Processamento e Manufatura de Metais 1 Rafael Misael

Processamento e Manufatura de Metais 1 Rafael Misael Vedovatte Vinícius José Sichieri Engenharia de Materiais - UTFPR 1

Alumínio, Titânio e suas ligas Processamento e Manufatura de Metais 1 2

Sumário da aula § Alumínio ▫ Histórico; ▫ Alumínio; ▫ Bauxita; ▫ Alumínio no Brasil; ▫ Obtenção do Alumínio; ▫ Ligas de Alumínio; ▫ Aplicações ▫ Tratamento térmico. ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ Histórico; Obtenção; Reservas; Processamento; Propriedades; Classificação; Ligas; Aplicações; Tratamento Térmico. § Titânio Processamento e Manufatura de Metais 1 3

§ Alumínio Processamento e Manufatura de Metais 1 4

§ Alumínio Propriedades do Alumínio Puro Cor Cinza Prateado Massa Específica 2, 7 g/cm 3 Temperatura de Fusão 660, 45 o. C Temperatura de Ebulição 2520 o. C Dureza 23 HBS Módulo de Young 69 Gpa Condutividade Elétrica 61% IACS Condutividade Térmica 0, 53 Cal/cm/°C Coeficiente de Expansão Térmica 23 x 10 -6 L/o. C Processamento e Manufatura de Metais 1 5

§ Alumínio - Histórico § 6000 A. C Os persas fabricavam potes e recipientes de argila que continham óxido de alumínio § 3000 A. C Argilas com alumina eram utilizadas por povos antigos para a fabricação de domésticos, medicamentos e corante de tecidos § 1809 Primeira obtenção do que até então mais se aproximava do alumínio. Humphrey Davy foi o mentor da descoberta, fundindo ferro na presença de alumina § 1821 O francês P. Berthier descobre um minério avermelhado, que contém 52% de óxido de alumínio, em Lês Baux, França Processamento e Manufatura de Metais 1 6

§ Alumínio - Histórico Descoberta da bauxita, o minério mais comum do alumínio § 1825 O físico dinamarquês Hans Christian Oersted consegue isolar o alumínio de outra maneira, a partir do cloreto de alumínio § 1854 Primeira obtenção do alumínio por via química, realizada por Henry Saint-Clair Deville § 1855 Deville mostra na exposição de Paris, o primeiro lingote de um metal muito mais leve que o ferro Processamento e Manufatura de Metais 1 7

§ Alumínio - Histórico § Tornou-se público, o processo de obtenção do alumínio por meio de redução eletrolítica da alumina dissolvida em um banho de criolita § Esse procedimento foi desenvolvido separadamente pelo norteamericano Charles Martin Hall e pelo francês Paul Louis Toussaint Héroult, que descobriram e o patentearam quase simultaneamente. § Esse processo ficou conhecido como Hall-Heroult e foi o que permitiu o estabelecimento da indústria global do alumínio Processamento e Manufatura de Metais 1 8

§ Alumínio § Metal não ferroso mais consumido no mundo atualmente § Segundo metal mais produzido com 38 milhões de toneladas (IAI, 2008) § Sua variedade de usos está relacionada às suas características § Tem como principal matéria prima o minério de bauxita Processamento e Manufatura de Metais 1 9

§ Minério de Bauxita § Terceiro elemento em abundância na crosta terrestre; § Seu principal componente é o Al 2 O 3; § As reservas mundiais somam aproximadamente 34 bilhões de toneladas; § 90% do minério extraído destina-se à fabricação de alumínio; § O Brasil ocupa a terceira posição na classificação mundial, em termos de reservas, com cerca de 3, 52 bilhões de toneladas (reservas medidas + indicadas + inferidas). Processamento e Manufatura de Metais 1 10

