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EFEITO DOS ELEMENTOS

DE LIGA NOS AOS

Seleo do processo de fundio

Metal a ser fundido [C. Q.];

Qualidade requerida da superfcie do fundido;

Tolerncia dimensional requerida para o fundido;

Quantidade de peas a produzir;

Tipo de modelo e equipamento de macharianecessrio;

Custo de fabricao do(s) molde(s);

Como o processo de fundio vai afetar o projetodo fundido.

Para comear....

O que so elementos de liga?

So os elementos qumicos formadores das ligas metlicas, que

so materiais de propriedades semelhantes s dos metais e que

contm pelo menos um metal em sua composio.

Ao inoxidvelBronze Alumnio/Titnio

Efeito dos Elementos de Liga nos Aos

De um modo geral, ao introduzir-se elementos de liga nos aos, visam os

os seguintes objetivos:

Alterar as propriedades mecnicas

Aumentar a usinabilidade

Aumentar a temperabilidade

Conferir dureza a quente

Aumentar a capacidade de corte

Conferir resistncia corroso

Conferir resistncia ao desgaste

Conferir resistncia a oxidao

Modificar as caractersticas eltricas e magnticas.

. Melhorar a soldabilidade.

Qual a importncia dos elementos de liga?

atravs da adio de elementos de ligas que podemos obter melhorias

de algumas propriedades como diminuio ou aumento do ponto de fuso,

aumento da dureza, aumento da resistncia mecnica, melhoramento da

soldabilidade, da corroso e/ou de outras caractersticas desejadas de

acordo com o uso em condies de servio especificas.

No decorrer da apresentao ser visto qual o efeito de alguns

elementos de liga nos aos, sejam eles formadores de carbonetos ou no.

Efeito dos elementos de liga nos aos ao carbono

INFLUNCIA DO TEOR DE CARBONO NAS PROPRIEDADES MECNICAS

15

%Cu%Ni

5

%V%Mo%Cr

6

%Mn%C C de eEquivalent

Efeito dos elementos de liga no diagrama de

transformao isotrmica

Com exceo do Cobalto, todos os elementos de liga antes citados

deslocam o diagrama para direita, isto , aumentam a faixa de

temperabilidade do ao.

Diagrama TTT Fe-C Diagrama TTT Fe-C ligado

DIAGRAMA DE TRANSFORMAO ISOTRMICA

Elementos de liga

formadores de

carboneto

Qual a importncia dos carbonetos?

Os carbonetos puros tem sido objeto de muitos estudos em funo

das suas excelentes propriedades qumicas, mecnicas, eltricas e

magnticas.

Os carbonetos encontrados nos aos so denominados de

carbonetos intersticiais, j que o arranjo cristalino pode ser descrito

como um arranjo de tomos metlicos com tomos de carbono

ocupando os interstcios.

Cromo: Forma carbonetos

Tungstnio (w): Forma carbonetos muito duros

Molibdnio:Influncia na estabilizao do carboneto

Vandio: Forma carbonetos

Elementos de liga formadores de carboneto

Cromo

- Aumenta a resistncia corroso e oxidao.

- Aumenta a resistncia altas temperaturas;

Aplicaes:

Aos para construo mecnica.

Aos-ferramenta.

Aos inoxidveis

Produtos para indstria qumica, talheres, vlvulas e peas para fornos,

Ferramentas de corte.

Tungstnio- Forma carbonetos muito duros. - Aumenta a dureza.

- Aumenta a resistncia a altas temperaturas.

Aplicaes: Aos rpidos. Aos ferramentas.

Produtos: Ferramentas de corte.

Broca de ao rpido

Molibdnio- Influncia na estabilizao do carboneto.

- Aumenta a resistncia trao.

- Aumenta a temperabilidade.

- Aumenta resistncia em altas temperaturas.

Aplicaes: Aos-ferramenta. Aos-cromo-nquel. Substituto do

tungstnio em aos rpidos.


Alicate de ao-cromo-nquelChaves em ao cromo-molibdnio

Vandio- Inibe o crescimento dos gros. - Forma carbonetos.- Aumenta resistncia mecnica e aumenta a resistncia fadiga e

abraso.

