Metais e ligas n o ferrosas

1. Metais e ligas n�o ferrosas

2. Informa��es gerais S�o ligas onde o ferro n�o � o elemento majorit�rio Caracter�sticas gerais em rela��o aos a�os e ferros fundidos: Possuem melhor resist�ncia � corros�o Possuem pior resist�ncia mec�nica Menor resist�ncia a flu�ncia a alta temperatura Melhor comportamento a baixas temperaturas (na sua maioria s�o C.F.C., n�o tem a transi��o tenaz-fr�gil)

3. Cobre e ligas de cobre Cobre comercial Lat�es (ligas cobre � zinco) Bronzes (originalmente ligas cobre estanho) Ligas cupro-n�quel.

4. METAL COBRE Condutor de calor e eletricidade Excelente deformabilidade Boa resist�ncia � corros�o Boa usinabilidade Resist�ncia mec�nica satisfat�ria

5. Cobre comercial � grande condutividade t�rmica e el�trica Pelo menos 98% de cobre Tm�x. de emprego 200�C Tmin. de emprego -200�C (C.F.C.) Soldagem dif�cil (alta condutividade t�rmica) Condutores el�tricos trocadores de calor

6. Ligas de Cobre de Baixo Teor em Liga Liga cobre-ars�nico desoxidado com f�sforo - 0,013 e 0,050% Ars�nico, melhorar as propriedades mec�nicas a temperaturas elevadas e a resist�ncia � corros�o Liga cobre-prata tenaz- 0,02 a 0,12% de Prata, confere maior resist�ncia mec�nica e resist�ncia � flu�ncia. Aplica��o na ind�stria el�trica ( bobinas) Liga cobre-cromo (CuCr) - 0,8% de Cromo, presta-se a tratamento de endurecimento por precipita��o, o qual provoca eleva��o de resist�ncia mec�nica. Liga cobre-chumbo (CuPb) - 0,8 a 1,2% de Chumbo, com objetivo de melhorar a usinabilidade do cobre, aplicada em componentes el�tricos: conectores, componentes de chaves, parafusos.

7. LIGAS DE COBRE DE ALTO TEOR EM LIGA

8. Lat�es Os lat�es comuns s�o ligas de cobre-zinco, podendo conter zinco em teores que variam de 5% a 50%, o que significa que existem in�meros tipos de lat�es.

10. Propriedades dos lat�es Quanto maior o teor de zinco menor a resist�ncia � corros�o Quanto maior o teor de zinco maior a resist�ncia mec�nica, sem queda apreci�vel na dutilidade. Quanto maior o teor de zinco menor o pre�o do lat�o. Temperatura m�x. de emprego 200�C Temperatura m�n. de emprego - 180�C Solda dif�cil (evapora o zinco - solda oxiacetil�nica � a mais recomendada- Chama oxidante)

11. Bronze Nos bronzes comerciais o teor de estanho varia de 2 a 10% podendo chegar a 11% nas ligas para fundi��o � medida que aumenta o teor de estanho, aumentam a dureza e as propriedades relacionadas com a resist�ncia mec�nica, sem queda da ductilidade As propriedades s�o ainda melhoradas pela adi��o de at� 0,40% de f�sforo, que atua como desoxidante; nessas condi��es, os bronzes s�o chamados fosforosos. Frequentemente adiciona-se chumbo para melhorar as propriedades lubrificantes ou de antifric��o das ligas, al�m da usinabilidade. O zinco � da mesma forma eventualmente adicionado, atuando como desoxidante em pe�as fundidas e para melhorar a resist�ncia mec�nica. Os bronzes possuem elevada resist�ncia � corros�o, o que amplia o campo de seu emprego. Temperatura m�x. de emprego 370 �C Temperatura min. De emprego -180 �C