§ Alumínio no Brasil Processamento e Manufatura de Metais 1 11

§ Alumínio no Brasil Processamento e Manufatura de Metais 1 12

§ Obtenção do Alumínio § Processo Bayer e Eletrólise Ígnea da Alumina Insumos para a produção de alumina Insumos para a produção de 1 t de Alumínio Primário Bauxita 1, 85 a 3, 4 t/t Alumina 1919 kg/t Cal 10 a 50 Kg/t Energia Elétrica 15 MWhcc/t AI Soda Cáustica 40 a 140 Kg/t Óleo Combustível 80 a 130 Kg/t Criolita 8 kg/t Produtividade (H hora/t) 0, 5 a 3 Hh/t Fluoreto de Alumínio 19, 7 kg/t Água 0, 5 a 2 m 3/t Coque de petróleo 0, 384 Kg/Kg AI Floculante sintético 100 a 1000 g/t Vapor 1, 5 a 4 t/t Piche 0, 117 Kg/Kg AI Energia Elétrica 150 a 400 Kw/t Óleo combustível 44, 2 Kg/t Processamento e Manufatura de Metais 1 13

§ Obtenção do Alumínio Processo Bayer: ▫ Bauxitas de Gibsita são mais solúveis em soda cáustica em temperaturas e concentrações menores, já de Boehmita as temperaturas e concentrações são maiores; ▫ O processo ocorre em condições onde o aluminato de sódio é solúvel e a outra parcela não reagida permanece um resíduo insolúvel, denominada lama vermelha; Processamento e Manufatura de Metais 1 14

§ Obtenção do Alumínio Processo Bayer: ▫ Polpa: gibsita, argila, sílica reativa e outras impurezas, com soda cáustica 23% e temperatura da ordem de 170°C; ▫ Sai do digestor o licor rico em aluminato de sódio, hidrato de alumínio, soda cáustica e lama; Sendo concentrado à vácuo e o gás que sai é utilizado para o aquecimento do licor pobre; ▫ Floculação para separação do licor e da lama; ▫ Mais um concentrador à vácuo com reutilização dos gases no licor pobre; ▫ O licor vai para o precipidador, onde há sementes de alumina, para precipitação de hidratos; ▫ Os hidratos são separados do licor, o qual se denomina licor-pobre, o qual volta para o processo; ▫ Os hidratos são lavados, secos e calcinados para produção de alumina pura. Processamento e Manufatura de Metais 1 15

§ Obtenção do Alumínio Processamento e Manufatura de Metais 1 16

§ Obtenção do Alumínio Eletrólise de alumina: ▫ Devido sua elevada reatividade a alumina não pode ser reduzida por processos químicos, sendo necessária a eletrólise para produção do metal, processo que ocorre em fase líquida; ▫ A temperatura de fusão da alumina é da ordem de 2000°C, porém com a adição de um fundente (criolita, Na 3 Al. F 6), o processo ocorre em 1000°C; ▫ Hoje em dia está se utilizando a ciolita, um fluoreto artificial de alumínio, sódio e cálcio, Na. Ca. Al. F 6. Processamento e Manufatura de Metais 1 17

§ Obtenção do Alumínio Eletrólise de Alumina ▫ A alumina se dissocia: Al 2 O 3 → 2 Al 3+ + 3 O 2 - ▫ No eletrodo negativo ocorre a seguinte reação: 4 Al 3+ + 12 e- → 4 Al 0 ▫ Enquanto no eletrodo positivo: 6 O 2 - → 3 O 2 + 12 e- ▫ A equação glogal apresenta-se como: 2 Al 2 O 3 → 4 Al 3+ + 6 O 2 4 Al 3+ + 12 e- → 4 Al 0 6 O 2 - → 3 O 2 + 12 e 2 Al 2 O 3 → 4 Al 0 + 3 O 2 6 C + 6 O 2 → 6 CO 2 ▫ A reação global: 4 Al 2 O 3 + 6 C→ 8 Al + 6 CO 2 Processamento e Manufatura de Metais 1 18

§ Alumínio – Processos Industriais § Laminação; § Laminação a quente; § Laminação a frio; § Extrusão; § Trefilação; § Forjamento; § Estampagem; § Fundição. Processamento e Manufatura de Metais 1 19

