Aula 16 – Ligas não ferrosas

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1 Aula 16 – Ligas não ferrosas
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2 Ligas Metálicas Ferrosas Não ferrosas Aço Ferro Fundido Alumínio Cobre
Estanho Ao carbono Cinzento Chumbo Nodular Zinco e etc... Baixa liga Liga Alta liga Branco Maleável

3 Alumínio

4 Características básicas do alumínio puro:
Temperatura de fusão 660oC CFC Não é magnético Densidade: 2,70g/cm3 (aço: 7,9 g/cm3) Baixa dureza ( HB)

5 Qual é a principal limitação do alumínio?
A principal limitação do alumínio é a sua baixa temperatura de fusão (660 °C)

6 Alumínio e suas ligas

7 A maioria das ligas de Al são endurecidas através de deformação plástica a frio e mediante a formação de ligas. Em contrapartida, esses processos diminuem a resistência à corrosão.

8 Cu, Si, Mg, Zn, Ni, Ti, Cr, Co, Pb, Sn, ...
Principal impureza no Al Ferro: reduz a trabalhabilidade (AlFe3) Principais elementos de liga Cu, Si, Mg, Zn, Ni, Ti, Cr, Co, Pb, Sn, ... A resistência a tração

9 Roda de liga leve: Liga A-356 (Al-Si-Mg)
Exemplo de composição química e microestrutura Roda de liga leve: Liga A-356 (Al-Si-Mg)

10 Aplicações das ligas de alumínio de acordo com suas propriedades
Elevada Plasticidade: laminados de pouca espessura (resguardos de bombons, etc...) Elevada condutividade elétrica (65% do Cu): emprego no setor elétrico (cabos, fios, etc...)

11 Aplicações das ligas de alumínio de acordo com suas propriedades
Elevada resistência à corrosão: artigos domésticos, embalagens, etc... Baixa densidade: material para construção mecânica (carros, aeronaves,etc...)

12 Aplicações das ligas de alumínio de acordo com suas propriedades
Tampas para latas de bebidas. Liga de Alumínio-magnésio

13 Reciclagem do alumínio
Para reciclar uma tonelada de latas de Al gastam-se somente 5% da energia necessária para produzir a mesma quantidade de Al pelo processo primário, além de evitar a extração de 5 toneladas da matéria-prima bauxita.

14 Reciclagem do alumínio
As latinhas de bebidas são feitas por três partes de ligas diferentes: O corpo, a tampa e a solda. Proporções maiores de magnésio 4 a 5%, e menores de Mn 0,2% a 0.5%, conferem à tampa maior resistência necessária do que ao corpo, que é mais flexível, com 0,8% a 1,3% de Mg e 1% a 1,5% de Mn.

15 Ligas Metálicas Ferrosas Não ferrosas Aço Ferro Fundido Alumínio Cobre
Estanho Ao carbono Cinzento Chumbo Nodular Zinco e etc... Baixa liga Liga Alta liga Branco Maleável

16 Cobre

17 Características básicas do cobre puro
Temperatura de fusão 1038oC CFC Densidade: 8,92 g/cm3 (aço: 7,9 g/cm3) Baixa dureza (45 – 90 HB)

18 Cobre e suas ligas

19 Principais elementos de liga
Estanho, níquel, alumínio, zinco. A maioria das ligas de cobre não podem ser endurecidas através de tratamentos térmicos, portanto, para obter o endurecimento dessas ligas devem-se trabalhar essas ligas a frio.

20 Classificação das ligas de cobre

21 Cobre + Zinco = Latão O conteúdo de zinco varia de 5% a 45%. A medida que aumenta o teor de Zn, diminui a resistência à corrosão em determinados meios agressivos.

22 Cobre + Zinco = Latão Esta liga é utilizada em moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de automóvel, ferragens, cartuchos, diversos componentes estampados, conformados e etc.  resfriador de óleo para radiadores de automóveis

23 Classificação das ligas de cobre

24 Cobre + Estanho = Bronze
O conteúdo de estanho pode chegar a 20%. Os bronzes são relativamente mais resistentes que os latões. À medida que aumenta o teor de Sn, aumentam a dureza e as propriedades relacionadas com a resistência mecânica, sem que ocorra queda na ductilidade.

25 Cobre + Estanho = Bronze
O conteúdo de estanho pode chegar a 20%. É utilizado em tubos flexíveis, torneiras, varetas de soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, sinos etc.

26 Classificação das ligas de cobre

27 Cobre + Níquel = Cuproníquel
O conteúdo de níquel pode variar de 10% a 30%. É utilizada em cultivos marinhos, moedas, bijuterias, armações de lentes etc.

28 Classificação das ligas de cobre

29 Cobre + Níquel + Zinco = Alpacas
Contém entre 45% a 70% de Cu, e de 10% a 18% de Ni e o restante constituído por Zn. São utilizadas em chaves, equipamentos de telecomunicações, decoração, relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, zíper, bombas de tererê e de chimarrão (são mais baratas que as de aço inoxidável, porém são menos duráveis e mais frágeis) etc.

