Importância e aplicações das Ligas Metálicas

Liga metálica

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Apesar da grande variedade de metais existentes, a maioria não é empregada em estado puro,

 mas em ligas com propriedades alteradas em relação ao material inicial, o que visa, entre outras

 coisas, a reduzir os custos de produção.

As indústrias automobilísticas, aeronáuticas, navais, bélicas e de construção civil são as principais

 responsáveis pelo consumo de metal em grande escala. São também representativos os setores de

 eletrônica e comunicações, cujo consumo de metal, apesar de quantitativamente inferior, tem

 importância capital para a economia contemporânea. Ligas metálicas são materiais de propriedade

 semelhantes às dos metais e que contêm pelo menos um metal em sua composição. Há ligas formadas 

somente de metais e outras formadas de metais e semimetais (boro, silício, arsênio, antimônio) e de

 metais e não-metais (carbono, fósforo).

É interessante constatar que as ligas possuem propriedades diferentes dos elementos que as originam.

 Algumas propriedades são tais como diminuição ou aumento do ponto de fusão, aumento da dureza, 

aumento da resistência mecânica.

Ligas metálicas mais comuns no cotidiano:

• Aço — constituído por Fe e C.
• Aço inoxidável — constituído por Fe, C, Cr e Ni.
• Ouro de Jóias — constituído por Au (75 %), Ag e/ou Cobre (25 %) para o ouro 18K. O ouro 24K é ouro puro.
• Amálgama dental (utilizada em obturação) — constituída por Hg, Ag e Sn.
• Bronze — constituído por Cu e Sn.
• Latão (utilizado em armas e torneiras) — constituído por Cu e Zn
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  Classificações

  As Ligas podem ser classificadas de diversas maneiras:
  • Pelo metal predominante, como as ligas de cobre, as ligas de alumínio, as ligas do bismuto, as ligas de chumbo e assim por diante.
  • Pelo cheiro: se possui odor azedo, possui enxofre em sua composição.
  • Pelo número de elementos componentes, como as ligas binárias, formadas de dois elementos, as ternárias, de três elementos e assim por diante...

  Processos

  As ligas metálicas podem ser obtidas por diversos processos:

  Processos da fusão

  Fundem-se quantidades adequadas dos componentes da liga, a fim de que estes se misturem perfeitamente no estado líquido. A fusão é feita em cadinhos de ferro, de aço ou de grafite, em fornos de revérbero ou em fornos elétricos. A massa fundida, homogênea, é resfriada lentamente em formas apropriadas. São tomadas precauções especiais para evitar a separação dos componentes da liga durante o resfriamento, para evitar a oxidação dos metais fundidos, para minimizar as perdas dos componentes voláteis, etc. Esse processo também pode ser efetuado na superfície de um corpo. Assim, mergulhando-se folhas de ferro em estanho fundido, forma-se na sua superfície uma liga de ferro e estanho. Obtém-se, assim, a folha-de-flandres,também chamada lata.

  Compressão

  O processo de compressão consiste em submeterem-se misturas em proporções adequadas dos componentes a altíssimas pressões. Esse processo é de importância na preparação de ligas de alto ponto de fusão e àquelas cujos componentes são imiscíveis no estado líquido.

  Processo Eletrolítico

  O processo eletrolítico consiste na eletrólise de uma mistura apropriada de sais, com o fim de se efetuar deposição simultânea de dois ou mais metais sobre cátodos

  Processo de Metalurgia Associada

  O processo de metalurgia associada consiste na obtenção de uma liga constituída de dois ou mais metais, submetendo-se ao mesmo processo metalúrgico uma mistura de seus minérios.e etcs
  Oxidação
  A maioria dos metais tende a se oxidar quanto expostos ao ar, especialmente em ambientes úmidos. Entre os vários procedimentos empregados para evitar ou retardar a oxidação, os mais comuns são a aplicação de pinturas protetoras, a formação de ligas com outros elementos que reduzam ou eliminem tal propensão e a conexão a pólos elétricos que impeçam a ocorrência do fenômeno. É interessante o caso do alumínio, que, em presença do oxigênio, forma uma delgada película de óxido que detém a oxidação.
  Alguns tipos de Ligas Metálicas