§ Alumínio § Ponto de fusão § Características Mecânicas § Resistencia a Corrosão § Coeficiente de Dilatação Térmica § Condutividade Térmica e Elétrica § Refletividade § Característica de barreira § Característica nuclear § Atoxidade § Reciclagem § Propriedade antimagnética Processamento e Manufatura de Metais 1 20

§ Alumínio x Outros Metais - Comparativo Fonte: ftp: //ftp. demec. ufpr. br/disciplinas/Eng. Mec_NOTURNO/TM 343/09_1 fundamentos-Alum%EDnio. pdf Processamento e Manufatura de Metais 1 21

§ Ligas Metálicas § Definição: Ligas metálicas são materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos químicos sendo que pelo menos um deles é metal; § Objetivos de se projetar uma liga. Figura 01: Esquema de classificação para as diversas ligas metálicas não-ferrosas. Fonte: http: //emateriais. blogspot. com. br/2011/09/metais. html Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas de Alumínio § Os principais elementos de liga das ligas de alumínio incluem combinações dos seguintes elementos: Fonte: http: //s 3. amazonaws. com/magoo/ABAAAAUZk. AF-1. jpg Processamento e Manufatura de Metais 1 23

§ Ligas de Alumínio § De acordo com o produto, as ligas de alumínio podem ser divididas em dois grupos: § LIGAS CONFORMADAS OU TRABALHADAS (wrought alloys) – ligas destinadas à fabricação de produtos semiacabados, como laminados planos (placas, chapas e folhas), laminados não planos (tarugos, barras e arames) perfis extrudados e componentes forjados § LIGAS FUNDIDAS (cast alloys) – ligas destinadas a fabricação de componentes fundidos. Processamento e Manufatura de Metais 1 24

§ Ligas de Alumínio Nomenclatura § Somando-se as ligas conformadas e as ligas fundidas, existem mais de 600 ligas reconhecidas industrialmente. 1 XXX 99, 0% mínimo de alumínio 2 XXX Cobre 3 XXX Manganês 4 XXX Silício 5 XXX Magnésio 6 XXX Magnésio e silício 7 XXX Zinco 8 XXX Outros elementos 9 XXX Série não utilizada Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas de Alumínio Nomenclatura § Na série 1 xxx, os dois últimos dígitos indicam a % de Al acima de 99%. exemplos: § liga 1050 - 99, 50% de Al § liga 1060 - 99, 60% de Al § O segundo dígito indica modificações no limite de impurezas ou a adição de algum elemento de liga. Se o 2° dígito for 0 (zero), indica que o Al não foi ligado e apresenta o limite de impurezas convencional. Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas de Alumínio Nomenclatura § Nas séries 2 xxx à 8 xxx, os dois últimos dígitos não possuem significado numérico, apenas identificam diferentes ligas do mesmo grupo (número seqüencial) ; § O segundo dígito indica modificações no limite de impurezas ou a adição de elementos de liga; § Ligas experimentais também utilizam este sistema de classificação, porém, são indicadas pelo prefixo X. Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas de Alumínio Série 1 XXX § Alumínio comercialmente puro, não ligado, com pureza igual ou superior à 99% de Al. Fe e Si são as principais impurezas. § As ligas da série 1000 são caracterizadas pela excelente resistência à corrosão, alta condutibilidade térmica e elétrica, baixa resistência mecânica e elevada ductilidade. § Um aumento moderado na resistência mecânica pode ser obtido por meio de encruamento. Processamento e Manufatura de Metais 1 28

§ Ligas de Alumínio Série 2 XXX § O COBRE é o elemento de liga principal e, na maioria das ligas, o Mg é o elemento de liga secundário. § São ligas tratáveis termicamente, podendo, após os tratamentos, atingir-se a resistência de aço baixo carbono (450 MPa). A resistência à corrosão das ligas da série 2 xxx é inferior a de outras ligas de alumínio. Sob certas condições estas ligas de alumínio podem apresentar corrosão intergranular. Processamento e Manufatura de Metais 1 29