30 Reciclagem Para reciclar uma tonelada de latas de Cu gastam-se somente 15% da energia necessária para produzir a mesma quantidade de Cu pelo processo primário.

31 Ligas Metálicas Ferrosas Não ferrosas Aço Ferro Fundido Alumínio Cobre
Estanho Ao carbono Cinzento Chumbo Nodular Zinco e etc... Baixa liga Liga Alta liga Branco Maleável

32 Estanho

33 Características básicas do estanho puro
Resiste à corrosão quando exposto à água do mar e água potável, porém pode ser atacado por ácidos fortes, bases e sais ácidos Temperatura de fusão 232oC Densidade: 7,31g/cm3 (aço: 7,9 g/cm3) Baixa dureza Cassiterita ou cassiterite (óxido de estanho, SnO2) é um mineral de estanho.

34 Principais aplicações do estanho
Cloreto de estanho é usado como fixador para pintura de tecidos. Componente de várias importantes ligas como soldas para eletrônica, ligas para fusíveis, bronzes, etc. Solda de estanho, também conhecida como solda de estanho-chumbo, solda macia ou solda branca, é uma solda comum à base de estanho e chumbo em diversas proporções, às quais podem ser adicionadas pequenas quantidades de outros elementos como o antimônio, a prata e o bismuto para modificar suas propriedades, como dureza. Dizer que a solda é 70/30, significa dizer que há nela 70% de estanho e 30% de chumbo. São comumente usadas soldas nas proporções 70/30, 60/40, 50/50 e 40/60. Apresentam baixo ponto de fusão e podem ser empregadas com ferros de soldar de baixa potência ou maçaricos de GLP. Podem ser usadas para soldagem de cobre e suas ligas, como latão (cobre e zinco) e bronze (cobre e estanho), mas não servem para soldar outros metais, como o alumínio e o ferro. As soldas de estanho são largamente utilizadas para soldagem principalmente na eletro-eletrônica e na hidráulica. Na eletro-eletrônica, são mais usadas as soldas em forma de fios com a liga 60/40 ou a 63/37, que é a mistura eutética, com ponto de fusão de 183°C. As aplicações são a soldagem de componentes em placas de circuito impresso, soldagem de terminais e conectores em cabos elétricos, etc. Para instalações hidráulicas é normalmente usada a liga 50/50, sob forma de fios, fitas ou barras, para a soldagem de tubulações de Cu. São comumente usadas soldas nas proporções 70/30, 60/40, 50/50 e 40/60. Sn Pb 34

35 Principais aplicações do estanho
Revestimento anticorrosivo de metais. Sais de estanho depositados sobre vidro formam uma película condutora de eletricidade e são usados, por exemplo, em automóveis, para remoção do embaçado através do aquecimento por corrente elétrica.

36 Ligas Metálicas Ferrosas Não ferrosas Aço Ferro Fundido Alumínio Cobre
Estanho Ao carbono Cinzento Chumbo Nodular Zinco e etc... Baixa liga Liga Alta liga Branco Maleável

37 Zinco

38 Características básicas do zinco puro Temperatura de fusão 419oC
Densidade: 7,14 g/cm3 (aço: 7,9 g/cm3) Dureza inferior ao do cobre

39 Zinco Alumínio Magnésio Cobre
Ligas de zinco As ligas de zinco são conhecidas pelo nome Zamac já que as mesmas saõ compostas por Al, Mg e Cu. Zamac Zinco Alumínio Magnésio Cobre

40 Principais aplicações do zinco
Zincagem (cerca de 50% do consumo anual). Em protetores solares, em forma de óxido, pois tem a capacidade de barrar a radiação solar. Solda de estanho, também conhecida como solda de estanho-chumbo, solda macia ou solda branca, é uma solda comum à base de estanho e chumbo em diversas proporções, às quais podem ser adicionadas pequenas quantidades de outros elementos como o antimônio, a prata e o bismuto para modificar suas propriedades, como dureza. Dizer que a solda é 70/30, significa dizer que há nela 70% de estanho e 30% de chumbo. São comumente usadas soldas nas proporções 70/30, 60/40, 50/50 e 40/60. Apresentam baixo ponto de fusão e podem ser empregadas com ferros de soldar de baixa potência ou maçaricos de GLP. Podem ser usadas para soldagem de cobre e suas ligas, como latão (cobre e zinco) e bronze (cobre e estanho), mas não servem para soldar outros metais, como o alumínio e o ferro. As soldas de estanho são largamente utilizadas para soldagem principalmente na eletro-eletrônica e na hidráulica. Na eletro-eletrônica, são mais usadas as soldas em forma de fios com a liga 60/40 ou a 63/37, que é a mistura eutética, com ponto de fusão de 183°C. As aplicações são a soldagem de componentes em placas de circuito impresso, soldagem de terminais e conectores em cabos elétricos, etc. Para instalações hidráulicas é normalmente usada a liga 50/50, sob forma de fios, fitas ou barras, para a soldagem de tubulações de Cu. 40