÓLIDA: Apresentam características de metais puros;Apresentam características de metais puros; Os átomos de dois metais ocupam posições na Os átomos de dois metais ocupam posições na

mesma estrutura cristalina. Ex: estrutura cúbica de mesma estrutura cristalina. Ex: estrutura cúbica de corpo centrado (CCC).corpo centrado (CCC).

Apresentam temperatura de fusão intermediário Apresentam temperatura de fusão intermediário que a dos metais que lhes originaram;que a dos metais que lhes originaram;

Tem maior resistência mecânica e química que os Tem maior resistência mecânica e química que os metais que lhes originaram;metais que lhes originaram;

São miscíveis no estado líquido e sólido em São miscíveis no estado líquido e sólido em qualquer proporção;qualquer proporção;

““São ligas perfeitas”.São ligas perfeitas”.

SITUAÇÃO DOS METAIS NA SOLUÇÃO:

SOLVENTE – metal cuja grade espacial permanece, SOLVENTE – metal cuja grade espacial permanece, átomos que predominam na grade espacial em mais de átomos que predominam na grade espacial em mais de 50%, elemento que apresentar maior valência.50%, elemento que apresentar maior valência.

SOLUTO – metal que invade a grade espacial do SOLUTO – metal que invade a grade espacial do outro, átomos que existem em menos de 50% na grade outro, átomos que existem em menos de 50% na grade espacial, elemento que apresentar menor valência.espacial, elemento que apresentar menor valência.

POSIÇÃO DOS ÁTOMOS NA ESTRUTURA CRISTALINA:

SOLUÇÃO SÓLIDASOLUÇÃO SÓLIDA SUBSTITUCIONAL: é SUBSTITUCIONAL: é aquela em que os átomos do soluto substitui os aquela em que os átomos do soluto substitui os átomo do solvente.átomo do solvente.

SOLUÇÃO SÓLIDASOLUÇÃO SÓLIDA INTERSTICIAL: é INTERSTICIAL: é aquela em que os átomos do soluto ficam nos aquela em que os átomos do soluto ficam nos interstícios dos átomos do solvente.interstícios dos átomos do solvente.

A liga intersticial apresenta maior resistência A liga intersticial apresenta maior resistência mecânica devido a maior distorção da grade.mecânica devido a maior distorção da grade.

COMPOSTOS INTERMETÁLICOS

São verdadeiros compostos São verdadeiros compostos químicos;químicos;

São duras e friáveis;São duras e friáveis;Apresentam temperatura de fusão Apresentam temperatura de fusão

intermediário que a dos metais que intermediário que a dos metais que lhes originaram;lhes originaram;

São miscíveis em proporção São miscíveis em proporção adequada.adequada.

LIGAS EUTÉTICAS

São duras e friáveis, mais que os São duras e friáveis, mais que os metais que lhes originaram;metais que lhes originaram;

Apresentam ponto de fusão menor Apresentam ponto de fusão menor que dos metais que lhes originaram;que dos metais que lhes originaram;

São miscíveis no estado líquido, São miscíveis no estado líquido, porém, são insolúveis no estado porém, são insolúveis no estado sólido.sólido.

DEFEITOS DE SOLIDIFICAÇÃO

SUB-MICROSCÓPICOS - SUB-MICROSCÓPICOS - vazios, discordâncias;vazios, discordâncias;

MICROSCÓPICOS - limites MICROSCÓPICOS - limites granulares, microporos;granulares, microporos;

MACROSCÓPICOS - MACROSCÓPICOS - bolhas, inclusões.bolhas, inclusões.

TRABALHO MECÂNICO

É toda e qualquer É toda e qualquer deformação plástica deformação plástica executada sobre um metal executada sobre um metal ou liga capaz de provocar ou liga capaz de provocar deslizamento dos grãos deslizamento dos grãos cristalinos.cristalinos.

TIPOS: TIPOS:

A FRIO;A FRIO;

A QUENTE.A QUENTE.

RECOZIMENTOTratamento através Tratamento através

do aquecimento da peça do aquecimento da peça que sofreu tratamento que sofreu tratamento mecânico.mecânico.

ETAPAS DO RECOZIMENTO:ETAPAS DO RECOZIMENTO:

RECUPERAÇÃO;RECUPERAÇÃO;

RECRISTALIZAÇÃO;RECRISTALIZAÇÃO;

COALESCÊNCIA.COALESCÊNCIA.

Um gráfico que apresenta OS LIMITES Um gráfico que apresenta OS LIMITES DAS FASES em função da temperatura DAS FASES em função da temperatura e composição. Os diagramas de fase e composição. Os diagramas de fase representam as condições de representam as condições de equilíbrio ou as condições próximas equilíbrio ou as condições próximas do equilíbrio, apesar de serem do equilíbrio, apesar de serem mostradas também as condições e as mostradas também as condições e as fases metaestáveis. fases metaestáveis.

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE FASES OU DE CONSTITUIÇÃO

LIGAS METÁLICAS

LEMBRANDO:LEMBRANDO: A ligação de metais pode constituir um meio de A ligação de metais pode constituir um meio de

reforçar os metais;reforçar os metais; A dureza e a resistência do solvente metálico A dureza e a resistência do solvente metálico

são aumentadas pelos átomos do soluto;são aumentadas pelos átomos do soluto; A ductilidade diminui a medida que a dureza e A ductilidade diminui a medida que a dureza e

a resistência são aumentadas.a resistência são aumentadas.