Processamento de Materiais Metais e seu processamento Mestrado

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Processamento de Materiais Metais e seu processamento Mestrado em Engenharia Biomédica

Processamento de Materiais Metais e seu processamento Mestrado em Engenharia Biomédica

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material? Fazer

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material? Fazer uma peça tipo: por maquinagem por torneamento por frezagem Propriedades que vão influenciar o processo: 1 – Dureza 2 – Fragilidade 3 - Ductilidade

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material? Fazer

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material? Fazer uma peça tipo: por forjagem (deformação plástca) Propriedades que vão influenciar o processo: 1 – Dureza 2 - Ductilidade

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material? Fazer

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material? Fazer uma peça tipo: por fundição . T Propriedades que vão influenciar o processo: 1 – Temperatura de fusão

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material?

Processamento De que modo é que é possível dar forma a um material?

Metais Resumo das principais caracteristicas e propriedades dos materiais metálicos -Ligação metálica - forte

Metais Resumo das principais caracteristicas e propriedades dos materiais metálicos -Ligação metálica - forte - não direccional - interacção entre electrões livres e iões positivos -Ductilidade - resultado da não direccionalidade da ligação e de todos os iões serem iguais -Temperatura de fusão elevada - resultado da ligação forte -Boas condutividades térmica e eléctrica - resultado dos electrões livres -Resistência à oxidação / corrosão reduzida - resultado da presença dos iões e aptência para sua combinação química -“Resistência mecânica” elevada - resultado da ligação forte

Metais Classificação dos metais

Metais Classificação dos metais

Propriedades mecânicas Comparação de módulos de Young 1200 10 00 800 600 400 E(GPa)

Propriedades mecânicas Comparação de módulos de Young 1200 10 00 800 600 400 E(GPa) 200 10 0 80 60 40 Metais e ligas Cerâmicos Semicond Polímeros Diamond Tungsten Molybdenum Steel, Ni Tantalum Platinum Cu alloys Zinc, Ti Silver, Gold Aluminum Magnesium, Tin Si carbide Al oxide Si nitride Carbon fibers only CFRE(|| fibers)* <111> Si crystal Aramid fibers only <100> A FRE(|| fibers)* Glass -soda Glass fibers only G FRE(|| fibers)* Concrete GFRE* 20 10 8 6 4 2 1 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 Compósitos / fibras CFRE * G FRE( fibers)* G raphite Polyester PET PS PC CFRE( fibers) * AFRE( fibers) * Epoxy only PP HDP E PTF E LDPE Wood( grain) Composite data based on reinforced epoxy with 60 vol% of aligned carbon (CFRE), aramid (AFRE), or glass (GFRE) fibers.

Propriedades mecânicas Comparação de tensão limite elástico sy(cerâmicos) >>sy(metais) >> sy(polímeros) Valores a Tamb

Propriedades mecânicas Comparação de tensão limite elástico sy(cerâmicos) >>sy(metais) >> sy(polímeros) Valores a Tamb a = recozido hr = laminado a quente ag = envelhecido cd = estrudido a frio cw = trabalhado a frio qt = temperado e revenido

Propriedades mecânicas Comparação de resistência à tracção Valores a Tamb a = recozido hr

Propriedades mecânicas Comparação de resistência à tracção Valores a Tamb a = recozido hr = laminado a quente ag = envelhecido cd = estrudido a frio cw = trabalhado a frio qt = temperado e revenido

Metais Gráfico temperatura de fusão / Dureza Amarelo – cerâmicos técnicos Castanho – cerâmicos

Metais Gráfico temperatura de fusão / Dureza Amarelo – cerâmicos técnicos Castanho – cerâmicos porosos Vermelho – metais não ferrosois Verde escuro – metais ferrosos Azul – polimeros Verde claro – polimeros espumas N = # neutrões

Metais Gráfico temperatura de fusão / ductilidade Amarelo – cerâmicos técnicos Vermelho – metais

Metais Gráfico temperatura de fusão / ductilidade Amarelo – cerâmicos técnicos Vermelho – metais não ferrosos Verde escuro – metais ferrosos Azul – polimeros Verde claro – polimeros espumas

