Ciencias dos materiais Aula 3

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METALURGIA
A ciência que estuda e gerencia todos os metais no início da extração do subsolo até a sua grande transformação em produtos adequados ao uso comum e designa um conjunto de procedimento e técnicas para extração, fabricação, fundição e tratamento dos metais e suas ligas.
	LIGAS FERROSAS
São aquelas onde o ferro (Fe) é o constituinte principal - são produzidas em maior quantidade do que qualquer outro tipo de metal. A desvantagem principal de muitas ligas ferrosas é a suscetibilidade à corrosão. Representa um esquema de classificação taxonômica para as várias ligas ferrosas onde apresenta composições, microestruturas e propriedades de um número diferente de classes de aços e ferros fundidos.
	AÇOS
São ligas ferro-carbono que podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga; existem milhares de ligas que possuem composições e/ou tratamentos térmicos diferentes. As propriedades mecânicas são sensíveis ao teor de carbono, que é normalmente inferior a 1%. Alguns dos aços mais comuns são classificados de acordo com a sua concentração de carbono, quais sejam, os tipos com baixo, médio e elevado teor de carbono.
Os aços comuns ao carbono contêm apenas concentrações residuais de impurezas além do carbono e de um pouco de manganês. No caso de aços-liga, mais elementos de liga são adicionados intencionalmente em concentrações específicas. • Aços com baixo teor de Carbono – 0,25%; • Aços com médio teor de Carbono – 0,5% a 0,60%; • Aços com alto teor de Carbono – 0,60% a 1,4%.
	FERROS FUNDIDOS
Os ferros fundidos formam uma classe de ligas ferrosas que possui teores de carbono acima de 2,14%; na prática, contudo, a maioria dos fenos fundidos contém entre 3,0 e 4,5%, além disso, outros elementos de liga. No estado bruto de fundição, suas propriedades mecânicas são definidas pela microestrutura, mais precisamente, pela forma em que o carbono se encontra combinado.
	Classificação dos Ferros Fundidos
Os ferros fundidos são classificados de acordo com a forma em que o carbono se apresenta na microestrutura confirme indicado na tabela 1: • Ferro fundido branco; • Ferro fundido maleável; • Ferro fundido cinzento; • Ferro fundido nodular. • Grafita compactada.
	LIGAS NÃO FERROSAS
São consumidos em quantidades extraordinariamente grandes, pois eles possuem uma enorme variedade de propriedades mecânicas, podem ser fabricados com relativa facilidade, e são econômicos de serem produzidos. Entretanto, eles possuem algumas limitações bem definidas, Os sistemas de ligas são classificados ou de acordo com o seu metal básico, ou de acordo com alguma característica que um grupo de ligas compartilha.
	COBRE E SUAS LIGAS
O cobre, quando não se encontra na forma de ligas, é tão mole e dúctil que é muito difícil de ser usinado; ainda, ele possui uma capacidade quase ilimitada de ser submetido a deformação plástica a frio. Além disso, ele é altamente resistente à corrosão em diversos ambientes, que incluem a atmosfera ambiente, a água do mar e alguns produtos químicos industriais.
A maioria das ligas de cobre não pode ser endurecida ou ter a sua resistência melhorada através de procedimentos de tratamento térmico; consequentemente, a deformação plástica a frio e/ou a formação de ligas por solução sólida devem ser utilizadas para melhorar essas propriedades mecânicas.
O Cobre e suas ligas são compostas através dos materiais.
• Cobre comercial 
• Latões (ligas cobre – zinco)
• Bronzes (ligas cobre estanho)
• Ligas cupro-níquel.
	Metal Cobre
Podemos citar como alguns dos principais diferenciais do cobre comercial a sua excelente capacidade de condução de eletricidade. Além disso, é classificado como um condutor perfeito de calor e garante modelagem facilitada para utilização como componente dos mais variados objetos. Também é uma liga metálica muito resistente e não acumula bactérias, evitando assim riscos à saúde humana. As principais características são: • Condutor de calor e eletricidade; • Excelente deformabilidade; • Boa resistência à corrosão; • Boa usinabilidade; • Resistência mecânica satisfatória.
