1.0 CESOL - MAT.S - INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA

Tecnologia dos Materiais

LIGAS METALICAS

E

EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA

Prof. M.Sc. Antônio Fernando de Carvalho Mota

100 anos de Gonzagão

2

Para começar....

O que são elementos de liga?

São os elementos formadores das ligas metálicas,

Ouro Aço inoxidável

4

SOLUÇÕES SÓLIDAS

 É um sólido constituído de dois ou mais elementos dispersos atomicamente em uma única fase.

 Podem ser de dois tipos:

 SUBSTITUCIONAIS: os átomos do soluto (impureza) tomam

o lugar dos átomos do solvente.

 Exemplo: Cu + Zn.

Cobre Zinco

SOLUÇÕES SÓLIDAS

 INTERSTICIAIS: os átomos de impureza ocupam os interstícios

entre os átomos do solvente. O raio atômico do soluto deve ser substancialmente menor do que o do solvente. Concentração máxima: <10%.

 Exemplo: Fe- + C (FERRITA).

Ferro Carbono

6

Cromo

Tungstênio (w):

Molibdênio

Vanádio

Elementos de liga

Elementos de liga não

formadores de carboneto

Silício

Manganês

Níquel

Cobre

Cobalto

8

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

 Aço carbono: aço que não contém elementos de liga além dos teores

residuais admissíveis e no qual os teores de manganês e silício não ultrapassam os limites máximos de 1,65% e 0,30% respectivamente.

 Aço baixo carbono: aço carbono com teor nominal de carbono inferior

ou igual a 0,25%.

 Aço médio carbono: aço carbono com teor nominal de carbono superior

a 0,25% e inferior ou igual a 0,60%.

 Aço alto carbono: aço carbono com teor nominal de carbono superior a

0,60%.

 Aço carbono: aço que não contém elementos de liga além dos teores residuais admissíveis e no qual os teores de manganês e silício não ultrapassam os limites máximos de 1,65% e 0,30% respectivamente.

 Aço baixo carbono: aço carbono com teor nominal de carbono inferior ou igual a 0,25%.

 Aço médio carbono: aço carbono com teor nominal de carbono superior a 0,25% e inferior ou igual a 0,60%.

 Aço alto carbono: aço carbono com teor nominal de carbono superior a 0,60%.

Ferrita Perlita

10

Variação das Propriedades Mecânicas com o teor de carbono

10

Ensaio de tração

Máquina de Tração EMIC DL 60000

Aço x Ferro Fundido



Aço

 Ligas Ferro – Carbono

 0,008 e 2,11% de C  Dúctil  Forjamento  Laminação  Extrusão 

Ferro Fundido

 Ligas Ferro – Carbono

 2,06% e 6,67% de C



Frágil, dureza

variável



Fundição

12

Diagrama de fases Fe – Fe

C

CE = C + (Mn)/6 + (Cr+Mo)/5 + (V+Ni+Cu)/15

CE = C + (Mn)/6 + (Cr+Mo)/5 + (V+Ni+Cu)/15

Análise dos resultados:

CE < 0,4 não é temperável e de fácil soldagem;

CE > 0,4 é temperável e exige cuidados especiais na soldagem.

Análise dos resultados:

CE < 0,4 não é temperável e de fácil soldagem;

AÇOS DE USINAGEM FÁCIL

São aços que apresentam elevada usinabilidade, com alto teor de enxofre, fósforo e manganês. Ex.: SAE 1120

Adição de metais moles como o Chumbo e Bismuto facilitam a usinagem (série especial).

A importância desses aços reside no fato de que a indústrias modernas emprega cada vez mais processos de produção em massa, os quais exigem máquinas automáticas que possibilitem a produção de elevado numero de peças em tempo relativamente curto.

14

Cromo

16

Cromo

Escape de moto cromado.