Metais • Quais os principais probemas dos metais como biomateriais apesar de terem sido

Metais • Quais os principais probemas dos metais como biomateriais apesar de terem sido dos mais utilizados para aplicações biomédicas? ? - a sua aptência para serem corroídos pelos fluidos corporais - a toxicidade dos produtos de corrosão

Metais • Os problemas de corrosão a principal causa da utilização de metais em

Metais • Os problemas de corrosão a principal causa da utilização de metais em aplicações biomédicas estar limitada a um pequeno número de ligas - Globalmente os metais e sua ligas satisfazem perfeitamente todas as solicitações mecânicas e físicas a que o componenente pode estar sujeito. - A selecção dos melhores é realizada em função da sua biocompatibilidade, quer no que concerne à degradação do próprio material quer aos danos biológicos que pode conferir. - Normalmente o melhor modo de ultrapassar alguns dos problemas de falta de resistência química de alguns metais é adicionar-lhe elementos de ligas que podem melhorar significativamente o comportamento final. Esta é a razão porque a maior parte dos materiais metálicos utilizados em Biomedicina são ligas metálicas

Metais • As três ligas metálicas mais utilizadas em implantes são: - Aços inoxidáveis.

Metais • As três ligas metálicas mais utilizadas em implantes são: - Aços inoxidáveis. - Ligas de Fe-Cr com pelo menos 12 % de Cr - Resistentes à corrosão devido à formação de uma camada protectora de Cr 2 O 3 (passivação) - De preferência com pouco C para evitar corrosão - Pouco utilizado para aplicações de longa duração -Ligas Co-Cr - Como para os aços Inox a presença de Cr assegura a resistência à corrosão - Dos tipos Co. Cr. Mo para fundição e Co. Ni. Cr. Mo para deformação -Maior resistência à corrosão que aços Inox -Ti e suas ligas - Mais leves que outras ligas - Melhor associação de propriedades mecânicas e estabilidade química - Normalmente com Al e V como elementos de liga - Resistência à corrosão garantida por óxido protector Ti. O 2.

Metais (aços inoxidáveis)

Metais (aços inoxidáveis)

Diagramas de fases – Fe-C • Diagrama metaestável também conhecido como Fe-Fe 3 C

Diagramas de fases – Fe-C • Diagrama metaestável também conhecido como Fe-Fe 3 C Três reacções invariantes – Peritetica, Eutética e Eutetóide. A última é a mais importante do ponto de vista metalúrgico Reacção Eutetóide

Diagramas de fases – Fe-C Fases do Ferro puro - Tamb - 912°C =>

Diagramas de fases – Fe-C Fases do Ferro puro - Tamb - 912°C => Fe na forma de Ferrite (α-Fe, CCC) - 912°C-1394°C => Fe na forma de Austenite (γ-Fe, CFC) - 1394°C-1538°C => Fe na forma de Ferrite Delta ( δ-Fe, CCC) Solubilidade do C em Fe - Na fase α - máximo de 0. 022% - Na fase γ - máximo de 2. 11% Cementite - Fe 3 C - Composto estável que se forma nas fases α e γ quando a solubilidade máxima é excedida. - É dura e quebradiça. A resistência de aços é aumentada pela sua presença. Reação eutética - A 1148°C ocorre a reação L (4. 3% C) <=> γ (2. 11% C) + Fe 3 C (6. 7% C) Reação eutetóide - A 727°C ocorre a reação γ (0. 77% C) <=> α (0. 022% C) + Fe 3 C (6. 7% C) que é extremamente importante no tratamento térmico de aços. Classificação de ligas ferrosas - 0. 008 wt% C - ferro puro - 0. 008 - 2. 11 wt% C - aços (na prática < 1. 0 wt%) - 2. 11 - 6. 7 wt% C - ferros fundidos (na prática < 4. 5 wt%)

Diagramas de fases – Fe-C Liga eutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ. 2. A

Diagramas de fases – Fe-C Liga eutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ. 2. A uma temperatura imediatamente abaixo da eutetóide toda a fase γ transforma-se em perlite (ferrite + Fe 3 C) de acordo com a reação eutetóide. 3. Estas duas fases tem concentrações de carbono muito diferentes. Esta reação é rápida. Não há tempo para haver grande difusão de carbono. As fases organizam-se como lamelas alternadas de ferrita e cementita.

