propriedades nao ferrosas, Resumos de Mecânica dos Materiais

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UNIVERSIDADE CÁTOLICA DO SALVADOR

Eng. Mecânica Uilis Odorico dos Santos Materiais de Construção Mecânica II PROFESSOR: Xerxes Magalhães Carvalho Salvador 2025

RELATÓRIO PROPRIEDADES DE METAIS NÃO FERROSOS:

TITÂNIO, MAGNÉSIO E LIGAS DE COBRE, ZINCO E NÍQUEL

Neste relatório vamos conhecer a “família” dos metais não-ferrosos: o magnésio, o níquel, o titânio, o zinco, o chumbo e o estanho. Eles não foram agrupados por serem menos importantes, mas porque seu emprego se restringe aos casos em que é necessário aproveitar alguma de suas propriedades características e que os metais que estudamos até agora não têm. Metais de propriedades especiais. Do ponto de vista estrutural e econômico, nenhum metal se compara ao aço, ao aço-liga ou ao ferro fundido. Porém, muitas vezes, o tipo de trabalho a ser realizado ou o produto a ser fabricado exige propriedades que os metais ferrosos não possuem, ou necessitam que sejam melhoradas. São propriedades como a resistência à corrosão, a baixa densidade, a condutibilidade elétrica ou térmica, a resistência mecânica, a ductilidade e a facilidade de ser fundido. Tudo isso você encontra nos metais não-ferrosos. TITÂNIO (TI) titânio é um metal não-ferroso que ganhou importância estratégica há somente 40 anos por sua alta resistência mecânica, alta resistência à corrosão e ter por volta de 55% da densidade do aço. O fato mais interessante a respeito do titânio é que, embora ele exista em grande quantidade na crosta terrestre, o custo de sua obtenção é muito alto.

• Propriedades: o Alta Resistência Mecânica e à Corrosão : O titânio apresenta uma relação resistência-peso excepcional, rivalizando com o aço em resistência, mas com cerca de 60% do seu peso. Sua camada de óxido passiva o torna extremamente resistente à corrosão em diversos ambientes, incluindo água do mar e ácidos. o Baixa Densidade (Leve) : Sua densidade de 4,51 g/cm³ o torna um metal leve, ideal para aplicações onde a redução de peso é crucial. o Alta Resistência a Altas Temperaturas : O titânio mantém sua resistência em temperaturas elevadas, tornando-o útil em aplicações de alta temperatura, como turbinas de aeronaves. o Biocompatibilidade : Sua capacidade de integrar-se com tecidos biológicos o torna essencial para implantes médicos.
• Aplicações: o Indústria Aeroespacial : Componentes de aeronaves, como estruturas de fuselagem, peças de motores e fixadores, devido à sua alta resistência e leveza. o Implantes Médicos : Próteses ortopédicas, implantes dentários e dispositivos cirúrgicos, devido à sua biocompatibilidade e resistência à corrosão. o Indústria Química : Equipamentos resistentes à corrosão, como trocadores de calor, tubulações e tanques, devido à sua alta resistência a ácidos e outros produtos químicos.

Para além do alumínio, o cobre é o metal não ferroso mais importante. O cobre industrial puro é vermelho-rosado, tornando-se vermelho-púrpura quando se forma uma película de óxido na superfície. O cobre é um metal indispensável para a engenharia eléctrica e o fabrico mecânico. O cobre existe principalmente na forma de minério, sendo os principais minérios de cobre a calcocite (Cu 2 S) e calcopirite (CuFeS 2 ). O enxofre é removido nos fornos de torrefação e o cobre puro é obtido por refinação em fornos ou por eletrólise.

• Propriedades: o Alta Condutividade Elétrica e Térmica : O cobre é o segundo melhor condutor de eletricidade e calor, atrás apenas da prata. o Boa Resistência à Corrosão : O cobre é resistente à corrosão em diversos ambientes, incluindo água e ar. o Maleabilidade e Ductilidade : O cobre pode ser facilmente moldado e estirado em fios. o Propriedades Antimicrobianas : O cobre tem a capacidade de matar bactérias e outros microrganismos.
• Aplicações: o Fiação Elétrica : Fios e cabos elétricos, devido à sua alta condutividade. o Tubulações de Água e Gás : Tubos e conexões, devido à sua resistência à corrosão e propriedades antimicrobianas. o Componentes Eletrônicos : Placas de circuito impresso, conectores e outros componentes eletrônicos. o Moedas e Objetos Decorativos : Moedas, esculturas e outros objetos decorativos. o Ligas de Cobre : Latão (cobre e zinco) e bronze (cobre e estanho) para diversas aplicações industriais. LIGAS DE ZINCO (ZN) As ligas de zinco são ligas compostas por zinco como base com a adição de outros elementos. Os elementos de liga comuns incluem o alumínio, o cobre, o magnésio, o cádmio, o chumbo e o titânio. Quando o zinco é ligado ao cobre, pode produzir ligas semelhantes ao ouro.
• Propriedades: o Boa Resistência à Corrosão : O zinco forma uma camada protetora de óxido que o torna resistente à corrosão. o Boa Fundibilidade : O zinco pode ser facilmente fundido e moldado. o Baixo Ponto de Fusão : O zinco tem um baixo ponto de fusão, facilitando a fundição. o Boa Usinabilidade : O zinco pode ser facilmente usinado. o O ponto de fusão é 419,5°C, o ponto de ebulição é 911°C, a densidade é 7,14kg/cm³, e a dureza Mohs é 2,5.
• Aplicações:

o Galvanização de Aço : Revestimento de aço para protegê-lo da corrosão. o Fundição Sob Pressão : Componentes automotivos, brinquedos e outros produtos moldados. o Ligas para Cunhagem de Moedas : Ligas de zinco com outros metais para cunhar moedas. o Ligas como o Zamac : Ligas de zinco com alumínio, magnésio e cobre para alta resistência mecânica e à corrosão. LIGAS DE NÍQUEL (NI) O níquel, cujo símbolo químico é Ni e ponto de fusão é 1452ºC, também faz parte do grupo dos metais mais antigos conhecidos e usados pelo homem. É um metal bastante versátil, capaz de formar ligas com inúmeros metais, inclusive o aço. Para a composição de ligas, o níquel pode receber adições de cobre (Ni-Cu), silício (Ni-Si) ou molibdênio (Ni-Mo). Pode também formar ligas com cromo e ferro (Ni-Cr-Fe) e cromo e molibdênio 88 (Ni-Cr-Mo). Ou ainda, com cromo, ferro, molibdênio e cobre (NiCr-Fe-Mo-Cu).

• Propriedades: o Alta Resistência à Corrosão e a Altas Temperaturas : O níquel é resistente à corrosão em diversos ambientes e mantém sua resistência em altas temperaturas. o Boa Resistência Mecânica : O níquel é um metal forte e dúctil. o Ferromagnético : O níquel é um metal ferromagnético, o que significa que pode ser magnetizado. o Boa Condutividade Elétrica : O níquel é um bom condutor de eletricidade.
• Aplicações: o Aços Inoxidáveis : Adição de níquel ao aço para aumentar a resistência à corrosão. o Superligas para Turbinas a Gás : Ligas de níquel para componentes de turbinas a gás, devido à sua alta resistência a altas temperaturas. o Baterias Recarregáveis : Baterias de níquel-cádmio e níquel-hidreto metálico. o Revestimentos Protetores : Revestimentos de níquel para proteger outros metais da corrosão. Para tornar seu estudo mais fácil, mostramos a seguir um quadro que reúne as características adquiridas pelo níquel com a adição de cada elemento de liga e sua respectiva utilização.