Ferro Fundido

61
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA OCB Prof. Dr.Odney Carlos Brondino 1 Provérbio chinês: Escuto e Esqueço, Vejo e Lembro, Faço e Aprendo.”

description

processo de fabricação mecânica fundição, defeitos, etapas do processo, considerações no projeto de uma peça

Transcript of Ferro Fundido

  • MATERIAIS DE CONSTRUO MECNICA

    OCB

    Prof. Dr.Odney Carlos Brondino

    1Provrbio chins: Escuto e Esqueo, Vejo e Lembro, Fao e Aprendo.

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSINTRODUOO processo de fundio utilizado pelo homem h mais de 6.000 anos, iniciando-se

    com metais de baixo ponto de fuso (Cobre, Bronze) e posteriormente com o ferro.No Brasil, a produo em quantidade de ferro gusa deu-se na segunda guerra

    mundial (1938-1945), quando foi criada a Companhia Siderrgica Nacional CSN, com

    2

    A FUNDIO se destaca dos outros processos de fabricao por ser um dos maisversteis e baixo custo, principalmente quando se considera peas de formatos

    complexos e de grandes volumes.

    o primeiro ALTO-FORNO, como incentivo norte-americano. Hoje conta com grande

    parque industrial que busca constante desenvolvimento frente concorrncia

    internacional.

  • OCB

    FERROS FUNDIDOS

    FERROS FUNDIDOS: Quando comparado ao ao, possuem menor temperatura deFERROS FUNDIDOS: Quando comparado ao ao, possuem menor temperatura de

    fuso e melhor fundibilidade.

    Este processo de fabricao permite redues de custos significativos, quando

    comparado a obteno de uma pea complexa atravs da usinagem de um bloco

    macio, o que os torna um material bastante interessante do ponto de vista da

    fabricao, e baixo custo.3

  • OCB

    FERROS FUNDIDOS

    EXEMPLO DE PEAS COMPLEXAS

    4

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSFLUXOGRAMA SIMPLIFICADO DOS MATERIAIS METLICOS

    5

  • OCB

    FERROS FUNDIDOS

    6

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSDEFINIO: o termo genrico utilizado para as ligas Ferro-Carbono nas quais o%C excede o seu limite de solubilidade na Austenita na temperatura do eutctico.

    7

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSClassificao

    FOFO\%wt %C %Si %Mn %S %P

    Cinzento 2,5-4,0 1,0-3,5 0,25-1,0 0,02-0,25 0,05-1,0

    Limites de Composio Qumica de ferros fundidos (FOFOS) comerciais no ligados

    8

    Branco 1,8-3,6 0,5-1,9 0,25-0,80 0,06-0,20 0,06-0,18

    Malevel 2,0-2,6 1,1-1,6 0,20-1,0

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSO grfico ao lado ilustra a relao tpica existente entre os teores de Carbono e Silcio

    nas famlias de ferros fundidos.

    9

    CLASSIFICAO

  • Os ferros fundidos apresentam uma extensa gama de resistncias mecnicas e de

    durezas, e na maioria dos casos so de fcil usinagem.

    Atravs da adio de elementos de liga possvel obter-se excelente resistncia ao

    desgaste, abraso e corroso, porm em geral a resistncia ao impacto e a

    FERROS FUNDIDOSCLASSIFICAO

    desgaste, abraso e corroso, porm em geral a resistncia ao impacto e a

    ductilidade so relativamente baixas, limitando sua utilizao em algumas aplicaes.

    De acordo com a composio qumica e com a distribuio de carbono na sua

    microestrutura, os ferros fundidos podem ser classificados em quatro grandes

    categorias, conforme dito anteriormente: Cinzento, Branco, Malevel e Nodular (dctil),

    10

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSDe forma similar aos aos, ferros fundidos podem ser hipoeutticos, eutticos ou

    hipereutticos, com o valor euttico definido pelo ponto de equilbrio entre a austenita e

    a cementita (aprox 4,3%, linha D-5 no diagrama).