Diagramas de fases – Fe-C Liga hipoeutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ. 2. Em

Diagramas de fases – Fe-C Liga hipoeutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ. 2. Em seguida começa a surgir a fase nas fronteiras de grão da fase γ. A concentração da austenita cai com a temperatura seguindo a linha que separa o campo γ+ do campo γ. 3. A T imediatamente acima da eutetóide a concentração da fase γ é 0. 77 wt% C, eutétóide. 4. A T imediatamente abaixo da eutetóide toda a fase γ se transforma em perlita. A fase , que não muda, é denominada ferrite pro-eutetóide.

Diagramas de fases – Fe-C Liga hipereutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ. 2. Em

Diagramas de fases – Fe-C Liga hipereutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ. 2. Em seguida começa a surgir a fase Fe 3 C nas fronteiras de grão da fase γ. A concentração da Fe 3 C é constante igual a 6. 7 wt% C. A concentração da austenita cai com a temperatura seguindo a linha que separa o campo γ+Fe 3 C do campo γ. 3. A T imediatamente acima da eutetóide a concentração da fase γ é 0. 77 wt% C, eutétóide. 4. A T imediatamente abaixo da eutetóide toda a fase γ se transforma em perlita. A fase Fe 3 C , que não muda, é denominada cementita proeutetóide.

Diagramas de fases – Fe-C Exemplos de microestruturas

Diagramas de fases – Fe-C Exemplos de microestruturas

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS DE ACORDO COM A COMPOSIÇÃO QUÍMICA - Aço ao carbono Ligas

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS DE ACORDO COM A COMPOSIÇÃO QUÍMICA - Aço ao carbono Ligas Fe-Fe 3 C -> diagrama pág. seguinte - Aço baixa liga Aço em que a soma dos teores dos elementos de liga não ultrapassa 5%. - Aço média liga Aço em que a soma dos teores dos elementos de liga está entre 5% e 12%. - Aço alta liga Aço em que a soma dos teores dos elementos de liga é no mínimo 12%. - Aço baixa liga de alta resistência Aço com teor de carbono inferior a 0, 25%, com teor total de elementos de liga inferior a 2, 0%. Neste grupo de aços, os elementos mais comuns são o Nióbio, o Vanádio e o Titânio.

Propriedades mecânicas e aplicações dos aços-carbono Correntes Rebites Pregos Chumaceiras Veios Rodas dentadas Parafusos

Propriedades mecânicas e aplicações dos aços-carbono Correntes Rebites Pregos Chumaceiras Veios Rodas dentadas Parafusos chapa Punções Facas Pás Ferramentas manuais Chaves de fendas Brocas Serras Cabos Pastilhas Lâminas Matrizes

Tratamentos térmicos Austenite g Arrefecimento lento Perlite ( + Fe 3 C)+ fase pró-eutectoide

Tratamentos térmicos Austenite g Arrefecimento lento Perlite ( + Fe 3 C)+ fase pró-eutectoide Estrututura estável (Recozimento / Normalização) Arrefecimento moderado Bainite ( + Fe 3 C) Arrefecimento rápido Martensite (TCC) Estrututuras metaestáveis (Têmpera)

TRATAMENTO TÉRMICO FINALIDADE PROCESSO RECOZIMENTO Remoção de tensões deixadas no aço por trabalho a

TRATAMENTO TÉRMICO FINALIDADE PROCESSO RECOZIMENTO Remoção de tensões deixadas no aço por trabalho a frio. Diminui a dureza e as tensões limite elástica e de ruptura. Diminui a dureza do aço. Aquecimento seguido de arrefecimento no próprio forno (lentamente). NORMALIZAÇÃO Homogeneização da microestrutura e alívio de tensões internas. Aquecimento seguido de arrefecimento ao ar. TÊMPERA Obtenção de martensite e/ou bainite. Aumenta a resistência mecânica e a dureza. Aquecimento a alta temperatura seguido de arrefecimento rápido (em água ou óleo) REVENIDO Acompanha a têmpera, aliviando ou removendo as tensões internas deixadas por ela, e corrige as excessivas dureza e fragilidade do material, melhorando a sua ductilidade. Aquecimento e permanência a temperaturas de 250 a 550 C, seguido de arrefecimento.

