Alguns metais não ferrosos I-40

MSPC - Informações Técnicas

Alguns metais não ferrosos I-40

Magnésio

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É um dos metais mais leves, com massa específica de 1,74 kg/dm³, inferior à do alumínio. Entretanto, a resistência mecânica é relativamente baixa e é comum o uso na forma de ligas com outros metais como alumínio, manganês, zinco. Elas têm aplicações especiais, nas quais o baixo peso e alta precisão dimensional são importantes.

A tabela abaixo dá o padrão tradicional de codificação de ligas de magnésio segundo ASTM.

Primeira parte	Segunda parte	Terceira parte	Quarta parte
Duas letras que indicam os principais elementos de liga em ordem decrescente de teores. Se esses são iguais, a ordem é alfabética. A - alumínio B - bismuto C - cobre D - cádmio E - terra rara F - ferro G - magnésio H - tório K - zircônio L - lítio M - manganês N - níquel P - chumbo Q - prata R - cromo S - silício T - estanho W - ítrio Y - antimônio Z - zinco	Dois dígitos que indicam os percentuais arredondados dos principais elementos na mesma ordem da primeira parte.	Letras do alfabeto que servem para distinção de ligas com os mesmos percentuais dos mesmos elementos principais, à medida que elas se tornam padrões usuais e registrados.	Indica o tipo de tratamento térmico. F - conforme fabricado O - recozido H10 - encruado leve H11 - encruado leve H23 - encruado e recozido parcialmente H24 - idem H26 - idem T4 - solubilizado T5 - envelhecido artificialmente T6 - solubilizado e envelhecido artificialmente T8 - solubilizado, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente

Exemplo: AZ81A-T4 indica alumínio e zinco com 8% e 1% respectivamente. A é a ordem de registro e T4 significa tratado por solubilização.

A resistência à corrosão não é das melhores devido ao elevado potencial eletronegativo. Muitas vezes há necessidade de revestimentos anticorrosivos. Peças podem ser usinadas, mas com cuidados especiais porque os cavacos incendeiam-se facilmente.

Informações sobre o elemento químico podem ser vistas na página Magnésio da Tabela Periódica deste site.

A produção mundial de magnésio em 2003 foi da ordem de 496.000 toneladas. China é o maior produtor. Grosso modo, pode-se dizer que a metade é usada em ligas com alumínio. Há outras aplicações importantes, como dessulfurização de aços, produção de ferros fundidos, reagentes químicos, etc.

Níquel

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A principal característica é a elevada resistência à corrosão. Isto faz do níquel um metal adequado para indústrias químicas e de alimentos.

Bastante usado como revestimento anticorrosivo de outros metais, por meio de galvanoplastia. Pode ser facilmente deformado a frio e soldado. Uma importante aplicação é como material de resistências elétricas, neste caso em forma de liga com cobre e manganês ou outros metais.

Ligas de níquel:

Em geral, a presença de níquel em ligas proporciona ou melhora características como: resistência à corrosão, resistência em altas temperaturas, propriedades magnéticas e expansão térmica. Nos parágrafos seguintes, alguns tipos mais importantes.

Aços inoxidáveis:

Geralmente contêm de 8 a 10% de níquel e um outro percentual de cromo. Um tipo comum é o 304, que contém 8% de níquel e 18% de cromo. É usado, por exemplo, em talheres e utensílios de cozinha. Outro tipo comum é o 316, que tem os mesmos teores de Ni e Cr do 304, mas com adição de 3% de molibdênio. Apresenta melhor resistência à corrosão. E muitos outros tipos para variadas aplicações.

Ligas de níquel e cobre:

São muitas vezes chamadas por nomes comerciais como Monel. Um tipo comum tem 63% (min) de níquel, 28 a 34% de cobre, 2% (max) de manganês e 2,5% (max) de ferro. São usadas em refinarias de petróleo e em aplicações marítimas, onde uma longa vida útil das partes é importante. Usadas também em trocadores de calor para água do mar, em razão da boa condutividade térmica aliada à resistência à corrosão.

Ligas de níquel e cromo:

São também conhecidas em seus nomes comerciais (Hastelloy, Inconel e outros). São usadas onde a resistência ao calor e/ou à corrosão são determinantes (pás e outras partes de turbinas a gás, por exemplo). Na tabela abaixo, algumas combinações usuais (a soma dos percentuais pode ser menor que 100, significando outros elementos).