    Quando o ferro fundido euttico

    11

    solidificado, logo abaixo do ponto

    D, h formao de uma estrutura

    com fundo de cementita e glbulos

    de austenita, denominada

    LEDEBURITA.

    D

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSContinuando o resfriamento, abaixo de 727C no poder mais existir a austenita e,

    portanto, a LEDEBURITA ser composta de glbulos de PERLITA sobre fundo de

    CEMENTITA (Fe3C).

    Um ferro fundido hipoeuttico (1-2) deve apresentar reas de PERLITA, LEDEBURITA e

    CEMENTITA secudria.

    12

    CEMENTITA secudria.

    Um ferro fundido hipereuttico (3-4)

    apresenta cristais de CEMENTITA

    primria em forma de agulhas sobre

    fundo de LEDEBURITA.

    D

    54

    3

    2

    1

  • INFLUNCIA DE ELEMENTOS DE LIGAAlguns elementos de liga, tais como o Si, Ni, Cu, favorecem a formao de estrutura

    graftica (estvel), sendo destes o Silcio o mais importante, pois aumenta a velocidade

    de decomposio da cementita.

    Elementos como H, B, N, S, Cr, Mo, Mn mesmo em pequenas quantidades favorecem

    FERROS FUNDIDOS

    Elementos como H, B, N, S, Cr, Mo, Mn mesmo em pequenas quantidades favorecem

    a obteno de carbonetos, resultando numa estrutura metaestvel tpica dos ferros

    fundidos brancos.

    O Silcio influencia nas propriedades mecnicas do ferro fundido dctil temperatura

    ambiente atravs da formao de soluo slida e endurecimento da matriz ferrtica.

    13

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSINFLUNCIA DE ELEMENTOS DE LIGA (cont.)

    14

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSINFLUNCIA DE ELEMENTOS DE LIGA (cont.)O enxofre quando combinado com o ferro formando o FeS tende a ser muito

    prejudicial devido ao seu baixo pontos de fuso.

    Seu efeito pode ser controlado atravs da adio de Mn, que favorecer a formao

    do MnS, muito estvel e com elevado ponto de fuso.

    15

    do MnS, muito estvel e com elevado ponto de fuso.

    O Cromo forte estabilizador de carboneto; proporcionalmente em peso, o Cr

    favorece a obteno de um ferro fundido branco com o mesmo poder que o silcio

    favorece a de um cinzento.Altos teores de Si combinados com o Mo tendem a elevar significativamente os limites

    de resistncia dos ferros fundidos nodulares e cinzentos, bem como melhorar seu

    comportamento fluncia.

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSINFLUNCIA DE ELEMENTOS DE LIGA (cont.)

    16

  • FERROS FUNDIDOSINFLUNCIA DE ELEMENTOS DE LIGA (cont.)

    17

  • No Ferro Fundido Branco todo carbono presente est na forma de cementita ou

    outros carbonetos metlicos, de tal modo que sua estrutura pode ser interpretada como

    metaestvel no sistema ferro-cementita.

    Os ferros fundidos brancos contm grandes quantidades de carboneto de ferro numa

    FERROS FUNDIDOSFERRO FUNDIDO BRANCO

    matriz perltica conforme ser mostrado na prxima figura.

    Para tal faz-se necessrio que o teor de carbono e silcio seja relativamente baixo

    (2,5-3,0%C e 0,5-1,5%Si), bem como os demais elementos grafitizantes, e que a

    velocidade de solidificao seja elevada.

    Estes materiais ao fraturarem apresentam uma superfcie branca, de aspecto

    cristalino ou brilhante.18

  • FERROS FUNDIDOS

    A grande quantidade de carbonetos de ferro na estrutura responsvel pela boa

    resistncia ao desgaste, definindo desta forma as principais aplicaes deste material.

    FERRO FUNDIDO BRANCO

    Na figura acima o constituinte branco o carboneto de ferro e as reas cinzentas a perlita.19

  • FERROS FUNDIDOSFERRO FUNDIDO CINZENTO

    O ferro fundido cinzento forma-se quando o teor de carbono da liga excede a

    quantidade que se dissolve na austenita, precipitando sob a forma de lamelas de

    grafita.