 Aumenta a resistência à corrosão e ao calor  Aumenta a resistência ao desgaste (devido à formação de carbetos de cromo)

 Em aços baixa liga

aumenta a resistência e a dureza

 É normalmente adicionado

APLICAÇÕES DOS AÇOS INOXIDÁVEIS

CUTELARIA:

facas, bisturis, tesouras...

CUTELARIA:

facas, bisturis, tesouras...

UTENSÍLIOS DOMÉSTICOS:

panelas, baixelas, talheres, pias.

UTENSÍLIOS DOMÉSTICOS:

panelas, baixelas, talheres, pias.

ELETRODOMÉSTICOS:

geladeiras, fogões, máquinas de lavar roupas.

ELETRODOMÉSTICOS:

geladeiras, fogões, máquinas de lavar roupas.

18

Níquel

- Refina o grão e diminui a velocidade de transformação na estrutura do aço

-Aumenta da resistência à tração.

 Aplicações: Aço para construção mecânica. Aço

inoxidável, Aço resistente a altas temperaturas.

 Produtos: Peças para automóveis, utensílios

domésticos e caixas para tratamento térmico

Tubulações em aço inóxidável com níquel

Níquel

 Aumenta a resistência ao impacto (2-5% Ni)

 Aumenta consideravelmente a resistência à

corrosão em aços baixo carbono (12-20% Ni)

 Com 36% de Ni (INVAR) tem-se coeficiente de

expansão térmica próximo de zero.

Moeda de níquel. Aço austenitico (CFC) Aço ferrítico (CCC) Dúctil Frágil Temperatura ºC R es is t. a o c h o q u e (N .m ) HC ENSAIO CHARPY

20

AÇOS CRIOGÊNICOS

São utilizados principalmente na construção de tanques de armazenamento de gases em baixa temperatura ou em alta pressão, além de usos em algumas câmaras frigoríficas;

instrumentos para laboratórios de pesquisas biológicas que utilizam temperaturas baixas, para laboratórios de

fertilização artificial, armazenamento de embriões

congelados, entre outros usos na área médica e biológica. São utilizados principalmente na construção de tanques de

armazenamento de gases em baixa temperatura ou em alta pressão, além de usos em algumas câmaras frigoríficas;

instrumentos para laboratórios de pesquisas biológicas que utilizam temperaturas baixas, para laboratórios de

fertilização artificial, armazenamento de embriões

22

Manganês

• Agente dessulfurante e desoxidante

• Aumenta a dureza e a resistência (%Mn>1%) • Baixa a temperatura de transformação da

martensita .

• Entre 11-14% Mn alcança-se alta dureza, alta

ductilidade e excelente resistência ao desgaste (aplicações em ferramentas resistentes ao

Manganês

Em média, para cada 1% de manganês, a resistência à tração aumenta 100 MPa. Para aços temperáveis, aumenta a dureza após o processo de têmpera.

24

Manganês

- Estabiliza os carbonetos. Ajuda a criar microestrutura dura por meio de têmpera. Diminui a velocidade de resfriamento.

- Aumenta a resistência mecânica, a temperabilidade da peça e a resistência ao choque.

 Aplicações: Aço para construção mecânica.

 Produtos: Peças para automóveis e peças para uso geral em engenharia mecânica.

Jacaré ,utilizada

para desvio de trens

AÇOS PARA FINS ESPECIAIS

Os mais famosos aços resistentes ao desgaste são os denominados “HadField” do tipo “manganês

austenítico”.

São aços resistentes ao desgaste Metal X Metal, é muito utilizado em componentes fundidos para aplicações

severas de desgaste metal X metal, como por exemplo na Indústria Ferroviária, construção, mineração,

Dragagem, Fabricação de Cimento e Produtos

cerâmicos, além de indústrias de Perfuração de poços de Petróleo.

26

Silício

 Auxilia na desoxidação e na grafitização.

 Aumenta a fluidez.

- Aumento da resistência à oxidação em temperaturas elevadas.

Melhora a temperabilidade e a resistência à tração.

