Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS PRINCIPAIS LIGAS METÁLICAS LEVES - Ligas de Alumínio - Ligas de Magnésio - Ligas de Titânio

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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS PRINCIPAIS LIGAS METLICAS LEVES - Ligas de Alumnio - Ligas de Magnsio - Ligas de Titnio
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS Grfico comparativo da densidade de alguns metais
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS ALUMNIO PROPRIEDADES FSICAS E MECNICAS - PROPRIEDADES FSICAS E MECNICAS Ponto de Fuso: 660 C Sistema cristalino: CFC Densidade Al= 2,7 g/cm 3 Cu= 8.9 g/cm 3 Ao= 7.9 g/cm 3
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS PROPRIEDADES FSICAS E MECNICAS A GRANDE VANTAGEM DO ALUMNIO O BAIXO PESO ESPECFICO RESISTNCIA MECNICA O Al puro (99,99%) tem baixa resistncia mecnica Resistncia trao: Al puro= 6 kg/mm 2 Al comercial= 9-14 kg/mm 2 ELEMENTOS DE LIGA, TRABALHO A FRIO E TRATAMENTO TRMICO, AUMENTAM A RESISTNCIA TRAO (60 kg/mm 2 )
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS PROPRIEDADES FSICAS E MECNICAS DUCTILIDADE Tem alta Ductilidade = HB: 17-20 MDULO DE ELASTICIDADE Possui mdulo de elasticidade baixo Al= 7000 Kg/mm 2 Cu= 11.500 Kg/mm 2 Ao= 21.000 Kg/mm 2 CONDUTIVIDADE ELTRICA - A condutividade eltrica do Al 61-65% da do Cu - A condutividade eltrica afetada pela presena de impurezas
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS PROPRIEDADES FSICAS E MECNICAS condutividade trmica Tem elevada condutividade trmica calor latente de fuso Tem elevado calor latente de fuso Em geral as ligas de Al tm baixo limite de elasticidade, baixa resistncia fadiga e sua resistncia baixa muito acima de 150C
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS ALUMNIO E SUAS LIGAS PRINCIPAIS IMPUREZAS PRINCIPAIS IMPUREZAS Ferro reduz a trabalhabilidade (AlFe 3 ) Silcio aumenta a resistncia trao Cobre aumenta a resistncia trao
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS ALUMNIO E SUAS LIGAS PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA Cu, Mg, Si, Zn, Ni, Ti, Cr, Co, Pb, Sn e outros
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS ALUMNIO E SUAS LIGAS - PRINCIPAIS APLICAES- Elevada Plasticidade laminados de pouca espessura (resguardos de bombons, etc...) Elevada condutividade eltrica (65% do Cu) emprego no setor eltrico (cabos, fios, etc...). A vantagem do Al a leveza. Elevada resistncia corroso artigos domsticos, embalagens, etc... Baixa densidade material para construo mecnica (carros, aeronaves,etc...).
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS ALUMNIO E SUAS LIGAS - PRINCIPAIS APLICAES- VEJA DOCUMENTOS QUE ILUSTRAM AS DIVERSAS APLICAES DO ALUMNIO E SUAS LIGAS
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS ALUMNIO E SUAS LIGAS CLASSIFICAO DAS LIGAS DE ALUMNIO CLASSIFICAO DAS LIGAS DE ALUMNIO LIGAS TRABALHADAS OU PARA TRATAMENTO MECNICO LIGAS PARA FUNDIO
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS LIGAS TRABALHADAS OU PARA TRATAMENTO MECNICO Passam por processos de laminao, extruso, forjamento, estiramento.
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS LIGAS TRABALHADAS OU PARA TRATAMENTO MECNICO Sub-diviso: A- LIGAS TRABALHADAS TRATVEIS TERMICAMENTE timas propriedades mecnicas so obtidas por tratamento trmico B- LIGAS TRABALHADAS NO-TRATVEIS OU LIGAS ENCRUVEIS No respondem ao tratamento trmico. As propriedades mecnicas so determinadas pelo grau de trabalho a frio e encruamento.