    Ao fraturar, a superfcie apresenta um aspecto cinzento devido a grafita exposta.

    O ferro fundido cinzento associa importantes propriedades mecnicas, tais como:

    bons nveis de dureza com conseqente elevada resistncia ao desgaste, boa

    usinabilidade, excelente capacidade de amortecimento de vibraes e condutividade

    trmica.20

  • FERROS FUNDIDOSFERRO FUNDIDO CINZENTO

    O silcio atua como elemento estabilizador da grafita, por esta razo adicionado em

    teores elevados.

    A velocidade de solidificao tambm constitui-se um fator importante na

    determinao da quantidade de grafita formada. Velocidade baixas e moderadas

    favorecem a formao de grafita.

    Entretanto, velocidades baixas originam uma matriz ferrtica, enquanto velocidades

    moderadas favorecem a obteno de uma matriz perltica.

    21

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSEFEITO DA VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO

    22

  • OCB

    FERROS FUNDIDOSEFEITO DA VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO

    23

  • FERROS FUNDIDOSNa figura abaixo observam-se veios ou lamelas de grafita numa matriz com pequena

    poro de ferrita e predominncia de perlita.

    24

  • Os ferros fundidos maleveis so obtidos a partir do ferro fundido branco, quando

    submetidos a um tratamento trmico de grafitizao (aprox. 940C), quando os

    carbonetos de ferro transformam-se em grafita (ndulos de carbono revenido).

    O modo de resfriamento aps o tempo de encharque para grafitizao que

    FERRO FUNDIDO MALEVELFERROS FUNDIDOS

    determinar a matriz da microestrutura formada por ndulos de carbono revenido, como

    segue:

    Ferro Fundido Malevel Ferrtico: resfriamento rpido at 740C a 760C, seguido de

    resfriamento lento.

    Ferro Malevel Perltico: resfriamento lento at 870C seguido de resfriamento ao ar25

  • FERROS FUNDIDOSFERRO FUNDIDO MALEVEL

    Ferro Fundido Malevel Martenstico Revenido: resfriamento em forno at a

    temperatura de tempera de 845 a 870C, mantendo-se 15 a 30 minutos para

    homogenizao, resfriando-se em seguida em banho de leo agitado para obteno de

    Os ferros fundidos maleveis por serem resultantes de um processo de tratamento

    trmico, em geral apresentam boas propriedades mecnicas, tais como usinabilidade,

    tenacidade e resistncia a corroso.

    uma matriz martenstica.

    26

  • FERROS FUNDIDOS

    Na figura abaixo observamos ndulos de grafita (carbono revenido) numa matriz

    ferrtica. Neste caso ocorreu completa grafitizao.

    FERRO FUNDIDO MALEVEL

    27

  • Os ferros fundidos Nodulares, tambm chamados de ferros fundidos com grafitaesferoidal, concilia as vantagens de processamento dos ferros fundidos cinzentos comas propriedades de engenharia dos aos, apresentando:

    1) boa fluidez,

    2) excelente usinabilidade,

    FERROS FUNDIDOSFERRO FUNDIDO NODULAR

    2) excelente usinabilidade,

    3) boa resistncia ao desgaste,

    4) alm de elevada resistncia mecnica,

    5) tenacidade,

    6) ductilidade,

    7) deformabilidade a quente e

    8) temperabilidade. 28

  • Branco(perlita e ledeburita)

    Cinzento(veios grafita e perlita)

    FERROS FUNDIDOSFERRO FUNDIDO NODULAR (Cont.)As boas propriedades dos ferros fundidos Nodulares devem-se presena de ndulos

    esfricos de grafita na sua microestrutura, no caso dos ferros no ligados, so

    compostas da seguinte forma: ndulos esfricos de grafita rodeados por ferrita numa

    matriz de perlita, conforme mostram as figuras abaixo.(perlita e ledeburita) (veios grafita e perlita)

    Nodular(ferrita e ndulos grafita)

    Nodular(perlita e ndulos grafita)

    29

  • FERROS FUNDIDOS

    Impurezas, tais como o P e o S, dentre outras, devem ser mantidas em nveis

    muito baixos, uma vez que interferem com a formao dos ndulos de grafite nos ferros

    fundidos Nodulares, os quais formam-se durante a solidificao.