Metais (aços inoxidáveis) • Tipos de aços inoxidáveis: - Ferríticos - Sem Ni; -

Metais (aços inoxidáveis) • Tipos de aços inoxidáveis: - Ferríticos - Sem Ni; - Estrutura ferritica (CCC) - Teores de Cr de cerca de 17% - Não endurecível por tratamento térmico - Classe tipo denominação AISI - 430 - Martensíticos - Sem Ni; - Teores de Cr de cerca de 12% e com algum C (>0. 1%) - Endurecível por tratamento termico (têmpera e revenido) - Estrutura martensítica, tetragonal - Muito duro e frágil - Classe tipo denominação AISI – 410 -Austenítico - Com Ni; - Estruta austenítica (CFC) - Teores de Cr de 18 -20 % e de Ni de 8 -10% - Não endurecível por tratamento térmico mas por deformação - Classe tipo denominação AISI – 304 ou 316

Metais (aços inoxidáveis) Wrought ferritic stainless steel, AISI 403, annealed Composition (summary) Fe/<. 15

Metais (aços inoxidáveis) Wrought ferritic stainless steel, AISI 403, annealed Composition (summary) Fe/<. 15 C/11. 5 -14 Cr/<. 5 Ni/<1 Mn/<1 Si/<. 04 P/. 03 S • Exemplos da base de dados : Price 0. 9 - 1. 1 €/Kg Mechanical Young's modulus * 195 Yield strength (elastic limit) 245 Tensile strength 420 Elongation 16 Hardness - Vickers 150 Fatigue strength at 10^7 cycles 233 Fracture toughness 37 Thermal Melting point 1425 Maximum service temperature 700 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Average Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Very Good 205 550 690 25 200 331 156 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 1530 750 °C °C

Metais (aços inoxidáveis) Wrought martens. stainless steel, AISI 420, tempered @204 C Composition (summary)

Metais (aços inoxidáveis) Wrought martens. stainless steel, AISI 420, tempered @204 C Composition (summary) Fe/>. 15 C/12 -14 Cr/<1 Mn/<1 Si/<. 03 P/<. 03 S • Exemplos Price 0. 9 - 1. 2 €/Kg da base de dados : Mechanical Young's modulus 195 205 Yield strength (elastic limit) 1330 1630 Tensile strength 1550 1890 Elongation 5 11 Hardness - Vickers 540 590 Fatigue strength at 10^7 cycles 581 669 Fracture toughness 21 40 Thermal Melting point 1450 1510 Maximum service temperature* 144 194 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Average Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Very Good GPa MPa % HV MPa. m^1/2 °C °C

Metais (aços inoxidáveis) Wrought austenitic stainless steel, AISI 316 L Composition (summary) Fe/<. 03

Metais (aços inoxidáveis) Wrought austenitic stainless steel, AISI 316 L Composition (summary) Fe/<. 03 C/16 -18. 5 Cr/10 -14 Ni/2 -3 Mo/<2 Mn/<1 Si/<. 045 P/<. 03 S • Exemplos Price 4. 1 - 4. 8 €/Kg da base de dados : Mechanical Young's modulus 190 205 Yield strength (elastic limit) 170 310 Tensile strength 480 620 Elongation 30 51 Hardness - Vickers 170 220 Fatigue strength at 10^7 cycles 256 307 Fracture toughness * 112 278 Thermal Melting point 1375 1400 Maximum service temperature 750 925 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Very Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Very Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Very Good GPa MPa % HV MPa. m^1/2 °C °C

Metais (aços inoxidáveis) Wrought austenitic stainless steel, AISI 304 L Composition (summary) • Exemplos