Al	Cr	Fe	Mo	Ni	Nb+Ta	W	Dureza HB	Estado
0	15,5	5,5	16	57	0	3,8	184	Recozido
0	15,5	8	0	76	0	0	120-170	Recozido
0	21,5	0	9	61	3,6	0	180	Recozido
0,5	21	46	0	32,5	0	0	120-184	Recozido
0	19	18,5	3	52,5	5,1	0	382	Endurecido

Ligas de baixa expansão térmica:

Uma liga com 48% de níquel o o restante de ferro apresenta um baixo coeficiente de expansão térmica, que pouco varia com a temperatura (8,3 a 9,3 10^-6 1/ºC de 20 a 400ºC). São usadas, por exemplo, em molas de precisão e em uniões seladas vidro-metal.

Ligas magnéticas:

São caracterizadas pela elevada permeabilidade magnética, importante para minimizar o consumo de energia elétrica na produção de campos magnéticos de alta intensidade. Um nome comercial comum é Permalloy, que contém 70 a 80% de níquel, pequenas proporções de molibdênio e/ou cobre e o restante de ferro. Outro tipo comum contém cerca de 45% de níquel, 30% de ferro e 25% de cobalto. A permeabilidade magnética pouco varia com o fluxo magnético e, por isso, usada em dispositivos elétricos nos quais a variação da permeabilidade produz distorção (filtros, por exemplo).

Titânio

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O metal apresenta uma favorável combinação de elevada resistência mecânica e térmica, baixa massa específica e alta resistência à corrosão. É usado em aplicações críticas, onde todas ou algumas dessas propriedades são necessárias. A principal contrapartida é o alto custo.

Alguns exemplos de aplicação do titânio e suas ligas: construção aeroespacial, turbinas a gás (partes fixas e móveis), reatores nucleares, próteses médicas e implantes dentários, processos químicos e de alimentos, trocadores de calor para refino de petróleo, etc.

A massa específica é cerca de 4500 kg/m³ e a resistência à ruptura varia de aproximadamente 480 MPa para alguns tipos comercialmente puros até cerca de 1100 MPa para algumas ligas estruturais ou mesmo 1700 MPa para algumas ligas especiais.

O titânio puro tem estrutura hexagonal (chamada α), que se transforma em β (cúbica de face centrada) acima de 882°C. A adição de elementos de liga pode mudar essa temperatura de transformação e, em vários casos, provocar a retenção da variedade β sob temperatura ambiente, resultando em ligas com ambas as variedades ou somente β.

Ligas tipo α: nome dado ao titânio comercialmente puro, podendo ter pequena proporção da variedade beta, dependendo da concentração de impurezas que estabilizam β, como o ferro. Não aceitam tratamento térmico, mas a adição de cobre permite o tratamento de envelhecimento.

Ligas tipo α-β: alguns elementos de liga (exemplos: ferro, cromo, molibdênio, vanádio) atuam como estabilizadores da variedade β e a adição dos mesmos produz ligas de média para alta resistência (600 a 1250 MPa). Podem ser tratadas mecânica e termicamente, resultando em ligas com propriedades adequadas para diversas aplicações.

Ligas tipo β: contém proporções de elementos estabilizadores de β para formar ligas com apenas essa variedade. O trabalho a frio é mais fácil em relação às anteriores, podem receber tratamento térmico para elevadas resistências e a resistência à corrosão é melhor que a do metal comercialmente puro.

Alguns exemplos de ligas de acordo com a resistência mecânica.

• Baixa (500 MPa): metal comercialmente puro.
• Média (500-900 MPa): Ti 2,5%Cu.
• Média-alta (900-1000 MPa): Ti 6%Al 2%Sn 4%Zr 2%Mo.
• Alta (1000-1200 MPa): Ti 6%Al 6%V 2.5%Sn.
• Muito alta (>1200 MPa): Ti 10%V 2%Fe 3%Al.

Zinco

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Baixo ponto de fusão, baixa resistência mecânica, boa resistência à corrosão atmosférica, facilidade de trabalho a frio são suas principais propriedades. Usado em coberturas para telhados, como revestimento anticorrosivo (galvanização), como componente de várias ligas, etc.