Os Trabalho de Materiais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CAMPUS ARARANGUÁ

ENGENHARIA DE ENERGIA

Professor:

Aluno:

METAIS E SUAS LIGAS

1. Ligas Ferrosas

As ligas ferrosas (aços e ferros fundidos) são aquelas nas quais o ferro é o constituinte principal. A maioria dos aços contém menos que 1%p C e, além disso, outros elementos de liga, os quais tornam esses materiais suscetíveis a tratamentos térmicos (e uma melhoria das propriedades mecânicas) e/ou mais resistentes à corrosão. As ligas ferrosas são empregadas extensivamente como materiais de engenharia, pois: os compostos contendo ferro são abundantes; estão disponíveis técnicas econômicas de extração, refino e fabricação; e elas podem ser projetadas para exibir uma ampla variedade de propriedades mecânicas e físicas. Já as limitações das ligas ferrosas incluem o seguinte: massas específicas relativamente altas; condutividades elétricas comparativamente baixas; susceptibilidade à corrosão em ambientes comuns.

        Os tipos de aços mais usuais são os aços-carbono comuns com baixo teor de carbono, os aços de baixa liga e alta resistência, os aços com médio teor de carbono, os aços-ferramenta e os aços inoxidáveis. Os aços-carbono comuns contêm (além do carbono) um pouco de manganês e apenas concentrações residuais de outras impurezas. Já os aços inoxidáveis, resistentes a corrosão a temperaturas de até 1000ºC, são classificados de acordo com o principal constituinte microestrutural. As três classes são ferríticos, austeníticos e martensíticos.

        Os ferros fundidos têm um teor de carbono mais elevado que os aços – normalmente entre 3%p e 4,5%pC – assim como outros elementos de liga, notadamente o silício. Nesses materiais, a maioria do carbono existe na forma de grafita, em vez de estar combinado com o ferro como cemenita. Nessa faixa de concentrações, a temperatura de fusão é substancialmente mais baixa do que a dos aços. Isto facilita o processo de fundição e moldagem. Os ferros cinzentos, dúctil, maleável e vermicular são os quatro tipos de ferro fundido mais largamente utilizados; os três últimos são razoavelmente dúcteis.

1. Ligas Não-Ferrosas

Todas as demais ligas enquadram-se na categoria de não ferrosas, que é, ainda, subdividida de acordo com o metal base ou com alguma característica distinta que é compartilhada por um grupo de ligas. As ligas ferrosas podem ainda ser subclassificadas como forjadas ou fundidas. As ligas suscetíveis à conformação por deformação são classificadas como forjadas. As ligas fundidas são relativamente frágeis e, portanto, a fabricação por fundição é mais apropriada.

Foram discutidas sete classificações de ligas não ferrosas – as ligas de cobre, alumínio, magnésio, titânio, os metais refratários e os metais nobres -, assim como as ligas diversas (níquel, chumbo, estanho, zinco e zircônio).

1. Cerâmicas

- Estruturas Cristalinas

        A ligação interatômica nas cerâmicas varia desde puramente iônica até totalmente covalente. Para uma ligação predominantemente iônica: os cátions são carregados positivamente, enquanto os íons não metálicos têm cargas negativas. Algumas estruturas cristalinas podem ser geradas a partir do empilhamento de planos compactos de ânions; os cátions preenchem posições intersticiais tetraédricas e/ou octaédricas que existem entre os planos adjacentes. Isto explica a dureza e fragilidade das cerâmicas. Como não podem deslizar, elas fraturam com pouca deformação plástica.

        - Vidros

        Os familiares vidros são silicatos não cristalinos que contêm outros óxidos. Além da sílica, as duas outras matérias-primas principais de um vidro típico são a soda e a cal. As duas principais características dos materiais vítreos são a transparência óptica e facilidade de fabricação.

        - Argilas

        A argila é o componente principal das louças brancas (por exemplo, potes e louças para mesa) e dos produtos estruturais à base de argila (por exemplo, tijolos de construção e azulejos). Outras matérias-primas podem ser adicionadas, tais como o feldspato e o quartzo; esses componentes influenciam as mudanças que ocorrem durante o cozimento.

- Refratários

        Os materiais empregados em temperaturas elevadas e com frequência em ambientes reativos são denominados cerâmicas refratárias. As exigências para essa classe de materiais incluem elevada temperatura de fusão, habilidade em permanecer não reativo e inerte quando exposto a ambientes severos (com frequência em temperaturas elevadas) e habilidade em prover isolamento térmico. Com base na composição e na aplicação, as quatro subdivisões principais das cerâmicas refratárias são argila refratária, sílica, básica e especial.