Metais de liga: descrição, lista e recursos de aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Desenvolvimento é identificado com melhoria. A melhoria das capacidades industriais e domésticas é realizada através do uso de materiais com características progressivas. Estes são, em particular, metais ligados. Sua diversidade é determinada pela possibilidade de corrigir a composição quantitativa e qualitativa dos elementos de liga.

Aço Liga Natural

O primeiro ferro fundido, que diferia de seus parentes em suas propriedades, era naturalmente ligado. O ferro meteórico pré-histórico fundido continha uma quantidade aumentada de níquel. Foi encontrado em enterros egípcios antigos de 4-5 milênios aC. e., o monumento arquitetônico de Qutab Minar em Delhi (século V) foi construído a partir do mesmo. As espadas de damasco japonesas eram feitas de ferro saturado com molibdênio, e o aço de Damasco continha tungstênio, característico do corte moderno de alta velocidade. Eram metais, cujo minério era extraído de certos lugares.

As ligas de produção modernas podem conter metais eorigem não metálica, que se refletem em suas características e propriedades.

Caminho histórico

A base para o desenvolvimento da liga foi lançada pela justificativa do método do cadinho de fusão do aço na Europa no século XVIII. Em uma versão mais primitiva, os cadinhos eram usados nos tempos antigos, inclusive para fundir damasco e aço de Damasco. No início do século XVIII, essa tecnologia foi aprimorada em escala industrial e possibilitou ajustar a composição e a qualidade do material de origem.

• A descoberta simultânea de mais e mais novos elementos químicos levou os pesquisadores a experimentos experimentais de fundição.
• O efeito negativo do cobre na qualidade do aço foi estabelecido.
• Latão contendo 6% de ferro descoberto.

Foram realizados experimentos em termos de efeitos qualitativos e quantitativos sobre a liga de aço de tungstênio, manganês, titânio, molibdênio, cob alto, cromo, platina, níquel, alumínio e outros.

A primeira produção industrial de aço ligado ao manganês foi estabelecida no início do século XIX. Foi desenvolvido desde 1856 como parte do processo de fundição Bessemer.

Características do doping

As possibilidades modernas permitem fundir metais ligados de qualquer composição. Os princípios básicos da tecnologia em questão:

1. Os componentes são considerados ligas somente se forem introduzidos propositalmente e o conteúdo de cada um exceder 1%.
2. Enxofre, hidrogênio, fósforo são considerados impurezas. como não metálicoinclusões, boro, nitrogênio, silício são usados, raramente - fósforo.
3. A liga a granel é a introdução de componentes em uma substância fundida no âmbito da produção metalúrgica. Superfície é um método de saturação por difusão da camada superficial com os elementos químicos necessários sob a influência de altas temperaturas.
4. Durante o processo, os aditivos alteram a estrutura cristalina do material "filho". Podem criar soluções de penetração ou exclusão, bem como ser colocados nos limites de estruturas metálicas e não metálicas, criando uma mistura mecânica de grãos. O grau de solubilidade dos elementos entre si desempenha um grande papel aqui.

Componentes de liga

De acordo com a classificação geral, todos os metais são divididos em ferrosos e não ferrosos. Os pretos incluem ferro, cromo e manganês. Os não ferrosos são divididos em leves (alumínio, magnésio, potássio), pesados (níquel, zinco, cobre), nobres (platina, prata, ouro), refratários (tungstênio, molibdênio, vanádio, titânio), leves, terras raras e radioativos.. Os metais de liga incluem uma grande variedade de metais não ferrosos leves, pesados, nobres e refratários, bem como todos os ferrosos.

Dependendo da proporção desses elementos e da massa principal da liga, estas últimas são divididas em baixa liga (3%), média liga (3-10%) e alta liga (mais de 10 %).

Aços de liga

Tecnicamente, o processo não traz dificuldades. A gama é muito ampla. Objetivos principais paraaços são os seguintes:

• Aumentar a força.
• Melhore os resultados do tratamento térmico.
• Aumento da resistência à corrosão, resistência ao calor, resistência ao calor, resistência ao calor, resistência a condições de trabalho agressivas, vida útil.

Os principais componentes são ligas ferrosas e metais refratários, que incluem Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, bem como não ferrosos Al, Ni, Cu.

Cromo e níquel são os principais componentes que definem o aço inoxidável (X18H9T), assim como o aço resistente ao calor, cujas condições de operação são caracterizadas por altas temperaturas e cargas de choque (15X5). Até 1,5% são usados para rolamentos e peças de fricção (15HF, SHKH15SG)

Manganês é um componente fundamental dos aços resistentes ao desgaste (110G13L). Em pequenas quantidades, contribui para a desoxidação, reduzindo a concentração de fósforo e enxofre.

Silício e vanádio são elementos que aumentam a elasticidade em certa quantidade e são usados para fazer molas e molas (55C2, 50HFA).

Alumínio é aplicável para ferro com alta resistência elétrica (X13Y4).

Um conteúdo significativo de tungstênio é típico para aços ferramenta resistentes a alta velocidade (R9, R18K5F2). Uma broca de liga metálica feita com este material é muito mais produtiva e resistente ao acionamento do que a mesma ferramenta feita de aço carbono.