    FERRO FUNDIDO NODULAR (Cont.)

    fundidos Nodulares, os quais formam-se durante a solidificao.

    Em geral utitliza-se o Mg como desoxidante e dessulfurizante afim de assegurar a

    perfeita formao dos ndulos de grafite (reao fortemente exotrmica na panela de

    reao).

    30

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    O Tratamento Trmico mais utilizado o de alvio de tenses, aplicado em peas

    fundidas as quais, durante o resfriamento desde a solidificao no interior dos moldes

    at a temperatura ambiente, esto sujeitas a constantes mudanas de volume (ver

    grfico abaixo), a forma geomtrica e volumes destas peas uma das principais

    causas das tenses residuais internas,.

    31

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    32

  • O alvio de tenses das peas de ferro fundido foi durante muito tempo, executado

    de forma natural, deixando-se as peas fundidas ao relento durante meses, para

    posterior usinagem e/ou colocao em servio. Todavia, estudos comprovaram que por

    meio desta tcnica apenas 10% das tenses residuais eram eliminadas.

    FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    meio desta tcnica apenas 10% das tenses residuais eram eliminadas.

    O alvio de tenses induzido consiste basicamente no aquecimento das peas

    preferencialmente em forno numa temperatura entre 550 e 650C durante um perodo

    de tempo que poder variar entre 1,0 e 48,0 horas a depender do objetivo e aplicao

    da pea, seguido de resfriamento lento normalmente dentro do prprio forno.

    33

  • FERROS FUNDIDOS

    Na prxima figura iremos observar que basta-se manter as peas durante 1,0h para

    que cerca de 80% das tenses residuais sejam aliviadas sem que ocorra qualquer

    transformao estrutural.

    TRATAMENTOS TRMICOS

    34

  • FERROS FUNDIDOS

    Aplicando-se entre 10 e 48hs praticamente 100% das tenses so aliviadas.

    Obs.: Ferros fundidos ligados, com baixo teor em ligas (Cr, Mo, Ni e V) exigem

    temperaturas mais altas devido a tendncia destes elementos aumentarem a

    resistncia fluncia.

    TRATAMENTOS TRMICOS

    35

  • O Recozimento objetiva melhorar ainda mais a usinabilidade dos ferros fundidos, emuitas vezes faz-se necessrio para eliminar ou amolecer zonas coquilhadas que

    podem ter surgido durante a solidificao, especialmente em sees mais finas. Isto

    muitas vezes implica na queda das suas propriedades relacionadas com a resistncia

    mecnica.

    FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    mecnica.

    Diferentes tcnicas de recozimento podem ser adotadas, em funo do material e da

    sua aplicao, conforme descrito abaixo e ilustrado na figura a seguir.

    36

    O recozimento completo ou pleno ocorre numa faixa de temperatura entre 780C a

    900C e recomendado quando o ferro fundido apresenta os elementos de liga em

    teores mais elevados, objetivando-se a eliminao de pequenas quantidades decarbonetos dispersos.

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOSO recozimento a baixas temperaturas, entre 700C e 760C, chamado de recozimento

    de ferritizao, objetiva a transformao dos carbonetos perlticos em ferrita e grafita,

    de modo a melhorar a usinabilidade.

    Normalmente destinado a ferros fundidos no ligados ou com baixos teores de liga. O

    37

    tempo de encharque depende da quantidade de grafitizao desejada.

    O recozimento grafitizante, destinam-se a ferros fundidos que apresentam carbonetos

    macios (em geral brancos ou mesclados), requerendo temperaturas entre 900C a

    950C.

    Obs.: Cuidado especial deve ser tomado quanto ao percentual de fsforo na liga, pois

    o euttico de fsforo pode fundir nestas temperaturas.