12. Aplica��es de bronzes na antiguidade: armas e ornamentos

14. As principais aplica��es dos v�rios tipos de bronze s�o as seguintes: 98-2 - devido a sua boa condutibilidade el�trica e melhor resist�ncia mec�nica que o cobre, � empregado em contatos, componentes de aparelhos de telecomunica��o, molas condutoras etc; em constru��o mec�nica, como parafusos com cabe�a recalcada a frio, tubos flex�veis, rebites, varetas de soldagem etc.; 96-4 - em arquitetura; em constru��o el�trica, como molas e componentes de interruptores, chaves, contatos e tomadas; na constru��o mec�nica, como molas, diafragmas, parafusos com cabe�a recalcada a frio, rebites, porcas etc.; 95-5 - em tubos para �guas �cidas de minera��o, componentes para as ind�strias t�xteis, qu�micas e de papel; molas, diafragmas, parafusos, porcas, rebites, varetas e eletrodos de soldagem etc.; 92-8 - melhor resist�ncia � fadiga e ao desgaste; na forma de chapas, barras, fios e tubos. Al�m das aplica��es da liga anterior, emprega-se em discos antifric��o, devido a suas caracter�sticas antifric��o; 90-10 - apresenta as melhores propriedades mec�nicas, sendo por isso a mais empregada. Entre algumas aplica��es t�picas, incluem-se molas para servi�os pesados.

15. Os bronzes para fundi��o incluem, entre outros, os seguintes tipos: liga cobre-estanho 89-11 f�sforo - contendo 0,10 a 0,30% de f�s�foro; entre as aplica��es, podem-se citar engrenagens para diversos fins; liga cobre-estanho 88-10 zinco 2 � contendo 1,0 a 3,0% de zinco e 1,0% m�x. de chumbo � conex�es de tubos grandes, engrenagens, para�fusos, v�lvulas e flanges; liga cobre-estanho 86-6 zinco 4,5 chumbo 1,5 � contendo 3,0 a 5,0% de zinco e 1,0 a 2,0% de chumbo � v�lvulas para temperaturas at� 290�C, bombas de �leo e engrenagens; liga cobre-estanho 87-11 chumbo l n�quel l � contendo 1,0 a 1,5% de chumbo e 0,5 a 1,5% de n�quel � buchas e engrenagens para diversos fins.

16. Bronzes para mancais � Bronzinas liga cobre-estanho 85-5 chumbo 9 zinco l - contendo 83,0 a 86,0% de cobre, 4,0 a 6,0% de estanho, 2,0% m�x. de zinco e 8,0 a 10,0% de chumbo- empregada em buchas pequenas e mancais; liga cobre-estanho 80-10 chumbo 10 - contendo 78,0 a 82,0% de chumbo, 9,0 a 11,0% de estanho, 1,0% de zinco m�x. e 8,0 a 11,0% de chumbo- empregada em mancais para altas velocidades e grandes press�es e em mancais para laminadores; liga cobre-estanho 78-7 chumbo 15 � contendo 75,0 a 80,0% de cobre, 2,0 a 8,0% de estanho, 1,0% m�x. de zinco e 13,0 � 16,0% de chumbo- empregada para press�es m�dias, em mancais para autom�veis; liga cobre-estanho 70-5 chumbo 25 - contendo 68,0 a 73,0% de cobre, 4,0 a 6,0% de estanho, 1,0% m�x. de zinco e 22,0 a 25,0% de chumbo- empregada em mancais para altas velocidades e baixas press�es. O limite de resist�ncia � tra��o dessas ligas para mancais varia de 10,0 kgf/mm2, para as que cont�m maior teor de chumbo, a 18,0 kgf/mm2.

17. Ligas cupro-n�quel Esse tipo de liga s�o muitos d�cteis e apresentam excelente resist�ncia � corros�o. O teor de n�quel varia, em m�dia, de 5 a 45%, o mangan�s e o ferro podem estar presentes at� cerca de 2% cada elemento. A medida que aumenta o teor de n�quel, algumas propriedades mec�nicas s�o afetadas como a resist�ncia mec�nica, limite de escoamento, limite de resist�ncia � tra��o, dureza e limite de fadiga a ductilidade sofre pouca altera��o. A aplica��o de liga com 5% � na constru��o naval, em tubos condutores de �gua do mar, circuitos de refrigera��o a �gua e servi�os sanit�rios de navios. A aplica��o de liga com 10% em tubos e placas de condensadores, aquecedores e evaporadores. A aplica��o de liga com 20% em resistores, recipientes de transistores e guias de onda de radar. A aplica��o de liga com 30% ocorre na constru��o naval e na ind�stria qu�mica. A aplica��o de liga com 45% ocorre em elementos de aquecimento na ind�stria el�trica.