  Aço

  O aço é a liga de ferro e carbono onde a porcentagem deste último varia de 0,008% a 2,11%. Nos aços utilizados pela indústria geralmente essa porcentagem fica entre 0,1 a 1,0%. Em certos aços especiais, o carbono pode chegar a 1,5%. São também constituintes normais do aço o silício (0,2%) e o manganês (1,5%). O enxofre e o fósforo são impurezas indesejáveis, e seus teores não devem ser maiores do que 0,05%. Quando se adicionam outras substâncias, para aperfeiçoamento das qualidades do aço, obtêm-se ligas denominadas aços especiais. Os principais aços especiais contêm um ou mais dos seguintes metais: níquel, vanádio, tungstênio, molibdênio, titânio, cobalto ou manganês.
  • Mais Ligas de Ferro:
    
    • Ferro-Fósforo.
    • Ferro-Silício.
    • Ferro-Manganês.
    • Ferro-Cromo.
    • Ferro-Molibdênio.
    • Ferro-Silício-Manganês.
    • Ferro-Silício-Magnésio.
    • Ferro-Titânio.
    • Ferro-Tungstênio.
    • Ferro-Vanádio.
    • Ferro-Níquel
  
  

  Latão

  O latão é uma liga de cobre e zinco, tem cor amarelada e é utilizado na fabricação de objetos de uso doméstico, como tachos e bacias, de instrumentos musicais de sopro e de jóias fantasia.

  Bronze

  O bronze é uma liga de cobre e estanho. Em bronzes especiais podem entrar pequenas quantidades de zinco, alumínio ou prata. Utilizado, por exemplo, na fabricação de sinos, de armas, de moedas, de estátuas, etc.
  Originalmente o termo bronze era empregado para ligas de cobre e estanho, este último como principal elemento. Na atualidade, bronze é nome genérico para ligas de cobre cujos principais elementos não são níquel nem zinco.
  Uma das principais propriedades é a elevada resistência ao desgaste por fricção, o que faz do bronze um material amplamente usado em mancais de deslizamento.
  Bronzes podem ser agrupados em famílias de acordo com o processo de produção e a composição. Alguns exemplos estão abaixo:
  • Trabalhados:
    
    • Bronzes de fósforo (Cu, Sn, P)
    • Bronzes de chumbo e fósforo (Cu, Sn, Pb, P).
    • Bronzes de alumínio (Cu, Al).
    • Bronzes de silício (Cu, Si).
  • Fundidos:
    
    • Bronzes de estanho (Cu, Sn).
    • Bronzes de estanho e chumbo (Cu, Sn, Pb).
    • Bronzes de estanho e níquel (Cu, Sn, Ni).
    • Bronzes de alumínio (Cu, Al).
  A tabela abaixo dá características básicas de alguns tipos de bronze.

  Composição (1)	Estado σu (2)	MPa - HB (3)	Comentários
  Cu 2Sn <0,3P	Trabalhado	310 - 78	Boa ductilidade, trabalhável a frio, resistente à corrosão. Parafusos, molas, tubos, rebites, contatos elétricos.
  Cu 4Sn <0,4P	Trabalhado	380 - 92	Boa ductilidade, trabalhável a frio, resistente à corrosão. Parafusos, molas, tubos, rebites, contatos elétricos.
  Cu 6Sn <0,4P	Trabalhado	450 - 118	Resistente à corrosão e ao desgaste. Membranas, peças para bombas, soldas, telas de peneiras, eletrodos, etc.
  Cu 8Sn <0,4P	Trabalhado	490 - 130	Resistente à corrosão, boas características de deslizamento. Telas, molas, membranas, peças para serviços pesados.
  Cu 10Sn <0,5Zn <1Pb <0,4P <1Ni	Fundido	280 - 75	Resistente ao desgaste e à corrosão da água do mar. Boa tenacidade.

  • Outras ligas de cobre:
    
    • Cobre Fosforoso, Cobre Silício, Cobre Manganês, Cobre Crômio.
    • Cuproníquel.
    • Zamac.
    • Alpaca.