Aplicaes: Aos cromo-vandio


Soquete de ao cromo-vandio

Chave em ao cromo- vandio

Elemento de

Liga

Influncia na

Estrutura

Influncia nas

PropriedadesAplicaes Produtos

Nquel

Refina o gro

Diminui a velocidade

de transformao na

estrutura do ao

Aumento da

resistncia

trao.

Alta ductilidade

Ao para

construo

mecnica.

Ao inoxidvel

Ao resistente a

altas temperaturas

Peas para

automveis.

Utenslios

domsticos.

Caixas para

tratamento trmico

Mangans

Estabiliza os

carbonetos.

Ajuda a criar

microestrutura dura

por meio de tmpera.

Diminui a velocidade

de resfriamento

Aumento da

resistncia

mecnica e

temperabilidade da

pea.

Resistncia ao

choque.

Ao para

construo

mecnica

Peas para

automveis e

peas para uso

geral em

engenharia

mecnica

Importncia de alguns elementos de liga

Elemento de

Liga

Influncia na

Estrutura

Influncia nas


Cromo

Forma

carbonetos.

Acelera o

crescimento dos

gros.

Aumento da

resistncia

corroso e a

oxidao.

Aumento da

resistncia a

altas

temperaturas

Aos para

construo

mecnica.

Aos-ferramenta.

Aos inoxidveis.

Produtos para

indstria qumica.

Talheres, vlvulas

e peas para

fornos.

Ferramentas de

corte.

Molibdnio

Influncia na

estabilizao do

carboneto.

Melhora a

resistncia

corroso por

pites.

Alta dureza ao

rubro.

Aumento da

resistncia

trao.

Aumento da

temperabilidade.

Aos-ferramenta.

Aos/Cr/N.

Substituto do

tungstnio em

aos rpidos.

Ferramentas de

corte.

Elemento de

Liga

Influncia na

Estrutura

Influncia nas


Vandio

Inibe o crescimento

dos gros. Forma

carbonetos

Maior resistncia

mecnica. Maior

tenacidade e

temperabilidade.

Resistncia fadiga

e abraso.

Aos

cromo-vandio

Ferramentas de

corte.

TungstnioForma carbonetos

muito duros.

Aumento da dureza.

Aumento da

resistncia a altas

temperaturas.

Aos rpidos.

Aos ferramentas.

Ferramentas de

corte.

Cobalto

Forma carbonetos

(fracamente)

Desloca a curva TTT

para esquerda.

Aumento da dureza.

Aumento da

resistncia trao.

Resistncia

corroso e eroso.

Aos rpidos.

Elementos de liga

em aos

magnticos.

Lminas de

turbina de

motores a jato.

Silcio

Auxilia na

desoxidao.

Auxilia na grafitizao.

Aumenta a fluidez.

Aumento da

resistncia

oxidao em

temperaturas

elevadas. Melhora

da temperabilidade e

da resistncia

trao.

Aos com alto

teor de carbono.

Aos para

fundio em

areia.

Peas fundidas.

Elementos de liga no formadores de carboneto

Silcio

Mangans

Nquel

Cobre

Cobalto

Silcio- Auxilia na desoxidao e na grafitizao.

- Aumenta a fluidez.

- Aumento da resistncia oxidao em temperaturas elevadas.- Melhora da temperabilidade e da resistncia trao.

Aplicaes: Aos com alto teor de carbono. Aos para fundio em

areia.

Produtos: Peas fundidas.

Vlvula redutora de presso com ao silcioChapas de ao silcio

Mangans

- Estabiliza os carbonetos.

- Estabiliza o enxofre como MnS

- Ajuda a criar microestrutura dura por meio de tmpera.

- Diminui a velocidade de resfriamento.

- Aumenta a resistncia mecnica, a temperabilidade da pea e a

resistncia ao choque.

Aplicaes: Ao para construo mecnica.

Produtos: Peas para automveis e peas para uso geral em

engenharia mecnica.

Nquel

- Refina o gro e diminui a velocidade de transformao na estrutura

do ao

- Aumenta da resistncia trao.

Aplicaes: Ao para construo mecnica. Ao inoxidvel, Ao resistente

a altas temperaturas.

Produtos: Peas para automveis, utenslios domsticos e caixas para

tratamento trmico

Tubulaes em ao inxidvel com nquel

Cobalto- Desloca a curva TTT para esquerda;

- Aumenta a dureza.

- Aumenta a resistncia trao, resistncia corroso e eroso.