§ Ligas de Alumínio Série 2 XXX § As ligas desta série apresentam boa usinabilidade e características de soldagem limitadas (exceto a liga 2219). § Aplicações: § Componentes com elevada relação resistência/peso, sujeitos a temperaturas inferiores à 130ºC; § Rodas forjadas para a indústria aeronáutica e de caminhões ; § Fuselagem e componentes estruturais de aeronaves; § Componentes de suspensão de automóveis. Processamento e Manufatura de Metais 1 30

§ Ligas de Alumínio Série 3 XXX § O MANGANÊS é o elemento de liga principal. § As ligas desta série não são tratáveis termicamente, entretanto, apresentam resistência 20% superior que ligas da série 1 xxx. Devido a baixa solubilidade de Mn § no Al (de até 1, 8%) existem poucas da série 3 xxx. Entretanto três delas são largamente empregadas na indústria: 3003, 3004 e 3105. Processamento e Manufatura de Metais 1 31

§ Ligas de Alumínio Série 4 XXX § O SILÍCIO é o elemento de liga principal. § A maior parte das ligas desta série não são tratáveis termicamente. O Si pode ser adicionado para abaixar a temperatura de fusão sem provocar fragilidade excessiva, assim, ligas Al-Si são utilizadas em arames de solda ou como ligas para brazagem de Al (soldagem de Al). Processamento e Manufatura de Metais 1 32

§ Ligas de Alumínio Série 4 XXX § A liga 4032 é empregada na fabricação de pistões forjados devido ao baixo coeficiente de expansão e sua alta resistência ao desgaste; § Ligas contendo entre 4 e 7% de Si apresentam cores que variam do cinza ao negro após serem submetidas a anodização e assim são utilizadas em painéis decorativos na construção civil. Ligas de alumínio conformadas Processamento e Manufatura de Metais 1 33

§ Ligas de Alumínio Série 5 XXX § O MAGNÉSIO é o elemento de liga principal. O Mg é um dos elementos mais efetivos no endurecimento do Al. § Quando utilizado como elemento principal ou em conjunto com o Mn, o resultado são ligas não tratáveis com resistência moderada à elevada. § O Mg é considerado mais efetivo que o Mn como endurecedor, (0, 8% de Mg tem o mesmo efeito sobre a resistência que 1, 25% de Mn) Processamento e Manufatura de Metais 1 34

§ Ligas de Alumínio Série 5 XXX § Ligas desta série possuem boas características de soldagem e resistência à corrosão em atmosfera marinha. Processamento e Manufatura de Metais 1 35

§ Ligas de Alumínio Série 6 XXX § O MAGNÉSIO e o SILÍCIO são os elementos de liga principais. § A proporção de Mg e Si visa a formação da fase Mg 2 Si, formando ligas tratáveis termicamente. § As ligas da série 6 xxx apresentam boa ductilidade, boas características de soldagem e de usinagem e boa resistência à corrosão. Processamento e Manufatura de Metais 1 36

§ Ligas de Alumínio Série 7 XXX § O ZINCO é o elemento de liga principal, adicionado em quantidades entre 1 e 8%. Adições em conjunto com Mg resultam em ligas tratáveis termicamente com resistência mecânica elevada. Normalmente, Cu e Cr também são adicionados em pequenas quantidades. Processamento e Manufatura de Metais 1 37

§ Ligas de Alumínio Série 8 XXX § As ligas da série 8 xxx envolvem um grande número de composições com uma miscelânea de elementos de liga. As ligas conformadas contendo Li (2, 4% a 2, 8%) § foram desenvolvidas para uso aerospacial e criogenia. Processamento e Manufatura de Metais 1 38