 Aplicações: Aços com alto teor de carbono. Aços

para fundição em areia.

 Produtos: Peças fundidas.

Válvula redutora de pressão com aço silício

28

Silício

 É um agente desoxidante na produção do aço.

 Aumenta a resistência à corrosão e a resistência à

tração, mas prejudica a soldagem.

 O silício aumenta significativamente a resistividade

elétrica do aço e, por isso, aços com silício são

amplamente usados em núcleos magnéticos (motores, transformadores, etc) devido às menores perdas com as correntes parasitas que se formam.

Silício

O Br-800 tinha um motor fundido em liga de alumínio-silício

Fabricada com material de liga leve e silício é também endurecida com tratamento de níquel

30

Gurgel Guerreiro – Fazenda Santa Rosa 17/06/2012

Dois cilindros opostos 0.8l – 120km/h - 25 km/l Motor sem correias e nem distribuidor

PROJETO DE UM ESTUDANTE VISIONÁRIO - PROJETO DE FORMATURA 1949 JOÂO CONRADO DO AMARAL GURGEL – PRODUZIU 40.000 VEÍCULOS

“O SONHO DE CARRO GENUINAMENTE BRASILEIRO AINDA NÃO ACABOU” PROF. MOTA

32

GULGEL BR 800 RODANDO NO RECIFE

"fábrica de sonhos", a "multinacional" de engenheiro João Amaral Gurgel, fechada desde 1994

TRAÇÃO 4X4

Cambio de até 9 marchas foram criados para reduzir o consumo

34

CÂMBIO AUTOMÁTICO CVT

A sigla CVT significa: Continuous Variable Transmission, ou “Transmissão com Variação Contínua”.

Como a transmissão é contínua o motor trabalha perto da melhor condição de consumo o tempo todo, isto é trás economia de combustível

36

Semi-condutores

Materiais semicondutores apresentam propriedades elétricas que são

intermediárias entre metais e isolantes. Além disso, as características elétricas são extremamente sensíveis à presença de pequenas quantidades de impurezas (dopagem), cuja concentração pode ser controlada em pequenas regiões do

Dopagem em materiais semicondutores para controlar a condutividade

 Apenas uma pequena fração dos sítios atômicos são imperfeitos

Menos de 1 em 1 milhão

 Menos sendo poucos eles influenciam muito nas propriedades dos

materiais e nem sempre de forma negativa

Aceitadores Si (4) e B (3) Doadores Si (4) e P (5)

38

Tungstênio

 O tungstênio forma carbonetos WC e W₂C, mas na

presença de ferro forma Fe₃W₃C ou Fe₄W₂C.

 Quando em solução o tungstênio retarda a

transformação austenita / ferrita.

 Ele refina o tamanho de grão e produz menor

40

Tungstênio

Aumenta a resistência à tração em altas temperaturas. Forma carbonetos bastante duros e é usado em aços para ferramentas (aços rápidos).

Tungstênio

Filamento de lâmpada incandescente

 Mantém a dureza a altas

temperaturas

 Forma partículas duras e

resistentes ao desgaste à altas temperaturas

42

Molibdênio

Melhora a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste e a dureza após a têmpera. Para aços inoxidáveis, melhora a resistência à corrosão.

44

Molibdênio

Molibdênio eletrolítico e cubo de 1 cm³

 Em teores < 0,3% aumenta a dureza e a resistência,

especialmente sob condições dinâmica e a altas temperaturas

 Atua como refinador de grão

 Melhora a resistência `a corrosão

 Forma partículas resistentes à abrasão

Molibdênio

O Kalinin K-7 apresentava uma estrutura em aço-molibdênio

soldado e revestida em alumínio Pratinho de mola em aço cromo-molibdênio EMPI

46

48

Cobalto

CONTINUAÇÃO LIGAS B

Cobalto

 O cobalto é um elemento químico, símbolo Co,

número atômico 27 e massa atômica 59 uma,

encontrado em temperatura ambiente no estado sólido.