Aços de liga entraram no uso diário. Ao mesmo tempo, são conhecidas as chamadas ligas com propriedades surpreendentes, também obtidas por métodos de liga. Então "aço de madeira" contém 1% de cromoe 35% de níquel, o que determina sua alta condutividade térmica, característica da madeira. O diamante também inclui 1,5% de carbono, 0,5% de cromo e 5% de tungstênio, o que o caracteriza como especialmente duro, semelhante ao diamante.

Ferro fundido de liga

Os ferros fundidos diferem dos aços por um teor significativo de carbono (de 2,14 a 6,67%), alta dureza e resistência à corrosão, mas baixa resistência. A fim de expandir a gama de propriedades e aplicações significativas, é ligado com cromo, manganês, alumínio, silício, níquel, cobre, tungstênio, vanádio.

Devido às características especiais deste material ferro-carbono, sua liga é um processo mais complexo que o do aço. Cada um dos componentes afeta a transformação das formas de carbono nele. Assim, o manganês contribui para a formação do grafite "correto", o que aumenta a resistência. A introdução de outros resulta na transição do carbono para o estado livre, branqueamento do ferro fundido e diminuição de suas propriedades mecânicas.

A tecnologia é complicada pela baixa temperatura de fusão (em média, até 1000 ˚C), enquanto para a maioria dos elementos de liga excede significativamente esse nível.

A liga complexa é a mais eficaz para ferros fundidos. Ao mesmo tempo, deve-se levar em consideração a maior probabilidade de segregação de tais fundidos, o risco de rachaduras e defeitos de fundição. É mais racional realizar o processo tecnológico em fornos eletromagnéticos e de indução. Uma etapa sequencial obrigatória é o tratamento térmico de alta qualidade.

Os ferros fundidos de cromo são caracterizados por alta resistência ao desgaste, força, resistência ao calor, resistência ao envelhecimento e corrosão (CH3, CH16). São utilizados na engenharia química e na produção de equipamentos metalúrgicos.

Ferros fundidos ligados com silício se destacam pela alta resistência à corrosão e resistência a compostos químicos agressivos, embora apresentem propriedades mecânicas satisfatórias (ChS13, ChS17). Eles fazem parte de equipamentos químicos, tubulações e bombas.

Ferros fundidos resistentes ao calor são um exemplo de liga complexa altamente produtiva. Eles contêm metais ferrosos e ligas, como cromo, manganês, níquel. Eles são caracterizados pela alta resistência à corrosão, resistência ao desgaste e resistência a altas cargas em condições de alta temperatura - peças de turbinas, bombas, motores, equipamentos da indústria química (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

Um componente importante é o cobre, que é usado em combinação com outros metais, enquanto aumenta as características de fundição da liga.

Liga de cobre

Usado na forma pura e como parte de ligas de cobre, que possuem uma grande variedade dependendo da proporção de elementos básicos e de liga: latão, bronze, cuproníquel, níquel prata e outros.

Latão puro - uma liga com zinco - não é ligado. Se contiver metais não ferrosos de liga em certa quantidade, é considerado multicomponente. Os bronzes são ligas com outros constituintes metálicos,pode ser estanho e não contendo estanho, são ligados em todos os casos. Sua qualidade é melhorada com a ajuda de Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

O teor de silício nos compostos de cobre aumenta sua resistência à corrosão, resistência e elasticidade; estanho e chumbo - determinam as qualidades antifricção e características positivas quanto à usinabilidade; níquel e manganês - componentes das chamadas ligas forjadas, que também têm um efeito positivo na resistência à corrosão; o ferro melhora as propriedades mecânicas, enquanto o zinco melhora as propriedades tecnológicas.

Utilizado na engenharia elétrica como principal matéria-prima para a fabricação de diversos fios, material para fabricação de peças críticas para equipamentos químicos, em engenharia mecânica e instrumentação, em tubulações e trocadores de calor.

Liga de alumínio

Usado como ligas forjadas ou fundidas. Os metais ligados a ele são compostos com cobre, manganês ou magnésio (duraluminos e outros), estes últimos são compostos com silício, os chamados silumins, enquanto todas as suas variantes possíveis são ligadas com Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Sim.

O cobre aumenta sua ductilidade; silício - fluidez e propriedades de fundição de alta qualidade; cromo, manganês, magnésio - melhoram a resistência, propriedades tecnológicas de trabalhabilidade por pressão e resistência à corrosão. Além disso, B, Pb, Zr,Ti, Bi.

O ferro é um componente indesejável, mas é utilizado em pequenas quantidades na produção de papel alumínio. As silumins são usadas para fundir peças críticas e carcaças em engenharia mecânica. Duralumínios e ligas de estampagem à base de alumínio são uma importante matéria-prima para a fabricação de elementos de casco, incluindo estruturas portantes, na indústria aeronáutica, construção naval e engenharia mecânica.

Metais ligados são utilizados em todas as áreas da indústria como aqueles que possuem características mecânicas e tecnológicas melhoradas em relação ao material original. A variedade de elementos de liga e as capacidades das tecnologias modernas permitem uma variedade de modificações que expandem as possibilidades em ciência e tecnologia.