18. Alum�nio e ligas Propriedades gerais do alum�nio: Baixa densidade Boa condu��o e reflex�o do calor Bom condutor de eletricidade Baixa resist�ncia mec�nica do alum�nio puro Muita dutilidade Propriedades gerais das ligas de alum�nio: Melhor resist�ncia mec�nica e dureza que o alum�nio puro . Menor dutilidade que alum�nio puro Pior resist�ncia � corros�o que alum�nio puro

20. Principais Ligas de Alum�nio a) Ligas trat�veis t�rmica ou mecanicamente: ligas trat�veis termicamente: Al-Cu Al-Zn-Mg Al-Si-Mg; ligas endurecidas por trabalho a frio (encru�veis): Al-Mg Al-Si b) Ligas para fundi��o Al-Cu Al-Si Al-Si-Cu/Mg Al-Mg Al-Sn

21. Influ�ncia dos elementos de liga

22. Caracter�sticas das Ligas de Alum�nio

24. Tratamentos T�rmicos Seq��ncias Usuais

25. Processamento Industrial Lamina��o a quente ou a frio (chapas e folhas) Trefila��o (fios) Extrus�o a quente ou a frio (perfis, barras, tubos sem costura) Forjamento a quente ou a frio Metalurgia do p� (pe�as delicadas de pequenas dimens�es) Estampagem (estruturas de carrocerias) Embutimento (utens�lios dom�sticos) Fudi��o em coquilha Fundi��o sob press�o Como metal de adi��o em solda por brasagem

26. Acabamento e Prote��o Superficial A resist�ncia � corros�o do alum�nio e suas ligas depende da manuten��o de uma fina camada (filme) de �xido Conv�m provocar o surgimento desta camada de forma artificial para produ��o de filmes mais espessos dentro de condi��es controladas em lugar de depender do seu surgimento natural. Processo come�a com uma limpeza da superf�cie por meios mec�nicos para o emparelhamento da superf�cie (esmerilhamento, oleamento, lustramento e colorimento) e para a retirada de graxas, �leo sujeira, escamas de tratamentos t�rmicos e agentes qu�micos (desengraxamento, limpeza alcalina com agente inibidor, limpeza �cida e limpeza eletrol�tica);

27. Acabamento e Prote��o Superficial Segue-se a forma��o da camada de �xido por processo de anodiza��o, onde a pe�a � colocada como �nodo em eletr�lito de baixo pH promovendo o refor�o da camada de �xido, completando-se com a selagem (fechamento dos poros da camada de �xido) feita em �gua fervente ou solu��es de sais entre 90-100�C por 15 a 60 minutos

28. Mercado Interno

29. Reciclagem no Brasil

30. N�quel e ligas de n�quel Generalidades ?Metal d�til e tenaz devido � sua estrutura CFC; ?Temperatura de fus�o de 1453C, densidade 8902 kg/m3, m�dulo de elasticidade 204000 MPa; ?Pode ser encontrado sob diversas formas: barra, chapa, tubo, ou produtos de fundi��o; ?Usado principalmente como elemento de liga em a�os, apenas 13% s�o usado em ligas baseadas em n�quel; ?Ligas de n�quel possuem a capacidade de suportar condi��es muito severas em termos de corros�o, temperatura elevada, elevadas tens�es de servi�o, ou uma combina��o destes fatores.

31. Generalidades Ligas de n�quel � caracter�sticas poss�veis: � Resist�ncia a quente; � Resist�ncia � corros�o; � Reduzida varia��o dimensional; � Ligas com efeito de mem�ria (Ni-Ti); � Ligas com elevada resist�ncia el�trica (para aquecimento). ? Exemplos de aplica��o: � Turbinas de avi�es; � Turbinas de vapor; � Centrais nucleares; � Instala��es qu�micas e petroqu�micas.

32. O n�quel � ligado para melhorar as suas j� boas propriedades de: � Resist�ncia � corros�o; � Resist�ncia � temperaturas elevadas. ? Mant�m as propriedades de ductilidade e tenacidade inerentes � sua matriz austen�tica (C.F.C.) ? Normalmente, dividem-se as ligas de n�quel em 5 grandes grupos: � N�quel comercialmente puro; � Ligas bin�ias; � Ligas tern�rias; � Ligas complexas; � Super ligas.