 É um metal de transição situado no grupo 9 (VIIIB).

 O Co-60, radioisótopo é usado como fonte de

radiação gama em radioterapia e esterilização de alimentos.

50

Cobalto

 Influência nas Propriedades : Forma carbonetos

 (fracamente) e não desloca a curva TTT.

 Influência na estrutura : Aumento da dureza, da

resistência à tração, da resistência à corrosão e à erosão.

 Aplicações : Aços rápidos e elementos de liga em aços

magnéticos.

Cobalto

 Não desloca a curva TTT;

 Aumenta a dureza. Aumenta a resistência à tração,

resistência à corrosão e à erosão.

 Aplicações: Aços rápidos. Elementos de liga em

aços magnéticos.

 Produtos: Lâminas de turbina de motores a jato_.

52

Cobalto

Cobalto eletrolítico e cubo de 1 cm³

 Melhora a dureza à quente  É usado em aços magnéticos

 Não desloca a curva TTT, ao contrário de todos

Cobalto

Aumenta a dureza do aço sob altas temperaturas.

54

56

Vanádio

 O vanádio é um formador de carbonetos (forma VC) e tem ação

benéfica nas propriedades mecânicas de aços tratados

termicamente, especialmente na presença de outros elementos.

 Ele precipita no revenido na faixa de 500 - 600 0 e pode induzir

endurecimento secundário.

 O vanádio em pequenas quantidades aumenta a tenacidade pela

redução do tamanho de grão.

 Acima de 1% confere alta resistência ao desgaste

especialmente para aços rápidos.

 Pequenas quantidades de vanádio em combinação com cromo e

Vanádio

58

Vanádio

Refina a estrutura do aço, impedindo o crescimento dos grãos. Forma carbonetos duros e estáveis e é usado em aços para ferramentas para aumentar a capacidade de corte e dureza em altas temperaturas.

60

Vanádio

Ferramenta com vanádio

 Forma carbetos que são

estáveis a altas temperaturas  Inibe o crescimento de grão (0,03-0,25%) e melhora todas as propriedades de

resistência sem afetar a ductilidade

62

O titânio é um metal bastante leve e muito duro

Peso específico: 4,5.

Símbolo: Ti.

Número atômico: 22

Massa atômica: 47,9.

Foi descoberto em 1791 por W. Gregor em pesquisas com a areia magnética. Mais tarde M. H. Klaproth o encontrou no rutilo e em

1825 foi isolado por J. J. Berzelius.

>> TITÂNIO

Há alguns anos, devido ao grande espectro de

cores que possibilita, começou a ser empregado em vários tipos de objetos.

É um metal que não pode ser facilmente soldado pois seu ponto de solda está entre 1.600 e 1.800ºC. A indústria utiliza-se de gás argônio e maçarico de tungstênio para soldá-lo.

Logo, em alguns tipos de peças sua solda é inviável. Sua fixação costuma ser feita através de cravação, garras, rebites, parafusos, etc.

64

>> TITÂNIO

SURGIMENTO DE CORES NO TITÂNIO

Existem duas superfícies paralelas, a de óxido e a do metal.

A camada de óxido tem transparência variável conforme sua espessura.

A luz incide sobre a superfície atravessando a camada de óxido e atingindo a face refletiva do metal.

A luz é desviada de volta à superfície passando pela camada de óxido novamente.

As diferenças na espessura nessa camada causam cores diferentes aos olhos do espectador.

>> TITÂNIO

66

>> TITÂNIO

APLICAÇÕES:

A elevada resistência à corrosão é fator decisivo para emprego em uma variedade de equipamentos industriais.

• Componente importante de ligas com alumínio, molibdênio, manganês, ferro e outros metais. Ligas de titânio são leves e suportam altas temperaturas e, por isso, são empregadas em

aviões, mísseis, naves espaciais.