§ Ligas de Alumínio § Aplicações: Processamento e Manufatura de Metais 1 39

§ Ligas de Alumínio Tratamento Térmicos • Os tratamentos térmicos têm como finalidade causar modificações nas propriedades dos materiais pela alteração do tipo e proporção das fases presentes, pela variação da morfologia dos microconstituintes ou pela variação da concentração e distribuição de defeitos cristalinos • as ligas de alumínio são divididas em dois grupos: aquelas que são tratadas termicamente (séries 2 XXX, 6 XXX, 7 XXX e a maioria da série 8 XXX), proporcionando-lhes maior resistência, e as que não são tratadas termicamente, cuja resistência só pode ser aumentada através do trabalho a frio (séries 1 XXX, 3 XXX, 4 XXX e 5 XXX) Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas e Tratamentos Térmicos § Nomenclatura: Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas e Tratamentos Térmicos Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Ligas e Tratamentos Térmicos § De um modo geral, o tratamento térmico de ligas de alumínio fundidas (tratáveis termicamente), consta então de duas partes (BRADASCHIA, 1988): § Tratamento de Solubilização: Aquecimento à temperatura da ordem de 480°C a 540°C, seguido de resfriamento em água. § Tratamento de Precipitação (ou envelhecimento artificial): A temperaturas variando de 150°C a 300°C. Processamento e Manufatura de Metais 1 43

§ Ligas e Tratamentos Térmicos § Solubilização e Envelhecimento Processo de solubilização e envelhecimento. Fonte: http: //www. dalmolim. com. br/EDUCACAO/MATERIAIS/Biblimat/aluminioconf. pdf Processamento e Manufatura de Metais 1

§ Titânio Propriedades do Titânio Puro Cor Cinza Escuro Massa Específica 4, 51 g/cm 3 Temperatura de Fusão 1668 o. C Temperatura de Ebulição 3260 o. C Dureza 70 -74 HRB Resistência a Fratura 240 Mpa Módulo de Young 102, 7 GPa Coeficiente de Poisson 0, 41 Coeficiente de Expansão Térmica 8, 64 x 10 -6 / o. C Processamento e Manufatura de Metais 1 45

§ Titânio – Histórico § Descoberto em 1791 por William Gregor; § 1946 – Curiosidade de Laboratório; § Redução do Tetracloreto de Titânio com Magnésio – Kroll; § O tetracloreto é obtido pela ação do cloro e carbono sobre a ilmenita. O tricloreto de ferro é removido por destilação. Em seguida, ocorre a redução com magnésio: Processamento e Manufatura de Metais 1 46

§ Titânio - Introdução § Nono elemento mais abundante na crosta terrestre. ▫ Ultrapassa 650 milhões de toneladas; § Minerais: ▫ Rutilo (dióxido de titânio); ▫ Ilmenita (titânio ferroso, Ti. Fe. O 3); ▫ Titanita ou esfênio (silicato de titânio e cálcio); ▫ Perovskita (óxido de cálcio e titânio); ▫ Anatásio (dióxido de titânio). Processamento e Manufatura de Metais 1 47

§ Titânio - Obtenção § Principais: ilmenita, rutilo e anatásio; ▫ Ilmenita Maior fonte titânio; Abundante na litosfera: Rochas magmáticas e metamórficas; Associado à magnetita em rochas basálticas; Composição teórica: 31, 6% de Ti; Hábito: granular, compacto, lamelar, maciço, romboédrico; Sistema cristalino trigonal (romboédrico). Processamento e Manufatura de Metais 1 48

§ Titânio - Obtenção ▫ Rutilo Em granulometria diferente: Leucoxiênio; Menos abundante que a ilmenita; Associado a quartzo, micas titaníferas, feldspato, hornblendas; Ocorre em granitos, micaxistos, etc. Origem secundária; Hábito prismático, acicular, maciço, compacto; Processamento e Manufatura de Metais 1 49

§ Titânio - Obtenção ▫ Anatásio Menos abundante que a ilmenita; Estado natural: 98, 4~99, 8% Ti. O 2, sendo 60% de Ti; Associado a apatita, adularia, titanita, rutilo, hematita; Sistema cristalino tetragonal; Hábito piramidal, bipiramidal, achatado; Processamento e Manufatura de Metais 1 50

