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.
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