Aplicaes: Aos rpidos. Elementos de liga em aos magnticos.

Produtos: Lminas de turbina de motores a jato.

Brocas em ao com cobalto

MOLIBDNIO (Mo), melhora a resistncia corroso por

pites nos cidos sulfricos e sulfuroso a altas temperaturas,

em solues neutras de cloretos ou na gua do mar;

COBRE (Cu), melhora a resistncia corroso, entre certos

reagentes, como o cido sulfrico;

TNTALO, NIBIO E TITNIO, evitam o fenmeno de

corroso intergranular, dos aos inox cromo-nquel;

. TITNIO, utilizado em implantes;

SILCIO, melhora a resistncia oxidao a temperaturas

elevadas.

INFLUNCIA DE OUTROS ELEMENTOS DE LIGA NO AO CARBONO

ADIO DE MANGANS (Mn):

AUMENTO DA RESISTNCIA MECNICA SEM GRANDE PREJUZO NA SOLDABILIDADE.

ADIO DE SILCIO (Si) e ALUMNIO (Al):

PRODUZ AOS ACALMADOS (KILLED STEELS) QUE APRESENTAM MENOR INCIDNCIA

DE DEFEITOS INTERNOS E MAIOR UNIFORMIDADE DE COMPOSIO QUMICA.

SO AOS DE ALTA QUALIDADE APROPRIADOS PARA TEMPERATURAS ELEVADAS

(Si) E BAIXAS (Al).

PRESENA DE FSFORO (P) e ENXOFRE (S):

IMPUREZAS PREJUDICIAIS QUALIDADE DO AO E POR ISSO SUA PRESENA

LIMITADA A VALORES MUITO BAIXOS.

ADIO DE COBRE (Cu):

MELHORA A RESISTNCIA CORROSO ATMOSFRICA.

Questes de concursos

32- Petrobrs-2011

Todos os elementos de liga comumente utilizados nos aos

aumentam a sua temperabilidade, EXCETO o

(A) cobalto.

(B) cromo.

(C) mangans.

(D) nquel.

(E) silcio.

32- Petrobrs-2011

Todos os elementos de liga comumente utilizados nos

aos aumentam a sua temperabilidade, EXCETO o

(A) cobalto.

(B) cromo.

(C) mangans.

(D) nquel.

(E) silcio.

37 Petrobrs-2006-Engenheiro de equipamentos Pleno

Em uma aplicao na qual uma tubulao ser submetida presso interna de 150

kgf/cm2 e temperatura de 300C, foi indicado um tubo de ao liga ao Cr-Mo, com a

seguinte composio qumica:

C=0,15% max

Mn=0,30 a 0,60%

S=0,030% max

P=0,030% max

Si=0,25% a 1,00%

Cr=8,00 a 10,00%

Mo=0,9 a 1,10%

A seleo desse ao correta porque o Mo:

(A) assegura resistncia fluncia e o Cr aumenta a resistncia mecnica e

melhora a resistncia corroso.

(B) assegura resistncia fadiga e o Cr assegura resistncia corroso.

(C) assegura resistncia fadiga e o Cr assegura resistncia fluncia.

(D) aumenta a resistncia mecnica e o Cr assegura resistncia fluncia.

(E) aumenta a resistncia mecnica e melhora a resistncia corroso e o Cr

assegura resistncia fluncia.

37 Petrobrs-2006-Engenheiro de equipamentos PlenoEm uma aplicao na qual uma tubulao ser submetida presso interna de 150

kgf/cm2 e temperatura de 300C, foi indicado um tubo de ao liga ao Cr-Mo, com a

seguinte composio qumica:

C=0,15% max

Mn=0,30 a 0,60%

S=0,030% max

P=0,030% max

Si=0,25% a 1,00%

Cr=8,00 a 10,00%

Mo=0,9 a 1,10%

A seleo desse ao correta porque o Mo:

(A) assegura resistncia fluncia e o Cr aumenta a resistncia mecnica e

melhora a resistncia corroso.

(B) assegura resistncia fadiga e o Cr assegura resistncia corroso.

(C) assegura resistncia fadiga e o Cr assegura resistncia fluncia.

(D) aumenta a resistncia mecnica e o Cr assegura resistncia fluncia.

(E) aumenta a resistncia mecnica e melhora a resistncia corroso e o Cr

assegura resistncia fluncia.

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