• Dióxido de titânio é extensivamente usado em tintas, pelo alto poder de fixação.

• Eixos de hélices e outras aplicações, onde a resistência á corrosão à água do mar é necessária.

>> TITÂNIO

APLICAÇÕES:

Em termos genéricos, pode-se dizer que o titânio metal e várias de suas ligas apresentam a benéfica

combinação de alta resistência mecânica e térmica, alta resistência à corrosão e baixa massa específica e,

portanto, usados em aplicações críticas, nas quais o conjunto dessas propriedades é importante.

Tetracloreto de titânio é usado para fabricar vidros

iridescentes (as cores mudam de acordo com o ângulo de visão).

Produz também intensa fumaça no ar e é usado para cenas de efeito (não é inofensivo, a fumaça se dá pela reação com a umidade do ar TiCl4 + 2H₂O → TiO₂ + 4HCl).

Titânio e ligas são usadas em próteses ósseas, implantes dentários (biocompatível).

68

68

ALOTROPIA DO TITÂNIO

FASE 



_{Existe até 883ºC}



_{Apresenta estrutura hexagonal compacta - HC}



_{É mole no plano base (compacto) e direções}

compactas.

FASE 

 E

xiste a partir de 883ºC



_{Apresenta estrutura CCC}



_{É dura e resistênte}

70

O titânio é útil em



Aviões



Motor a jato



Carcaça submarina



Contêineres de lixo nuclear



Próteses

72

Nióbio

elemento de liga importante



Niobium ou Colúmbio



Material estratégico - Aços microligados



O Brasil tem as maiores reservas de

Nióbio



Número Atômico: 41

Nióbio



_{Ponto de fusão 2468°C.}



Pequenos teores deste elemento permitem

aumentar o limite de resistência e o limite de

escoamento, pois promove o refino de grão e a

geração de carbonitretos no interior do aço.



O Nióbio permiti utilizar menores teores de

carbono e de manganês, assim melhorando a

soldabilidade e a tenacidade dos aços e

tomando-se a base de aços de alta resistência e

baixa liga.

SOLDAGEM DOS AÇOS INOXIDÁVEIS (CONSULTORIA) TIG ARAME TUBULAR ELETRODO REVESTIDO ESTRATEGIA ECONÔMICA:

Substituição do TIG e do MIG pelo

ELETRODO REVESTIDO e ARAME TUBULAR.

Com o uso de elementos carburígenos foi possível substituir o argônio pelo

Quando aços austenísticos (como 304 ou 316) são aquecidos na faixa

de 450 a 850 C, ou resfriados lentamente nesta faixa ocorre uma ⁰ ⁰

descromização, precipitação de carbonetos de cromo Cr₂₃C₆, ao longo

dos contornos de grão.

Este fenômeno é denominado SENSITIZAÇÃO responsável pela

CORROSÃO INTERGRANULAR.

Os Aços Inoxidáveis também sofrem corrosão?

75

Micrografia de um aço inox. com corrosão intergranular

76

Nióbio

 Na década de 1950, com o início da corrida espacial,

aumentou muito o interesse pelo nióbio, o mais leve dos metais refratários.

 Ligas de nióbio, como Nb-Ti, Nb-Zr, Nb-Ta-Zr, foram

desenvolvidas para utilização nas indústrias espacial e nuclear, e também para fins relacionados à

supercondutividade.

 Os tomógrafos de ressonância magnética para

diagnóstico por imagem, utilizam magnetos supercondutores feitos com a liga NbTi.

 As superligas aeronáuticas também utilizam nióbio.

 Destas, a mais importante é o IN718, introduzida em 1966

e cujo aperfeiçoamento resultou numa família de superligas utilizadas nas turbinas aeronáuticas e estacionárias mais modernas.

Nióbio

 Outro desenvolvimento importante da década de 1950 foi o aço microligado.