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS LIGAS DE ALUMNIO Ligas de trabalho mecnico No endurecveis por trat. trmico Endurecveis por tratamento trmico Ligas de fundio Al-Cu Al-Cu-Si Al-Mg-Si Al-Zn-Cu Al-Li Al-Mg Al-Mn Al-Si SOBRE OS ELEMENTOS DE LIGA A % de elementos de liga raramente ultrapassa 15% Independentemente dos elementos de liga, os diagramas de fases so muito idnticos???? Aumento de resist. por soluo slida adicionar Mg, Fe, Mn Aumento de usinabilidade Cu Aumento de resist. corroso Si Aumento fluidez de fundio Mn, Si
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA E SIMBOLOGIA DAS LIGAS DE ALUMNIO No h um padro reconhecido internacionalmente. Geralmente o simbolismo para ligas trabalhadas distinto daqueles de fundio NORMAS: Alcan, ASTM, DIN, ABNT, AA
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA ALLUMINUM ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS TRABALHADAS XXXX X1 elemento majoritrio da liga X2 zero se liga normal 1, 2 e 3 indica uma variante especfica da liga normal (como teor mnimo e mximo de um determinado elemento) X3 e X4 so para diferenciar as vrias ligas do grupo. So arbitrrios
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA ALLUMINUM ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS TRABALHADAS Alumnio >99% de pureza 1XXX Cobre 2XXX Mangans 3XXX Silcio 4XXX Magnsio 5XXX Magnsio e Silcio 6XXX Zinco 7XXX Outros elementos 8XXX
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA ALLUMINUM ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS TRABALHADAS Alumnio no ligado 1000 O segundo algarismo indica modificaes nos limites de impurezas Os dois ltimos algarismos representam os centsimos do teor de alumnio Ex: 1065 Al com 65% de pureza
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA ALLUMINUM ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS DE FUNDIO XXX.X X1 elemento majoritrio da liga X2 e X3 teor mnimo de alumnio X4 zero indica composio das peas fundidas 1 e 2 indica composio dos lingotes AS LIGAS DE FUNDIO TAMBM PODEM SE SUB-DIVIDIR EM LIGAS TRAT. TERMICAMENTE E NO TRATVEIS TERMICAMENTE
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA ALLUMINUM ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS DE FUNDIO Alumnio >99% de pureza 1XX.X Cobre 2XX.X Silcio c/ adio de Cu e/ou Mg 3XX.X Silcio 4XX.X Magnsio 5XX.X Zinco 7XX.X Estanho 8XX.X
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS NOMENCLATURA ABNT PARA LIGAS DE ALUMNIO XXXXX X1 elemento majoritrio da liga X2 % mdia do elemento de liga X3 refere-se ao segundo elemento de liga (1: Fe; 2:Cu; 3:Mn; 4:Si, 5:Ni; 6:Ti; 7:B; 8:Cr, 9:outro) X4 refere-se ao teor do elemento de liga X5 usado para designar variantes
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS TRATAMENTOS TRMICOS Alvio de tenses Recozimento para recristalizao e homogeneizao Solubilizao Precipitao ou envelhecimento
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS TRATAMENTOS TRMICOS Alvio de tenses T= 130-150 C Tempo depende da espessura da pea
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS TRATAMENTOS TRMICOS recozimento para recristalizao e homogeneizao T= 300-400 C recristalizao: para ligas laminadas, extrudadas homogeneizao: peas fundidas (para difundir os microconstituintes)
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS TRATAMENTOS TRMICOS solubilizao Dissolve as fases microscpicas. Temperatura= depende da liga Veja a tabela dada em aula para conhecer as ligas de Al tratveis termicamente
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS TRATAMENTOS TRMICOS precipitao ou envelhecimento Consiste na precipitao de outra fase, na forma de partculas extremamente pequenas e uniformemente distribudas. Esta nova fase enrijece a liga. Aps o envelhecimento o material ter adquirido mxima dureza e resistncia. O envelhecimento pode ser natural ou artificial.
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS Sistema Al-Cu A fase endurecedora das ligas Al-Cu CuAl2 ( ) Solubilizao 5,65%
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS Tratamento trmico de solubilizao seguido de envelhecimento Solubilizao Precipitao Resfriamento em gua Chamado de envelhecimento que pode ser natural ou artificial A ppt se d a T ambiente A ppt se d acima da T ambiente por reaqueci- mento
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS Ligas binrias Al-Cu Envelhecidas Naturalmente Envelhecidas Artificialmente
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS As zonas GP responsvel pelo endurecimento Zonas Guinier-Preston (GP): homenagem aos cientistas que revelaram a estrutura dessas zonas atravs de estudos de difrao de raios-x Guinier A: Nature, 142, 569 (1938) Preston G P: Nature, 142, 570 (1938). As fases precipitadas so altamente coerentes com a matriz, ou seja, muito difcil determinar a sua estrutura mesmo com microscopia eletrnica de alta resoluo (HRTEM). Por exemplo: no sistema Al-Cu, os tomos de Cu precipitam paralelos aos planos {100} da matriz de alumnio, ento o contraste entre as fases depende muito da espessura da amostra
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS Schematic model for three dimensionally distributed GP-I zones
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  • Eleani Maria da Costa -PGETEMA/ PUCRS As zonas Gp I Imagem obtida por microscopia eletrnica de transmisso Modelo atmico da zonas GPI
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