7/24/2019 Materais para Construo Mecnica

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METAIS E SUAS LIGAS

Propriedades bsicas Fortes e podem ser moldados

Dcteis (deformam antes de quebrar)

Superfcie metlica Bons condutores de corrente eltrica

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Ligas Metlicas

Alta

Resistncia,

Baixa liga

Tratvel

termicamente

Baixocarbono

Mdiocarbono

Altocarbono

Alta

Liga

Baixa

Liga

Ferros

FundidosAos

Ferro

Cinzento

Ferro

DctilFerro

Branco

Ferro

Malevel

Carbono Carbono

CarbonoFerramenta

Inox

FerrosasNo Ferrosas

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Aos

Aos so ligas Fe-C que podem conter outroselementos.

Propriedades mecnicas dependem da %C.

%C < 0.25% => baixo carbono

0.25% < %C < 0.60% => mdio carbono

0.60% < %C < 1.4% => alto carbono

Aos carbono Baixssima concentrao de outros elementos.

Aos liga

Outros elementos em concentrao aprecivel.

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Aos Baixo Carbono

Aos Carbono

Microestrutura de ferrita e perlita

Macios e pouco resistentes, muito dcteis e tenazes

Insensveis a tratamentos trmicos

Custo mais baixo de produo

Usos em painis de carros, tubos, pregos, arame...

Alta resistncia, baixa liga (HSLA)

Contm outros elementos tais como Cu, Va, Ni e Mo

Mais resistentes e mais resistentes corroso

Aceitam tratamentos trmicos

Usos em estruturas para baixas temperaturas,chassis de caminhes, vages...

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Aos Mdio Carbono

Aos Carbono

Utilizados na forma de martensita (fase extremamente

dura mas frgil) temperada (tratamento trmico para

aumentar tenacidade da martensita). Usos em facas, martelos, talhadeiras, serras de metal...

Tratveis termicamente

A presena de impurezas aumenta a resposta a

tratamentos trmicos. Se tornam mais resistentes mas menos dcteis e

tenazes.

Usos em molas, pistes, engrenagens...

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Aos Alto Carbono

Aos Carbono e Ferramenta

Extremamente duros e fortes, pouco dcteis. Resistentes ao desgaste e mantm o fio.

Se combinam com Cr, V e W para formar

carbetos (Cr23C6,V4C3 e WC) que soextremamente duros e resistentes.

Usos em moldes, facas, lminas de barbear,

molas...

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Aos InoxEstrutura e Propriedades

Impureza predominante - Cr > 11wt%

Pode incluir Ni e Mo

Tres classes em funo da microestrutura

martenstico => tratvel termicamente, magntico

ferrtico => no tratvel termicamente, magntico

austentico => mais resistente corroso, nomagntico

Resistentes a corroso a temperaturas de at

1000C.

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Comparao de Propriedades

Liga Tipo Lim.Resist. Ductilidade(#AISI) (MPa) (%EL)

1010 Baixo C, plano 180 28

A656 HSLA 552 211040 Mdio C, plano 780 33

4063 Trat. Term. 2380 24

409 Inox 448 25

304 Inox 586 55

410 Inox mart. 483 30

440A Inox mart. 1790 5

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Ligas no-ferrosas

Porque ?

Apesar da diversidade de propriedades das ligas

ferrosas, facilidade de produo e baixo custo, elas

ainda apresentam limitaes:

Alta densidade, baixa condutividade eltrica,

corroso.

Diversidade

Existem ligas de uma enorme variedade de metais.

Ns vamos descrever algumas apenas

Cobre, Alumnio, Magnsio, Titnio, refratrios,

super-ligas, metais preciosos.

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Ligas no-ferrosas Ligas de cobre

Cobre puro extremamente macio, dctil e deformvela frio. Resistente corroso.

Ligas no so tratveis termicamente. A melhora das

propriedades mecnicas deve ser obtida por trabalho afrio ou soluo slida.

As ligas mais comuns so os lates, com Zn, compropriedades que dependem da concentrao de Zn,em funo das fases formadas e suas estruturas

cristalinas (vide Callister sec.12.7) Os bronzes incluem Sn, Al, Si e Ni. Mas fortes do que

os lates.

Novas ligas com Be possuem um conjunto depropriedades excepcionais (vide Callister sec.12.7).

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Ligas no-ferrosas

Ligas de Alumnio Alumnio pouco denso (2.7g/cm3, 1/3 da densidade deao), timo condutor de temperatura e eletricidade,resistente corroso. Possue alta ductilidade em funode sua estrutura cfc. A maior limitao a baixa

temperatura de fuso (660C). A resistncia mecnica pode ser aumentada atravs deligas com Cu, Mg, Si, Mn e Zn.

Novas ligas com Mg e Ti tem aplicao na indstriaautomobilstica, reduzindo o consumo a partir de reduo

do peso. De 1976 a 1986 o peso mdio dos automveis caiu cerca

de 16% devido reduo de 29% do uso de aos, aoaumento de 63% no uso de ligas de Al e de 33% no uso depolmeros e compsitos.

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Ligas no-ferrosas

Ligas de Magnsio

O Mg o menos denso de todos os metais estruturais

(1.7 g/cm3).

Muito utilizado em aviao.

Estrutura hc, com baixo mdulo de Young (45 x 103MPa),baixo ponto de fuso (651C).

Ligas de Titnio

O Ti pouco denso (4.5 g/cm3

), tem alto mdulo de Young(107 x 103MPa) e alto ponto de fuso (1668C).

Ligas de titnio so muito resistentes com limites de

resistncia de at 1400 MPa.

Muito reativo, dificultando e encarecendo a produo.

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Ligas no-ferrosas

Metais Refratrios Nb, Mo, W, Ta.

Altssimo ponto de fuso (de 2468C a 3410C).

Ligaes atmicas extremamente fortes, alto mdulo

de Young, resistncia e dureza.

Usados em filamentos de lmpadas, cadinhos,

eletrodos de soldagem, etc...

Super-Ligas

Ligas de Co, Ni ou Fe com Nb, Mo, W, Ta, Cr e Ti.

Usados em turbinas de avio. Resistem a atmosferas

oxidantes a altas temperaturas.