Metais (aços inoxidáveis) Wrought austenitic stainless steel, AISI 304 L Composition (summary) • Exemplos da base de dados : Fe/<. 03 C/17. 5 -19 Cr/9 -12 Ni/. 5 -2 Mn/. 2 -1 Si/<. 045 P/<. 03 S Price 2. 4 - 3. 1 €/Kg Mechanical Young's modulus 191 Yield strength (elastic limit) 190 Tensile strength 480 Elongation 30 Hardness - Vickers 170 Fatigue strength at 10^7 cycles 256 Fracture toughness * 112 Thermal Melting point 1400 Maximum service temperature 750 Durability Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Very Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Very Good Organic solvents Very Good Oxidation at 500 C Very Good 205 310 620 60 210 307 247 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 1450 925 °C °C

Metais (aços inoxidáveis) Cast austenitic stainless steel (ASTM CF-20) Composition (summary) Fe/<. 20 C/18

Metais (aços inoxidáveis) Cast austenitic stainless steel (ASTM CF-20) Composition (summary) Fe/<. 20 C/18 -21 Cr/8 -11 Ni/<1. 5 Mn/<2 Si/<. 04 P/<. 04 S • 2. 3 Exemplos Price - 2. 7 €/Kg da base de dados : Mechanical Young's modulus 191 Yield strength (elastic limit) 240 Tensile strength 480 Elongation 45 Hardness - Vickers 157. 5 Fatigue strength at 10^7 cycles 256 Fracture toughness * 136 Thermal Melting point 1395 Maximum service temperature* 752 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Very Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Very Good 199 260 580 55 180 293 181 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 1435 778 °C °C

Metais (aços inoxidáveis) • Notas particulares : - A resistência à corrosão é assegurada

Metais (aços inoxidáveis) • Notas particulares : - A resistência à corrosão é assegurada pela fomação de uma camada superficial de óxido de Cr. - Esta camada forma-se em toda a superfície se houver %Cr > 12 % e o Cr estiver distribuído homogeneamente em toda a superficie - Como o Cr tem afinidade para o C, se houver formação de Cr-C há empobrecimento de Cr na matriz e perda da resistênca â corrosão. - Para evitar este fenomeno: (1) Aços com baixo C; (2) Adição de elementos de liga carburigenos (Mo, Ti) (3) Arrefecimentos rapidos - Problemas durante o processamento (1) Nas soldaduras (2) Nas laminagens a quente (3) Durante o processo de solidificação na fundição

Metais (Ligas Co-Cr) • As ligas Co-Cr têm Mo ou W como elementos endurecedores

Metais (Ligas Co-Cr) • As ligas Co-Cr têm Mo ou W como elementos endurecedores surgiram em 1932 • Principais ligas -Co-Cr-Mo - Para fundição - Inicio em aplicações dentárias e recentemente em implantes ortopédicos Co-Ni-Cr-Mo - Para deformação - Especiais para aplicações com grandes cargas (prótese da anca e do joelho) • Propriedades mecânicas excelentes - Grande resistência â fadiga - Tenacidade elevada - Boa ductilidade - Módulo de elasticidade maior que o dos aços -

Metais

Metais

Metais (ligas Co-Cr) 17. 66 EUR/kg Wrought cobalt-base alloy, HS 188, ST Price 16.

Metais (ligas Co-Cr) 17. 66 EUR/kg Wrought cobalt-base alloy, HS 188, ST Price 16. 05 Composition (summary) • Exemplos da base de dados 39 Co/22 Cr/22 Ni/14 W/3 Fe/. 1 C Mechanical Young's modulus 232 Yield strength (elastic limit) 379 Tensile strength 862 Elongation 40 Hardness - Vickers 230 Fatigue strength at 10^7 cycles 340 Fracture toughness 120 Thermal Melting point 1302 Maximum service temperature 1032 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Very Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Very Good : - 243. 9 418. 9 952. 7 46. 49 320 530 150 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 - 1330 1149 °C °C

Metais (ligas Co-Cr) Cast cobalt-base superalloy, "MAR-M 509" Price 20. 62 22. 68 EUR/kg

