Aprender sobre ligas de metais

As ligas são compostos metálicos compostos por um metal e um ou mais elementos metálicos ou não metálicos.

Exemplos de ligas comuns incluem:

• Aço, uma combinação de ferro (metal) e carbono (não metálico)
• Bronze, uma combinação de cobre (metal) e estanho (metal) e
• Latão , uma mistura de metal de cobre e metal

Propriedades

Os metais puros individuais podem possuir propriedades úteis, tais como boa condutividade elétrica, alta resistência e dureza, ou resistência ao calor e à corrosão.

As ligas de metais comerciais tentam combinar essas propriedades benéficas para criar um metal que seja mais útil para uma aplicação específica do que qualquer dos seus elementos componentes.

O desenvolvimento do aço, por exemplo, exigiu encontrar a combinação certa de carbono e ferro (cerca de 99% de ferro e 1% de carbono, como se verifica) para produzir um metal que seja um metal mais forte, mais leve e mais viável do que o ferro puro.

As propriedades precisas das novas ligas são difíceis de calcular porque os elementos não se combinam apenas para se tornar uma soma de partes, mas se formam através de interações químicas que dependem de suas partes componentes, bem como o método de produção. Como resultado, são necessários muitos testes no desenvolvimento de novas ligas de metais.

Uma coisa que é certa é que, quando os metais são ligados, a temperatura de fusão é sempre afetada. Galinstan®, uma liga de baixo teor de fusão que contém gálio, estanho e índio, é líquida a temperaturas acima de 2. 2 ° F (-19 ° C), o que significa que o seu ponto de fusão é de 122 ° F (50 ° C) inferior ao puro Gálio e mais de 212 ° F (100 ° C) abaixo do índio e estanho.

Galinstan® e Wood's Metal são exemplos de ligas eutécticas. As ligas eutécticas têm o menor ponto de fusão de qualquer combinação de liga que contenha os mesmos elementos.

Composição

Milhares de composições de liga estão em produção regular, enquanto novas composições são desenvolvidas regularmente.

As composições padrão aceitas incluem os níveis de pureza dos elementos constituintes (com base no teor de peso).

A maquiagem, bem como as propriedades mecânicas e físicas para as ligas comuns, são monitoradas por organizações internacionais como ISO, SAE International e ASTM International.

Produção

Algumas ligas de metais são de ocorrência natural e requerem pouco processamento para serem convertidos em materiais de qualidade industrial. As ferro-ligas, como ferro-crómio e ferro-silício, por exemplo, são produzidas por fundição de minérios misturados e são utilizadas na produção de vários aços.

As ligas comerciais e comerciais, no entanto, geralmente requerem maior processamento e, na maioria das vezes, são formadas pela mistura de metais fundidos em um ambiente controlado. No entanto, um seria enganado ao pensar que a liga de metais é um processo simples.

Por exemplo, se fosse simplesmente misturar alumínio fundido com chumbo fundido, acharíamos que eles se separariam em camadas, como óleo e água. O procedimento para combinar metais fundidos, ou misturar metais com não-metais, varia muito de acordo com as propriedades dos elementos necessários.

Os elementos metálicos têm uma grande variação na tolerância ao calor e aos gases. Enquanto elementos como os metais refractários são estáveis ​​a altas temperaturas, outros começam a interagir com o meio ambiente, o que pode afetar os níveis de pureza e, finalmente, a qualidade da liga.

Considerações importantes quando a liga de metais inclui as temperaturas de fusão dos metais componentes, os níveis de impurezas, o ambiente de mistura e o procedimento de liga.

Em alguns casos, as ligas intermediárias devem ser preparadas para persuadir os elementos a combinar.

Uma liga de 95. 5% de alumínio e 4. 5% de cobre é preparada primeiro preparando uma mistura de 50% dos dois elementos. Esta mistura tem um ponto de fusão mais baixo que o alumínio puro ou o cobre puro e atua como uma "liga de endurecedor". Isto é então introduzido em alumínio fundido a uma taxa que cria a mistura de liga direita.

_Fontes: Rua, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metais ao serviço do homem . 11ª edição (1998).