Ligas Metálicas

Ligas Metálicas

Definição Uma liga é uma solução sólida composta

por dois ou mais metais ou por um metal (ou metais) e um ou mais não-metais

O aço é um exemplo de uma liga metálica de ferro e carbono

Ligas Metálicas Os metais têm propriedades características,

mas que apresentam variações subtis

Apesar de cada metal apresentar dureza, condutividade térmica e eléctrica diferentes dos restantes, por vezes não existe nenhum metal, que na forma pura, apresente as características pretendidas para determinada aplicação

Para resolver este problema recorre-se à formação de ligas

Ligas Metálicas

As ligas apresentam uma aparência exterior homogénea e os seus componentes não podem ser separados por processos físicos

As ligas representam um enorme conjunto de materiais produzidos com uma extensa gama de propriedades que encontram grande aplicação na sociedade tecnológica actual

O que faz uma liga ser diferente de um metal?

Uma liga deve ser tida como um material distinto dos seus componentes

Tem propriedades físicas e químicas distintas que dependem da estrutura atómica dos seus constituintes

Ligas Metálicas

Uma definição adequada para uma liga deve incluir, além da sua composição, a descrição do processo de fabrico e de tratamentos a que foi sujeita

Para obter uma liga metálica, normalmente usa-se o metal de base, previamente fundido, que será o solvente e cuja concentração é mais elevada, ao qual se adicionam os outros elementos da liga, sob a forma de fragmentos sólidos, e que se dissolvem por agitação

A solução líquida obtida é arrefecida, resultando uma solução sólida – a liga pretendida

Na prática muito poucos metais são usados no estado puro

Ligas Metálicas

Liga Substitucional

Numa liga alguns dos átomos que fazem parte da rede metálica inicial são substituídos por outros átomos de um metal diferente, podendo haver pequena diferença de tamanho entre as duas espécies de átomos

Esses átomos interrompem o arranjo regular dos iões e dificultam os deslizamentos das camadas umas sobre as outras

Isto torna a liga mais forte e dura que o metal original, embora diminua a condutividade térmica e elétrica

Ligas Metálicas

Liga IntersticialÁtomos cerca de 60% mais pequenos, de outro material, que pode ser um não metal, são adicionados a um metal. São tão pequenos que se podem ajustar nos intervalos dos átomos metálicos

Tal distorce a rede metálica e torna difíceis os movimentos das camadas umas sobre as outras, tornando a liga mais forte e dura que o metal original

É o que acontece no aço, em que os átomos de carbono ocupam espaços vazios entre os átomos de ferro

Ligas Metálicas

Classificação das ligas metálicas

Pelo metal predominante(ligas de cobre,

chumbo, alumínio,..Pelo número de elementos

(ligas binárias, ternárias,…)

Pela principal propriedade da liga

(ligas leves, ligas de baixo ponto

de fusão,…)

Ligas Metálicas

Liga metálica Componentes Características Aplicações

Latão Cobre e zinco Resistência à corrosão Navios; tubos

Bronze Cobre e estanho

Resistência à corrosão Moedas, sinos

Aço Ferro e carbono Resistência à corrosão Navios, utensílios domésticos

Aço inoxidável Aço e crómio Resistência à corrosão Talheres, utensílios domésticos

Aço-Níquel Aço e níquel Resistência mecânica Canhões, material de blindagem

Aço-Tungsténio Aço e tungsténio

Alta dureza Brocas, pontas de caneta

Amálgama Mercúrio, prata e estanho

Resistência à corrosão Restauração de dentes

Prata de lei Prata e cobre Aumento da dureza Utensílios domésticos; ornamentos

Ouro 18 quilates

Ouro e core Alta ductilidade e maleabilidade

jóias

Ligas Metálicas

Verifica-se que a maioria dos elementos que compõem as ligas metálicas são elementos do bloco d da Tabela Periódica

Cobre, zinco, ferro, crómio, níquel, tungsténio, ouro, prata, etc.

Ligas Metálicas

As ligas metálicas utilizam-se em diversas situações quotidianas, mas o aço é uma das ligas mais vulgarmente utilizadas

Ligas Metálicas

Ligas Metálicas – o aço O aço tem uma enorme influência na vida

das pessoas

Nos carros, nos edifícios, nas tubagens de gás natural, nas maquinarias…

O aço é o material mais importante e multifuncional que jamais se inventou

Tem baixos custos de produção e pode ser reciclado

Actualmente usam-se diversos tipos de aços

Ligas Metálicas – ligas de ouro

Existem vários tipos de ligas de ouro

Ouro rosa (presença de cobre)

Ouro branco (presença de níquel, zinco ou platina)

Ouro verde (presença de cobre, prata e zinco)

Ouro azul (presença de ferro)

A proporção de ouro nas ligas é muitas vezes expressa em quilates

O ouro puro tem 24 quilates (24K) e o ouro de lei tem 19,25 quilates (ou seja, 19,25 partes em ouro e 4,75 partes de outros metais)

Ligas Metálicas – ligas de ouro

Ligas Metálicas – ligas de prata

As principais ligas de prata são a “prata de lei” e a “prata de cunhagem” contendo prata e cobre nas proporções de 92,5% para 7,5% e 90% para 10%, respectivamente

Ligas Metálicas – ligas com memória de forma

As ligas com memória de forma são ligas metálicas que exibem duas propriedades únicas, a pseudo - elasticidade e o efeito da memória de forma

Só nos anos 60 é que se registaram os maiores desenvolvimentos no campo das ligas com memória de forma

Na lista das mais vulgares incluem-se as de níquel-titânio, Cu-Zn-Al, Au-Cd, Cu-Al-Ni, Cu-Sn

As ligas de memória de forma têm muitas aplicações:

Em aparelhos de dentes Em aeronáutica Em robótica Em antenas para telemóveis Em armações de óculos flexíveis …

Ligas Metálicas – ligas com memória de forma

Ligas como o Nitinol (Ni + Ti) e o Duralumínio (Al + Cu), quando submetidas a uma deformação são capazes de, espontaneamente, recuperar a sua forma original através de aquecimento moderado

Quando o material é deformado ocorre uma mudança brusca na rede cristalina, no entanto, quando sujeito a aquecimento, a estrutura anterior deixa de ser estável, e o material volta à forma original.

Ligas Metálicas – ligas com memória de forma