§ Titânio - Reservas § No Mundo ▫ Ilmenita: Noruega, Austrália, Canadá, Estados Unidos, Índia e China; ▫ Rutilo: Austrália, Itália e África do Sul; ▫ Anatásio: Brasil; § No Brasil ▫ Ao longa da costa dos estados do Rio de Janeiro, Espiro Santo, Paraíba, Rio Grande do Norte, Bahia e Rio Grande do Sul; ▫ Paraíba: Depósito de Mataraca = 64% da ilmenita e 52% do rutilo do país; Processamento e Manufatura de Metais 1 51

§ Titânio – Disponibilidade - Brasil *Reservas de minerais de ilmenita, rutilo e leucoxênio (ou rutilo); Fontes: DNPM; Mineral Data - CETEM Processamento e Manufatura de Metais 1 52

§ Titânio – Processamento § Britagem e moagem do material = redução granulométrica; § Concentração gravítica = agregação do mineral de interesse pela ação da gravidade; § Secagem em secador rotativo; § Separação magnética; ▫ Magnetita; § Porção não magnética = separadores de alta tensão; ▫ Eletrostática; § Retirado o rutilo e o residual de ilmenita. § Cloração do rutilo em presença de coque a 1000 o. C; § Redução do Ti. Cl 4 por Magnésio metálico. Processamento e Manufatura de Metais 1 53

§ Titânio – Propriedades Mecânicas § Boa resistência mecânica a altas e baixas temperaturas: Ti 99, 2% = 40, 6 Kg/mm 2; § Alta resistência à corrosão (imune à água do mar); § Boa ductilidade e tenacidade; § Densidade: 56% da densidade dos aços; § Módulo de Elasticidade e Módulo de Expansão Térmica: 50% dos módulos dos aços; § Condutividade térmica muito próxima a do aço inox; Processamento e Manufatura de Metais 1 54

§ Titânio - Classificação § ASTM (American Society of Testing and Materials): ▫ Não-ligados (Puro); ▫ Ligas α-β; ▫ Ligas β; § Não ligados: ▫ Grade 1; ▫ Grade 2; ▫ Grade 3; ▫ Grade 4; Variam os teores de Fe e O; Processamento e Manufatura de Metais 1 55

§ Titânio Puro – Micrografia 200 x Processamento e Manufatura de Metais 1 56

§ Titânio - Classificação § Demais Grades, 5 em diante, são de Titânios ligados e seus nomes estão relacionados com os seus elementos de liga; § As ligas são classificadas em cinco diferentes tipos: ▫ α; ▫ Próximo de α; ▫ α + β; ▫ Próximo de β; ▫ β. Processamento e Manufatura de Metais 1 57

§ Titânio - Classificação § Elementos estabilizadores de α: ▫ O elemento de liga estabilizador de α promove a fase α quando sua concentração na liga é aumentada; Ex: Alumínio, Oxigênio, Nitrogênio; § Elementos estabilizadores de β: ▫ O elemento de liga estabilizador de β promove a fase β quando sua concentração na liga é aumentada; Ex: Molibdênio, Ferro, Vanádio, Cromo, Manganês; § Transformação de fase: ▫ Difusão; ▫ Mecanismo Martensítico; Processamento e Manufatura de Metais 1 58

§ Titânio - Classificação Abscissa: Concentração; Ordenadas: Temperatura. Processamento e Manufatura de Metais 1 59

§ Titânio - Classificação Processamento e Manufatura de Metais 1 60

§ Titânio – Ligas § Ligas α: ▫ Resistência mecânica menor; ▫ Boa tenacidade e ductilidade; ▫ Aplicações criogênicas e altas temperaturas; ▫ Maior resistência à fluência que as ligas α + β e β; ▫ Boa soldabilidade; ▫ Não são endurecidas por tratamento térmico; ▫ Boa resistência à corrosão; Processamento e Manufatura de Metais 1 61

§ Titânio – Ligas § Exemplo de Ligas α (e próximo a α) e algumas aplicações: ▫ Ti-0. 3 Mo-0. 8 Ni (Grade 12) [Ti-12] Tubulação soldada; Tubos sem costura; Arame; § Características: ▫ Altamente soldável, fácil fabricação e oferece valores aceitáveis de resistência a pressão e corrosão por salmoura, porém tem resistência a corrosão ácida diminuída se comparada às ligas das Grades 1, 2 e 3; ▫ Não tratável termicamente. Processamento e Manufatura de Metais 1 62