Metais (ligas Co-Cr) Cast cobalt-base superalloy, "MAR-M 509" Price 20. 62 22. 68 EUR/kg Composition (summary) • Exemplos da base de dados : Co/21 -24 Cr/9 -11 Ni/6. 5 -7. 5 W/3 -4 Ta/<1. 5 Fe/. 55 -. 65 C/. 4 -. 6 Zr+Others Mechanical Young's modulus 220 230 Yield strength (elastic limit) 510 630 Tensile strength 705 865 Elongation 3 5 Hardness - Vickers 260 350 Fatigue strength at 10^7 cycles 280 435 Fracture toughness * 120 150 Thermal Melting point 1290 1340 Maximum service temperature* 867 1070 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Very Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Very Good GPa MPa % HV MPa. m^1/2 °C °C

Metais (ligas de Ti) • As ligas e Ti devem o seu desenvolvimento para

Metais (ligas de Ti) • As ligas e Ti devem o seu desenvolvimento para aplicações biomédicas devido à sua biocompatibilidade e baixa densidade. Apresentam um bom compromisso entre propriedades mecânicas e boa resistência â corrosão • Principais ligas -Ti puro -Ti-Al-V • Propriedades mecânicas excelentes - Grande resistência â fadiga - Tenacidade elevada - Boa ductilidade • Principais apliações - Implantes de substituição de tecidos duros - Proteses de joelho, anca e placas - Coroa dentárias - Pontes dentárias - Parafusos de fixação

Metais (ligas de Ti) • A importância de elementos intersticiais na estrutura do Ti

Metais (ligas de Ti) • A importância de elementos intersticiais na estrutura do Ti é determinante nas propriedades mecânicas. As classes do Ti vão desde o 1 até ao 7, sendo normalmente a pureza tanto mais elevada quanto menor o número.

Metais (Ti puro)

Metais (Ti puro)

Metais (Ligas de Ti) • Ligas - `Têm baixa / média resistência, boa tenacidade,

Metais (Ligas de Ti) • Ligas - `Têm baixa / média resistência, boa tenacidade, e ductilidade razoável. Boa resistência à oxidação. • Ligas + - `Têm alta / média resistência. Difíceis de processar a frio. • Ligas - `Têm alta resistência. Faceis de processar a frio.

Metais (ligas 41. 91 Ti) EUR/kg Unalloyed titanium, Grade 1 Price 38. 1 Composition

Metais (ligas 41. 91 Ti) EUR/kg Unalloyed titanium, Grade 1 Price 38. 1 Composition (summary) • Exemplos base Commercially Pure Ti da (99. 6% Ti) de dados Mechanical Young's modulus 100 Yield strength (elastic limit) 172 Tensile strength 240 Elongation 25 Hardness - Vickers 115 Fatigue strength at 10^7 cycles 176 Fracture toughness 55 Thermal Melting point 1667 Maximum service temperature* 300 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Good : - 105 240 360 40 125 223 60 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 - 1671 330 °C °C

Metais (ligas 41. 66 Ti) EUR/kg Unalloyed titanium, Grade 4 Price * 37. 87

Metais (ligas 41. 66 Ti) EUR/kg Unalloyed titanium, Grade 4 Price * 37. 87 Composition (summary) • Exemplos base Commercially Pure Ti da (99. 0% Ti) de dados Mechanical Young's modulus 105 Yield strength (elastic limit) 483 Tensile strength 552 Elongation 15 Hardness - Vickers 103. 5 Fatigue strength at 10^7 cycles 363 Fracture toughness 45 Thermal Melting point 1652 Maximum service temperature* 300 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Good : - 120 570 690 25 104. 5 408 50 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 - 1665 330 °C °C

Titanium alpha alloy, Alpha - Two Aluminide (25 -10 -3 -1) Price * 56.