33. N�quel comercialmente puro: � N�quel 200 e n�quel 201, 99.5% Ni � resist�ncia � corros�o; � Duran�quel 301, 94% Ni � 4%Al e at�1% Ti (e outros) � endurecimento por precipita��o de Ni3(AlTi) ? maior resist�ncia mec�nica. ? Ligas bin�rias: � Ni-Cu (Al, Fe, Ti) [Monel] ? Endurecimento por envelhecimento ? maior resist�ncia e dureza; ? Maior resist�ncia � corros�o. � Ni-Mo [Hastelloy B2] � resist�ncia � corros�o.

34. Ligas tern�rias: � Ni-Cr-Fe [Inconel 600, Incoloy 800] ? resist�ncia a temperaturas elevadas. � Ni-Cr-Mo [Hastelloy C-276, Hastelloy C-22, Inconel 625] ? resistentes � corros�o alveolar. Aplica��o em meios aquosos. ? Ligas complexas: � Ni-Cr-Fe-Mo-Cu [ Hastelloy G-3, Inconel 617, 625, e 718, Incolloy 825] ? aplica��es envolvendo �cido sulf�rico / fosf�rico.

35. Super ligas: � Desenvolvidas para aplica��es especiais onde se exige grande resist�ncia mec�nica a temperaturas elevadas ? resist�ncia � flu�ncia. � Endurecimento por solu��o s�lida: Cr, Co, Fe, Mo, W, Ni. � Endurecimento por precipita��o: composto intermet�lico Ni3(Al,Ti), coerente com a matriz ? resist�ncia a quente (teor de Al at� 5% e Ti at�1%) � Designa��es: Waspaloy, Udimet 700, Astroloy, Rene 95 e a classe Nimonic.

36. Resist�ncia � Temperatura

37. Propriedades Mec�nicas

38. Tit�nio, zirc�nio e ligas Os dois s�o hexagonais compactos e possuem caracter�sticas semelhantes

39. Propriedades gerais - Maior rela��o RESIST�NCIA / PESO - Excepcional resist�ncia � corros�o - Resist�ncia de Ligas de tit�nio s�o equivalentes � resist�ncia de a�os temperados e revenidos - Densidade de 4.5 g/cm3 - Temperatura m�xima Ti � 400 C ; Zr � 480 C - Temperatura m�nima -55 C - Soldagem dif�cil

40. Sua leveza e resist�ncia mec�nica fazem do Tit�nio ideal para equipamentos esportivos, como quadros de bicicleta e raquetes de t�nis. Na industria muito empregado em aplica��es que estejam em contato com meios muito agressivos contendo cloretos, como por exemplo na ind�stria do papel.

41. Turbinas a g�s, equipamentos de extra��o de metal, anodos e trocadores de calor tamb�m usam ligas de tit�nio em sua composi��o.

42. Magn�sio e ligas

43. Propriedades Muito reativo, sofre igni��o espont�nea . Baix�ssima densidade 1,74 g/cm3 Boa usinabilidade Baixa dutilidade (Hexagonal compacto) Designa��o ASTM : Ex: ASTM AZ91 9% de alum�nio e 1% de Zinco.

44. Aplica��es Ind�stria automobil�stica

45. Aplica��es Ind�stria Aeron�utica

46. Zinco e ligas Hexagonal compacto

47. Apar�ncia do Zinco

48. Propriedades Densidade 7,13 g/cm3 Ponto de fus�o 419 C Baixa dutilidade (mas male�vel entre 100 e 150 C) Zinco met�lico principal aplica��o: GALVANIZA��O DOS A�OS Ligas para fundi��o:Zamac 2 (Zn Al) Zamac 3 (Zn Al Cu) Zamac 5 (Zn Al Cu) Zamac 610 (Zn Al Cu)

49. Aplica��es das ligas de Zinco Autom�veis: Grades, arma��es de lanternas. Fechaduras corpos de bombas etc... Aparelhos eletrodom�sticos: Corpos de liquidificadores, batedeiras, aspiradores ventiladores ma�anetas e dobradi�as de geladeiras, grades de r�dio e televisores Brinquedos Componentes de equipamentos el�tricos

50. Telhado de zinco