§ Titânio – Ligas § Ligas α + β: ▫ Resistência mecânica de média a alta; ▫ Endurecíveis por tratamento térmico: Solubilização seguido de envelhecimento; ▫ Não são apropriadas para forjamento a quente; ▫ Boa solubilidade. Processamento e Manufatura de Metais 1 63

§ Titânio – Ligas § Exemplo de Ligas α + β algumas aplicações: ▫ Ti-6 Al-4 V (Grade 5) [Ti-6 -4] Barras; Lâmina; Tubos sem costura; Arames; § Características: ▫ É Tratável termicamente e possui alta resistência. Além disso é a liga mais comercializada para aplicações aeroespaciais devido a capacidade de trabalhar acima de 400 o. C, oferecendo excelente combinação de alta resistência com dureza e ductilidade tendo soldabilidade e fabricação facilitada; Processamento e Manufatura de Metais 1 64

§ Titânio – Ligas § Micrografia liga Ti-6 Al-4 V – 400 x Processamento e Manufatura de Metais 1 65

§ Titânio – Ligas Processamento e Manufatura de Metais 1 66

§ Titânio – Ligas § Exemplo de Ligas α + β algumas aplicações: ▫ Ti-6 Al-7 Nb Lingotes; Barras; Arames; § Características: ▫ Liga de alta resistência com boa dureza e ductilidade, usada primariamente para implantes médicos devido a sua excelente biocompatibilidade. Processamento e Manufatura de Metais 1 67

§ Titânio – Ligas § Micrografia liga Ti-6 Al-7 Nb – Resfriado ao ar. Processamento e Manufatura de Metais 1 68

§ Titânio – Ligas § Ligas β: ▫ Resistência mecânica alta; ▫ Alta dureza; ▫ Excelente forjabilidade; ▫ Endurecíveis por tratamento térmico: Solubilização seguido de envelhecimento; ▫ Boa soldabilidade. Processamento e Manufatura de Metais 1 69

§ Titânio – Ligas § Exemplo de Ligas β (e próximo a β) e algumas aplicações: ▫ Ti-10 V-2 Fe-3 Al [Ti-10 -2 -3] Barras; Lingote; § Características: ▫ São ligas tratadas termicamente por têmpera profunda, devido a isso possuem altíssima resistência. A combinação entre resistência e dureza a torna propensa para aplicações extremas; ▫ Possui soldabilidade limitada; Processamento e Manufatura de Metais 1 70

§ Titânio – Tratamento térmico § Alivio de tensões; § Recozimento; § Têmpera; § Solubilização; § Envelhecimento; § Não aplicável a todas a ligas de Titânio. Varia de acordo com a composição de cada uma, fator esse que leva a propriedades mecânicas diferentes; Processamento e Manufatura de Metais 1 71

§ Titânio – Tratamento térmico § Tratamento térmico na liga de Ti-6 Al-4 V § Aquecimento a 1050 o. C por 30 min; § Resfriamento com taxa de 6 o. C/min ao forno. § Estrutura: ▫ Widmanstätten; Processamento e Manufatura de Metais 1 72

§ Titânio – Tratamento térmico § Tratamento térmico na liga de Ti-6 Al-4 V § Aquecimento a 1050 o. C por 1 h; § Resfriamento com água; § Estrutura: ▫ Martensítica; Processamento e Manufatura de Metais 1 73

§ Titânio – Tratamento térmico § Tratamento térmico na liga de Ti-6 Al-4 V § Etapa 1: ▫ Aquecimento 950 o. C por 1 h; ▫ Resfriamento com água; § Etapa 2: ▫ Aquecimento 600 o. C por 24 h; ▫ Resfriamento ao ar; § Estrutura: ▫ Bimodal. Processamento e Manufatura de Metais 1 74

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