 Estudos conduzidos na Inglaterra -na Universidade de Sheffield e na

British Steel - e também nos Estados Unidos, tornaram o aço microligado uma realidade industrial quando a Great Lakes Steel

entrou no mercado, em 1958, com uma série de aços contendo cerca de 400 gramas de nióbio por tonelada, exibindo características

(resistência mecânica e tenacidade) que até então somente podiam ser obtidas com aços ligados muito mais caros.

 A descoberta de que a adição de uma pequena quantidade de nióbio ao aço carbono comum melhorava consideravelmente as propriedades deste, levou à utilização em grande escala do

conceito de microliga, com grandes vantagens econômicas para a

engenharia estrutural, para a exploração de óleo e gás e para a fabricação de automóveis.

78

Nióbio

 O Nióbio é um material muito raro na terra, só havendo a

ocorrência de óxido de Nióbio (O₅Nb₂) no Brasil, no Canadá e no Zaire, sendo que o Brasil detém mais de 95% das comprovadas e é o único produtor mundial.

 Em Araxá, Minas Gerais, estão situadas 460 milhões de

toneladas do minério, com um teor médio de 2,75% de

Nióbio.

 Além disso, há ocorrências do minério na Amazônia, as

quais deverão duplicar as nossas reservas.

 As reservas de Araxá são suficientes para abastecer o

Mundo por 500 anos! Essas reservas pertencem a

Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração – CBMM, a qual tem o seu capital formado por 55% do

grupo Moreira Sales e 45% da Molycor Inc, subsidiária da Unocal Corporation.

Nióbio

 Foi considerado pelo governo americano material

estratégico e tem tido cada vez mais aplicações na

tecnologia de ponta.

 Todos os tomógrafos de ressonância magnética utilizam

eletro-imãs de altíssima potência feitos com ligas de Nióbio, supercondutores e as palhetas das turbinas a jato e novos materiais utilizam também uma liga de Nióbio.

80

Nióbio

 A dependência mundial do Nióbio brasileiro é tal

importância, que o governo americano, que já o tinha colocado entre os materiais estratégicos mais

importantes, proibiu que se fizesse pesquisas com o Nióbio com verbas federais, temeroso de que se

descubra novas aplicações tecnológicas, que aumentem ainda mais a dependência dos EUA com o nosso Nióbio.

 A exportação do Nióbio é isenta de IPI, de ICMS e de

todos os outros impostos, portanto, não gera renda para o Pais ou para o Estado de Minas.

 Está na hora de estabelecemos um imposto de

exportação sobre esse material e que, com esses recursos, financiemos as nossas pesquisas

tecnológicas, essenciais para o nosso desenvolvimento.

 Fonte: Professor Sebastião Barreto Campello, Eng. Mecânico, pesquisador da UFPE

Nióbio

 Utilização:

 Nas ligas metálicas,o nióbio é adicionado ao aço inoxidável

para conferir-lhe melhor resistência, suportar temperaturas mais altas e reduzir a probabilidade do aço se danificar.

 Usado em aço destinados a soldagem e em aços

inoxidáveis utilizados em construções de reatores

nucleares, turbinas de aeronaves a jato e na fabricação de magnetos para tomografias de ressonância magnética.

 Em outras ligas, como a de nióbio titânio,ele é usado em

implantes cirúrgicos e na extração de ouro;

 Também pode ser usado contra a corrosão com cabos

anódicos de nióbio platinizados para proteção catódica;

 Ou seja,o nióbio é usado desde a produção de turbinas –

explorado, inclusive, pela NASA– à produção de jóias e lâminas.

82

Nióbio

 Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de nêutrons termais.

 Usado em soldas elétricas.

 Devido a sua coloração é utilizado, geralmente na forma de liga metálica, para a produção de joias como, por exemplo, os piercings.

 Quantidades apreciáveis de nióbio são utilizados em superligas para fabricação de componentes de motores de jatos , subconjuntos de foguetes , ou seja, equipamentos que necessitem altas resistências a combustão.