  • A Normalizao dos ferros fundidos visa obter uma matriz homognea, com

    eliminao dos carbonetos macios, totalmente perltica, de granulao fina e

    propriedades correspondentes a uma maior resistncia mecnica, aliada a boa

    tenacidade.

    FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    38

    (Normalizao) A etapa de aquecimento idntica ao recozimento, seguido de

    resfriamento ao ar, numa velocidade tal que evite o incio da ferritilizao em torno dos

    veios de grafita, mas no deve ser to rpida que possibilite a formao de bainita ou

    mertensita.

  • A figura abaixo ilustra os ciclos de alvio de tenses, dos diversos tipos de

    recozimento e normalizao aplicveis em ferros fundidos.

    FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    39

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOSO ferro fundido, em especial o cinzento, apresenta uma estrutura muito semelhante

    aos aos, a exceo do carbono livre na forma de veios alongados, que quebra a

    continuidade da matriz e confere ao material fragilidade e propriedades mecnicas

    geralmente inferiores a dos aos.

    40

    Tal semelhana na matriz estrutural confere aos ferros fundidos a possibilidade de

    endurecimento por tmpera.

    Face aos elevados teores de carbono e silcio, as temperaturas de austenitizao so

    mais elevadas e os tempos de permanncia nestas temperaturas mais longos, para que

    haja completa dissoluo na austenita.

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    Ferros fundidos de estrutura inteiramente perltica reagem melhor a tmpera do que

    os de estrutura ferrtica, requerendo menores tempos para obteno de uma estrutura

    41

    austentica capaz de aps o resfriamento resultar numa estrutura final de maior dureza.

    Os ferros fundidos de matriz ferrtica exigem tempos muito longos temperatura de

    encharque para permitir a dissoluo do carbono livre na austenita.

  • FERROS FUNDIDOS

    O ciclo trmico para execuo de tmpera basicamente o seguinte:

    Aquecimento gradual (aprox. 100C/h) para minimizar tenses trmicas e/ou

    fissuraes;

    Manuteno na temperatura de encharque (em torno de 25C a 65C acima da

    TRATAMENTOS TRMICOS

    42

    temperatura de transformao) durante 8 a 24 minutos por centmetro de espessura da

    seo da pea;

    Resfriamento em banho de leo agitado at aproximadamente 150C quando se deve

    iniciar o ciclo de revenido, conforme ilustra figura a seguir.

    O processo de tmpera resulta numa elevao da dureza superfcial do ferro fundido,

    porm com prejuzo da resistncia trao e ao choque.

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOSO ciclo de revenido subsequente tempera ir melhorar o comportamento do material

    com significativo acrscimo da resistncia a trao e da tenacidade, requerendo

    entretanto ateno em relao a temperatura de aquecimento, visto que nveis mais

    elevados promovem uma ao nociva a estas propriedades, conforme ilustram grficos

    abaixo.

    43

    abaixo.

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    A velocidade de resfriamento necessria para assegurar a obteno da microestrutura

    e propriedades finais desejadas num tratamento trmico de tmpera e revenido

    depender da posio da curva TTT de cada material, a qual sofre influncia direta dos

    44

    elementos de liga presentes na composio qumica do material.

    As figuras a seguir ilustram um diagrama tpico de um ferro fundido cinzento com

    baixo teor de silcio e a influncia do molibidnio na posio da curva TTT de um ferro

    fundido dctil.

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    45

  • FERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOS

    As tcnicas de Austmpera e Martmpera so idnticas as empregadas nos aos. A

    figura abaixo ilustra o ciclo de resfriamento para execuo de cada um destes

    tratamentos num ferro fundido cinzento de baixo silcio.

    Curva superior corresponde a um

    46

    recozimento isotrmico resultando emperlita com 202HB.

    Curvas intermedirias correspondem aaustmpera resultando em perlita finacom 285HB e bainita com 401HBrespectivamente.

    A curva inferior produz a martmperaresultando em martensita com 555HB.

