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Chapas laminadas de titânio

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Apresentação em tema: "Chapas laminadas de titânio"— Transcrição da apresentação:

1 Chapas laminadas de titânio
TITÂNIO E SUAS LIGAS Chapas laminadas de titânio Barras de titânio

2 Características Baixa densidade Alto ponto de fusão
Bom módulo de elasticidade Boa resistência mecânica Alta resistência à corrosão Boa ductilidade

3 Menor que o aço e metade do alumínio
HISTÓRICO DA PRODUÇÃO DO TITÂNIO 1930 W.J. Kroll desenvolveu um método para produzir titânio metálico 1940 Determinação das propriedades mecânicas do titânio PROPRIEDADES FÍSICAS Ponto de Fusão = 1668±10ºC Densidade  Fase = 4,5 g/cm3 (hexagonal-HCP até 883oC) Fase = 4,35 g/cm3 (cúbica-CCC) Coeficiente de expansão térmica 8,41x10-6 ºC-1 Menor que o aço e metade do alumínio

4 PROPRIEDADES MECÂNICAS
Boa resistência mecânica a altas e baixas temperaturas  (Ti 99,2%= 40,6 Kg/mm2) Alta resistência à corrosão (o único imune à água do mar) Boa ductilidade e tenacidade Dureza do lingote fundido: HB Módulo de elasticidade = 107 Gpa DESVANTAGENS Alto custo Baixa resistência ao desgaste

5 dureza está relacionada com a pureza
TITÂNIO OBSERVAÇÕES GERAIS dureza está relacionada com a pureza cerca de 0,6% da crosta terrestre possui Ti, ou seja, é abundante na natureza o custo para obtenção do Ti metálico é elevado MINÉRIOS DE TITÂNIO Rutilo  TiO2 Ilmenita TiO2Fe Anatásio  É o minério brasileiro (contém 20% de Ti)

6 Características das fases
ALFA ALFA+BETA BETA resistência mecânica menor boa tenacidade e ductilidade aplicações criogênicas e altas temperaturas maior resistência à fluência que as ligas alfa+beta e beta boa soldabilidade não são endurecidas por tratamento térmico boa resistência à corrosão resistência mecânica de média a alta endurecíveis por tratamento térmico (solubilização seguido de envelhecimento) não são apropriadas para forjamento à quente resistência mecânica alta alta dureza excelente forjabilidade

7 PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTABILIZADORES DAS FASES  E 
ESTABILIZADORES DA FASE  DIMINUEM A TEMPERATURA DE TRANSFORMAÇÃO    A transformação ocorre abaixo de 883ºC V, Zr, Nb, Mo, Sn, Ta, Mn, Fe, Ni, Cu, Si, Ag, Pb ESTABILIZADORES DA FASE  ELEVAM A TEMPERATURA DE TRANSFORMAÇÃO    A transformação ocorre acima de 883ºC O N Ga Ge B Al

8 Mecanismos de endurecimento: transformação martensítica ou precipitação de fases (solubilização seguida de envelhecimento) Estrutura martensítica.

9 PRINCIPAIS LIGAS DE TITÂNIO
Ti6Al4V (liga alfa+beta) Ti8Mn (liga alfa+beta) Ti5Al2,5Sn (liga alfa) Ti4Al4Mn As ligas de titânio suportam temperaturas de 400 a 550C As ligas de Titânio são bastante resistentes, chegando a atingir valores de limite de resistência à tração de 1400 MPa a temperatura ambiente, além de possuírem boa ductilidade e boas usinabilidade e forjabilidade.

10 LIGA: Ti-6Al-4V Foi a primeira liga comercializada e é responsável por 45% da aplicação industrial. Resistência à tração108 Kg/mm2 Resistência à tração depois do tratamento térmico de solubilização  125 Kg/mm2 Esta liga é de boa trabalhabilidade e também apropriada para fundição APLICAÇÕES Chapas para fuselagem de avião Discos e lâminas de compressor de turbinas a gás para aviões

11 LIGA: Ti-8Mn Apresenta boa conformabilidade Utilizada em estruturas de aviões LIGA: Ti-4Al-4Mn Utilizada em peças forjadas para aviões à jato

12 LIGA: Ti-5Al-2,5Sn APLICAÇÕES
Apresenta resistência à tração no estado recozido de 90 Kg/mm2 Está liga não é tratável termicamente APLICAÇÕES Chapas para caixas de compressores de turbinas à gás Caixas de palhetas diretrizes de turbinas

13 APLICAÇÕES DO TITÂNIO Estruturas e fuselagem Componentes de turbinas
Indústria de mísseis Implantes cirúrgicos Tubos para trocadores de calor Supercondutores

14 Titanium heat exchanger Titanium boat propeller
Titanium wheel rim Titanium aero forging Titanium rolled rings Titanium oven blower Titanium Reaction Tank

15 PRODUTOS DA METALURGIA DO PÓ EM TITÂNIO

16 Trocadores de Calor Usados para troca térmica entre dois fluidos em diferentes temperaturas.

17 Strength/weight ratio at 20°C Strength/weight ratio compared to
Strength/density ratio for titanium compared with other materials Material Yield point at 20°C Density Strength/weight ratio at 20°C Strength/weight ratio compared to     min.MPa g/cm³    Ti Gr. 2 % Ti Gr. 5 % Titanium Gr. 2 275 4.51 61 100 32 Titanium Gr. 5 830 4.42 188 308 Titanium Gr. 9 485 4.48 108 177 57 Titanium Gr. 12 345 4.43 78 128 41 Aluminum alloy B51S, NS 17305 300 2.70 110 180 59 Stainless steel 13% Cr - AISI NS 14110 350 7.72 45 74 24 Stainless steel AISI 316L - NS 14460 210 7.94 26 43 14 Stainless steel duplex SAF ASTM A 669 450 7.80 58 95 31 Stainless steel super duplex SAF 2507 550 70 115 37 Stainless steel 6% Mo SMO 8.00 38 62 20 Monel® 400 200 8.83 23 12 Inconel® 625 415 8.44 49 80 Hastelloy® C-276 355 8.89 40 66 21 Copper-nickel 90/10 90 8.90 10 16 5

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