 O nióbio está sendo avaliado como uma alternativa ao tântalo para a utilização em capacitores.

84

86

Alumínio

 É usado em pequenas proporções, como desoxidante

e agente de controle do crescimento dos grãos.

Alumínio



É utilizado principalmente como desoxidante no

processo de refino do aço líquido.



Também combina com o nitrogênio, reduzindo

sua suscetibilidade do aço ao envelhecimento

pela deformação.



Em pequenas adições , impede o crescimento

dos grãos dos aços agindo com um bloqueador.



Favorece, após a laminação a frio seguida de

recozimento, uma textura adequada para

estampagem.

88

ALUMÍNIO E SUAS LIGAS

 PRINCIPAIS IMPUREZAS

 • Ferro " reduz a trabalhabilidade (AlFe3)

 ! Silício " aumenta a resistência à tração

 ! Cobre " aumenta a resistência à tração.

 PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA

 • Cu, Mg, Si, Zn, Ni, Ti, Cr, Co, Pb, Sn e outros.

Bobina de chapa fundida

Ligas de cobre



Elevadas condutividades elétrica e térmica



Boa resistência à corrosão

90

 O cobre é um metal vermelho-marrom, Tf= 1083ºC,

p=8,96g/cm3 (a 20ºC), sendo após a prata, o melhor condutor de calor e de eletricidade.

 O cobre apresenta ainda excelente deformabilidade.

 Boa resistência a corrosão.

 Boa resistência mecânica.

 Boa usinabilidade.  Cor decorativa.  Propriedades Mecânicas:  Recoz. LE – 5 a 8 kgf/mm2, A - 48 a 50%  Encr. LE – 18 a 35 kgf/mm2, A – 6 a 30%

METAL COBRE

92

Fósforo

 É considerado um elemento prejudicial, resultante do processo de

produção.

 Torna o aço frágil, efeito que se acentua com o aumento do teor de

carbono.

 Assim, os teores máximos permitidos devem ser controlados

94

Enxofre

É, na maioria dos casos, um elemento indesejável, oriundo do processo de produção.

Se combinado com o ferro na forma de sulfeto, deixa o aço quebradiço.

Entretanto, se combinado com o manganês no forma do respectivo sulfeto, favorece a usinagem com a formação de cavacos que se quebram facilmente.

Chumbo

Não se liga ao aço mas, quando adicionado, distribui-se na estrutura em forma de partículas microscópicas, o que

resulta em maior facilidade de usinagem. Entretanto, devido ao baixo ponto de fusão (cerca de 327°C), aços com

chumbo não devem ser usados em temperaturas acima de 250°C.

98

Um tecnólogo de manutenção industrial introduziu em sua empresa o processo de revestimento metálico aplicado por soldagem como procedimento de

manutenção e prevenção contra desgaste de componentes mecânicos.

As principais características necessárias aos componentes da empresa são: I. recuperação de forma (componentes mecânicos em aço ligado).

II. proteção contra desgaste abrasivo severo.

III. proteção contra desgaste abrasivo associado com impacto de alta intensidade a frio.

As ligas para aplicação encontram-se na forma de eletrodos revestidos. O quadro abaixo apresenta as ligas com suas respectivas composições químicas.

Assinale a opção que apresenta uma associação correta de característica necessária com a liga.

A I – L4, II – L3, III – L2. B I – L4, II – L1, III – L3. C I – L4, II – L1, III – L2. D I – L3, II – L4, III – L2. E I – L3, II – L1, III – L4.