Titanium alpha alloy, Alpha - Two Aluminide (25 -10 -3 -1) Price * 56. 59 62. 25 EUR/kg Composition (summary) Ti/20 Nb/14 Al/3 V/1 Mo • Exemplos da base de dados : Mechanical Young's modulus 119 Yield strength (elastic limit) 788 Tensile strength 995 Elongation 1 Hardness - Vickers * 200 Fatigue strength at 10^7 cycles 511 Fracture toughness * 14 Thermal Melting point * 1480 Maximum service temperature 580 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Good Metais (ligas Ti) 129 798 1095 3 250 516 18 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 1550 700 °C °C

Titanium alpha-beta alloy, Ti-3 Al-2. 5 V (Grade 9) Price * 76. 62 84.

Titanium alpha-beta alloy, Ti-3 Al-2. 5 V (Grade 9) Price * 76. 62 84. 28 EUR/kg Composition (summary) Ti/3 Al/2. 5 V • Exemplos da base de dados : Mechanical Young's modulus 91 Yield strength (elastic limit) 483 Tensile strength 621 Elongation 15 Hardness - Vickers * 103 Fatigue strength at 10^7 cycles 363 Fracture toughness * 70 Thermal Melting point * 1620 Maximum service temperature 327 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Good Metais (ligas Ti) 95 620 750 20 113. 3 432 75 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 1630 402 °C °C

Titanium beta alloy, Ti-15 Mo-3 Al-3 Nb, Single Aged Price * 72. 04 79.

Titanium beta alloy, Ti-15 Mo-3 Al-3 Nb, Single Aged Price * 72. 04 79. 25 Composition (summary) Ti-15 Mo-3 Al-3 Nb-0. 2 Si • Exemplos da base de dados : Mechanical Young's modulus 88. 83 Yield strength (elastic limit) 924. 4 Tensile strength 983. 9 Elongation 4. 3 Hardness - Vickers 360 Fatigue strength at 10^7 cycles 606 Fracture toughness * 60 Thermal Melting point * 1537 Maximum service temperature 812. 3 Durability Flammability Non-flammable Fresh water Very Good Salt water Very Good Weak acids Very Good Strong acids Good Weak alkalis Very Good Strong alkalis Good Organic solvents Very Good Sunlight (UV radiation) Very Good Oxidation at 500 C Good Metais (ligas Ti)EUR/kg 114. 8 1117 1198 11. 83 420 670 80 GPa MPa % HV MPa. m^1/2 1617 823. 7 °C °C

Metais

Metais

Metais Gráfico temperatura de fusão / ductilidade Vermelho – Ligas Co-Cr Verde escuro –

Metais Gráfico temperatura de fusão / ductilidade Vermelho – Ligas Co-Cr Verde escuro – Aços inoxidaveis Violeta – Ligas Ti

Metais Gráfico temperatura de fusão / Tensão limite elástico Vermelho – Ligas Co-Cr Verde

Metais Gráfico temperatura de fusão / Tensão limite elástico Vermelho – Ligas Co-Cr Verde escuro – Aços inoxidaveis Violeta – Ligas Ti

Metais Selecting parameters: Ti alloys, Co. Cr alloys e SS alloys; tambem só formas

Metais Selecting parameters: Ti alloys, Co. Cr alloys e SS alloys; tambem só formas 3 D Name CLA/CLV casting CO 2/silicate casting Casting (die) Casting, investment Centrifugal casting Centrifugally-aided casting Ceramic mold casting Chemical machining (CM) Cold closed die forging Cold isostatic pressing Die pressing and sintering Drilling Electro-chemical machining (ECM) Electron beam machining (EBM) Evaporative pattern casting, automated Evaporative pattern casting, manual Ferro die casting Green sand casting, automated Green sand casting, manual Grinding Hiping, large-scale Hiping, small-scale Hiping, tertiary, large-scale Hiping, tertiary, small-scale Hot closed die forging Hot open die forging Investment casting, automated Investment casting, manual Micropolishing (automated) Micropolishing (manual) Milling Planing/shaping/slotting Polishing (automated) Polishing (manual) Powder injection molding Powder metal forging Rammed graphite casting Rapid prototyping, laser methods Replicasting Repressing Selective laser sintering (SLS) of metals and ceramics Semi-centrifugal casting Shell casting Standard hiping Turning, boring and parting Ultrasonic machining (USM) Vacuum investment casting