  • FERROS FUNDIDOSFERROS FUNDIDOSTRATAMENTOS TRMICOSBibliografias:

    Tratamentos Trmicos das Ligas Metlicas Vicente Chiaverini (edio 2003)

    Princpio de Cincia e Engenharia dos Materias William F. Smith (3 edio)

    Estrutura das Ligas de Ferro

    47

    Ductile Iron Data for Design Engineers (Published by Rio Tinto Iron & Titanium Inc. Canada)

    Apostilas professor Soufen 2007.

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    A obteno do alumnio a partir da bauxita efetua-se em trs etapas: Minerao,

    Refinaria e Reduo.

    A bauxita extrada, lavada e secada antes de ser enviada Refinaria onde se

    produz o alumnio.

    OBTENO DO ALUMNIO

    48

    O processo qumico denominado Bayer o mais utilizado na indstria do alumnio.

    Neste processo, a alumina dissolvida em soda custica e, posteriormente, filtrada

    para separar todo o material slido, concentrando-se o filtrado para a cristalizao da

    alumina.

    Os cristais so secados e calcinados para eliminar a gua, sendo o p branco de

    alumina pura enviado Reduo para obteno de alumnio, atravs de eletrlise,

    processo conhecido como Hall-Hroult,.Fundamentos e Aplicaes do Alumnio Associao Brasileira do

    Alumnio - ABALMaio/2007

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    As principais fases da produo de alumina, desde a entrada do minrio at a sada

    do produto, so:

    moagem,

    digesto,

    OBTENO DO ALUMNIO (Cont.)

    49

    digesto,

    filtrao/evaporao,

    precipitao e

    calcinao.

    As operaes de alumina tm um fluxograma de certa complexidade, que pode ser

    resumido em um circuito bsico simples (Figura 1).

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    Figura 1

    50

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    No processo de eletrlise, para obteno do alumnio, a alumina carregada de forma

    controlada, em um eletrlito fundido, formado por sais de criolita e fluoreto de alumnio.

    A passagem de corrente eltrica na clula eletroltica promove a reduo da alumina,

    decantando o alumnio metlico no fundo da clula e o oxignio liberado reage com o

    OBTENO DO ALUMNIO (Cont.)

    51

    decantando o alumnio metlico no fundo da clula e o oxignio liberado reage com o

    nodo de carbono, formando dixido de carbono.

    A Figura 2 mostra o diagrama de uma clula de reduo da alumina e a

    Figura 3, uma instalao tpica de sala de cubas de reduo. Em nmeros redondos,

    so necessrios 5 kg de bauxita para produzir 2 kg de alumina e 1 kg de alumnio

    primrio..

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASOBTENO DO ALUMNIO (Cont.)

    FIGURA 2

    52

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    CLULA ELETROLTICA

    As clulas eletrolticas medem cerca de 3 metros de largura por 10 metros de

    comprimento.

    OBTENO DO ALUMNIO (Cont.)

    53

    Em uma indstria de fabricao de alumnio h centenas dessas clulas eletrolticas,

    cada uma recebendo ao redor de 1 Megawatt ou mais de energia na forma de corrente

    contnua.

    A reao qumica do interior da clula eletroltica quebra o xido de alumnio,

    liberando o alumnio metlico puro, num processo que ocorre a cerca de 960C.

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASOBTENO DO ALUMNIO (Cont.)

    FIGURA 3

    54

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASOBTENO DO ALUMNIO (Cont.)Os principais insumos para a produo de alumnio primrio durante o processo de

    Reduo so indicados na tabela abaixo:

    55

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASUma excepcional combinao de propriedades faz do alumnio um dos mais versteis

    materiais utilizados na engenharia, arquitetura e indstria em geral.

    56

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASPONTO DE FUSOO alumnio possui ponto de fuso de 660C (quando na pureza de 99,80%), o que relativamente baixo comparado ao do ao, que da ordem de 1570C.

    Ligas de alumnio, devido presena de outros metais, possuem, em geral, um ponto

    de fuso mais baixo que o alumnio puro.