I. recuperação de forma (componentes mecânicos em aço ligado). II. proteção contra desgaste abrasivo severo.

III. proteção contra desgaste abrasivo associado com impacto de alta intensidade a frio.

10 0

10

EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA

10 ELEMENTO INFLUENCIA APLICAÇÕES PRODUTOS

NIQUEL Aumento da resistência a

tração Construção mecânica, aço resistente a altas temperaturas

Peças para automóveis,

utensílios domésticos MANGANÊS Resistência ao choque e

resistência mecânica Aço para construção mecânica Peças para automóveis e peças para uso geral em eng. Mecânica CROMO Resistência a corrosão,

resistência a altas temperaturas

Aço para construção mecânica, aço inox, aços ferramenta

Produtos para a indústria química, talheres, válvulas, peças para fornos MOLIBDÊNIO Aumento da resistência a

tração, aumento da dureza a quente

Aços-ferramenta,

aços-rápidos Ferramentas de corte

COBALTO Aumento da dureza, da resistência a tração e da resistência a corrosão Aços-rápidos, elementos de liga em aços magnéticos Lâminas de turbina de motores a jato

SILÍCIO Aumento da resistência a oxidação em altas

temperaturas

Aços para fundição em areia

10 2

10 4

10 6

Antimônio Sb

Antimônio Sb.

O principal uso do metal é como elemento de liga em placas de baterias de chumbo, em soldas, em estruturas metálicas e em latas.

Seus compostos são usados em tintas à prova de fogo, cerâmicas, esmaltes, vidros e borrachas.

Usado como liga, este semi-metal incrementa muito a dureza e a força mecânica do chumbo.

Também é empregado em diferentes ligas como peltre, metal antifricção (liga com estanho)

Cristal de antimônio de 2g

O antimônio tem uma crescente importância na indústria de semicondutores para a construção de diodos, detectores infravermelhos e dispositivos de efeito Hall.

10 Antimônio é uma liga baseada em zinco e pequena

quantidade (porcentagem) de alumínio, magnésio, etc., técnicamente chamado "Zamak“.

Esse material é utilizado na fabricação de diversas peças

de automóveis, tais como: carburadores, maçanetas, aros de buzinas, manivelas de janelas, grades de radiadores e partes de fechaduras.

Como Soldar Antimônio - "Zamak"

PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM

O serviço mais importante é a remoção completa da película de cromo em torno da rachadura isto é aproximadamente 5 a 10mm de ambos os lados da ruptura.

Os consertos efetuados com má remoção do cromo, que impede a fusão das duas partes, não são satisfatórios.

É necessário também, deixar as faixas laterais bem limpas para que o ponto de fusão do material possa ser observado.

A perfeita remoção poderá ser controlada com sulfato de cobre dissolvido. O antimônio torna-se escuro e os restos de cromo continuam brancos.

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Índio In. é pouco usado: apenas em alguns processos

de eletrodeposição e em ligas especiais

Índio In

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Manganês

 _{O manganês ( do francês manganèse ) é um elemento}

químico cujo o símbolo é Mn, n° atômico 25 e massa atômica 55 u, sólido em temperatura ambiente.

 Situa-se no 7B .

 Usado em ligas principalmente na do aço e, também,

para a produção de pilhas.

 Foi descoberto em 1774 pelo sueco Johan Gottlieb

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Vanádio

 símbolo V, número atômico 23 de massa atómica 51 u

que, nas condições ambientes, é encontrado no estado sólido.

 Foi descoberto pelo mineralogista espanhol Andrés

Manuel del Río, no México, em 1801, num mineral de chumbo.

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História do Nióbio

 O elemento 41 foi descoberto na Inglaterra em 1801,

pelo químico Charles Hatchett, que na época o denominou de colúmbio.

 Posteriormente, o químico alemão Heinrich Rose,

pensando haver encontrado um novo elemento ao

separá-lo do metal tântalo, deu-lhe o nome de nióbio em homenagem a Níobe, filha do mitológico rei Tântalo.

 As informações mais antigas sobre o uso de nióbio datam

de 1925, referindo-se à substituição do tungstênio na produção de ferramentas de aço.

 No início da década de 1930, o nióbio passou a ser

utilizado na prevenção de corrosão intergranular em aços inoxidáveis.

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ELEMENTOS DE LIGA VALORIZADOS