	Latões
As ligas de cobre mais comuns são os latões, onde o zinco, na forma de uma impureza substitucional, é o elemento de liga predominante. Quanto maior o teor de zinco, menos a resistência a corrosão. Quanto maior o teor de zinco, maior a resistência mecânica, sem queda apreciável na ductibilidade. 
	Bronze
São ligas de cobre com vários outros elementos, incluindo o estanho, o alumínio, o silício e o níquel, Essas ligas são relativamente mais resistentes do que os latões, porém ainda possuem um elevado nível de resistência à corrosão. 
	ALUMÍNIO E SUAS LIGAS
São caracterizados por uma densidade relativamente baixa (2,7 g/cm3, em comparação com uma densidade de 7 ,9 g/cm3 para o aço), condutividades elétrica e térmica elevadas, e urna resistência à corrosão em alguns ambientes comuns, incluindo a atmosfera ambiente.
A resistência mecânica do alumínio pode ser aumentada através de deformação plástica a frio e mediante a formação de ligas; entretanto, ambos os processos tendem a diminuir a resistência à corrosão. Os principais elementos de liga incluem o cobre, o magnésio, o silício, o manganês e o zinco. Outras ligas são tornadas termicamente tratáveis (capazes de serem submetidas a tratamento de endurecimento por precipitação) como resultado do processo de formação da liga. Em várias dessas ligas, o endurecimento por precipitação é devido à precipitação de dois elementos que não o alumínio para formar um composto intermetálico, tal como o MgZn2.
	NÍQUEL E LIGAS DE NÍQUEL
É um metal dúctil e tenaz que possui temperatura de fusão de 1455°C e densidade 8902kg/m³ e pode ser encontrado sob diversas formas: barra, chapa, tubo, ou produtos de fundição. É usado principalmente como elemento de liga em aços, apenas 13% são usados em ligas baseadas em níquel. Ligas de níquel possuem capacidade de suportar condições muito severas em termos de corrosão, temperatura elevada, elevadas tensões de serviço, ou uma combinação desses fatores. Características possíveis das ligas de níquel. 
• Resistência a quente; 
• Resistência à corrosão; 
• Reduzida variação dimensional; 
• Ligas com efeito de memória (Ni-Ti); 
• Ligas com elevada resistência elétrica (para aquecimento)
	MAGNÉSIO E SUAS LIGAS
O magnésio possui uma estrutura cristalina HC, é relativamente mole, e tem pequeno módulo de elasticidade: 45 GPa (6,5 X 106 psi). Na temperatura ambiente, o magnésio e as suas ligas são difíceis de serem deformados; de fato, apenas uma pequena intensidade de deformação plástica a frio pode ser imposta sem um recozimento. Consequentemente, a maior parte da fabricação se dá por fundição ou por deformação a quente a temperaturas entre 200 e 350ºC ( 400 e 650ºF). O magnésio, tal como o alumínio, possui uma temperatura de fusão relativamente baixa [651 ºC (1204ºF)].
	TITÂNIO E SUAS LIGAS
São materiais relativamente novos em engenharia, que possuem uma extraordinária combinação de propriedades. O metal puro tem densidade relativamente baixa (4,5 g/cm³), elevado ponto de fusão [1668ºC (3035ºF)], e um módulo de elasticidade de 107 GPa (15,5 X 106 psi). As ligas de titânio são extremamente resistentes; é possível obter limites de resistência à tração à temperatura ambiente tão elevados quanto 1400 MPa (200.000 psi), produzindo resistências específicas excepcionais. A principal limitação do titânio está na sua reatividade química com outros materiais a temperaturas elevadas. Essa propriedade exigiu o desenvolvimento de técnicas não convencionais de beneficiamento, fusão e fundição; consequentemente, as ligas de titânio são bastante caras. Apesar dessa elevada reatividade a temperaturas mais altas, a resistência à corrosão das ligas de titânio nas temperaturas normais é incomumente alta; elas são virtualmente imunes ao ar, a ambientes marinhos e a uma variedade de ambientes industriais.