    Por exemplo, a liga 6060 (com 2% de elementos de liga) funde-se entre 600C e

    57

    650C, enquanto a liga 7075 (com 10% de elementos de liga) funde-se entre 475C e640C.PESO ESPECFICOA leveza uma das principais caractersticas do alumnio.

    Seu peso especfico de cerca de 2,70 g/cm, aproximadamente 35% do peso do ao

    e 30% do peso do cobre. Essa caracterstica, aliada ao aumento da resistncia

    mecnica por adio de elementos de liga/tratamentos trmicos, torna o alumnio o

    metal de escolha para a indstria aeronutica e de transportes.

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASCARACTERSTICAS MECNICASO alumnio comercialmente puro tem uma resistncia trao de aproximadamente

    90 MPa. Sua utilizao como material estrutural nesta condio um tanto limitada,

    mas atravs do trabalho a frio, sua resistncia mecnica pode ser praticamente

    dobrada.

    Aumentos maiores na sua resistncia podem ser obtidos com pequenas adies de

    58

    Aumentos maiores na sua resistncia podem ser obtidos com pequenas adies de

    outros metais como elementos de liga, tais como: Si, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn, Fe etc.

    Como o alumnio puro, as ligas no tratveis podem tambm ter sua resistncia

    aumentada pelo trabalho a frio.

    E as ligas tratveis podem ainda apresentar aumento de resistncia atravs de

    tratamento trmico, tanto que hoje algumas ligas podem ter resistncia trao deaproximadamente 700 Mpa (Aos comuns no ligados ~380MPa)

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    possvel obter-se uma grande variedade de caractersticas mecnicas ou tmperas

    em ligas de alumnio, atravs das vrias combinaes de trabalho a frio e de tratamento

    trmico (discutidos anteriormente).

    O alumnio e suas ligas perdem parte de sua resistncia a elevadas temperaturas,

    CARACTERSTICAS MECNICAS (Cont.)

    59

    O alumnio e suas ligas perdem parte de sua resistncia a elevadas temperaturas,

    embora algumas ligas conservem boa resistncia em temperaturas entre 200C e

    260C.

    Em temperaturas abaixo de zero, entretanto, sua resistncia aumenta sem perder a

    ductilidade e a tenacidade, tanto que o alumnio um metal particularmente utilizado

    em aplicaes a baixas temperaturas.

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGASRESISTNCIA CORROSO

    Quando o alumnio lquido exposto atmosfera, forma-se imediatamente uma fina e

    invisvel camada de xido, a qual protege o metal de oxidaes posteriores.

    Essa caracterstica de autoproteo d ao alumnio uma elevada resistncia

    corroso. A menos que seja exposto a uma determinada substncia ou condio

    60

    agressiva que destrua essa pelcula de xido de proteo, o metal fica totalmente

    protegido contra a corroso.

    O alumnio altamente resistente ao tempo, mesmo em atmosferas industriais, que

    freqentemente corroem outros metais. tambm resistente a vrios cidos.

    Os lcalis esto entre as poucas substncias que atacam a camada de xido e,

    conseqentemente, podem corroer o alumnio.

  • OCB

    ALUMNIO E SUAS LIGAS

    Embora o metal possa seguramente ser usado na presena de certos lcalis

    moderados com a ajuda de inibidores, em geral o contato direto com substncia alcalina

    deve ser evitado.

    RESISTNCIA CORROSO (Cont.)

    Algumas ligas so menos resistentes corroso do que outras, particularmente certas

    61

    ligas de elevada resistncia mecnica. A pintura da superfcie seria a alternativa mais

    simples.PRINCIPAIS LIGAS DE ALUMNIO a) Ligas tratveis trmica ou mecanicamente:ligas tratveis termicamente: Al-Cu; Al-Zn-Mg; Al-Si-Mg;

    ligas endurecidas por trabalho a frio (encruveis): Al-Mg; Al-Si b) Ligas para fundio: Al-Cu; Al-Si; Al-Si-Cu/Mg; Al-Mg; Al-Zn