Vídeo: Ciência dos Materiais - Aula 04 - Principais propriedades dos materiais para engenharia 2026
O termo "metal refractário" é usado para descrever um grupo de elementos metálicos com pontos de fusão excepcionalmente altos e resistentes ao desgaste, corrosão e deformação.
Usos industriais do termo metal refractário referem-se mais frequentemente a cinco elementos comumente usados:
- Molibdênio (Mo)
- Nióbio (Nb)
- Rênio (Re)
- Tântalo (Ta)
- Tungsten (W)
No entanto, definições mais amplas também incluíram os metais menos utilizados:
- Cromo (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (Os)
- Ródio (Rh)
- Ruténio (Ru) > Titânio (Ti)
- Vanádio (V)
- Zircônio (Zr)
- As características
A característica de identificação dos metais refractários é a sua resistência ao calor. Os cinco metais refractários industriais têm pontos de fusão superiores a 3632 ° F (2000 ° C).
Os metais refratários também são muito resistentes ao choque térmico, o que significa que o aquecimento e o resfriamento repetidos não causarão facilmente expansão, estresse e rachaduras.
Os metais têm altas densidades (são pesadas), bem como boas propriedades elétricas e condutoras de calor.
Devido à sua capacidade de formar uma camada protetora, os metais refratários também são resistentes à corrosão, embora facilmente se oxidem a altas temperaturas.
Metais refratários e metalurgia do pó
Devido aos seus altos pontos de fusão e dureza, os metais refractários são mais frequentemente processados em pó e nunca fabricados por fundição.
Os pós metálicos são fabricados em tamanhos e formas específicas, em seguida, misturados para criar a mistura certa de propriedades, antes de serem compactados e sinterizados.
A sinterização envolve o aquecimento do pó metálico (dentro de um molde) durante um longo período de tempo. Sob calor, as partículas de pó começam a se unir, formando uma peça sólida.
A sinterização pode unir metais a temperaturas inferiores ao seu ponto de fusão, uma vantagem significativa ao trabalhar com os metais refractários.
Pó de carboneto
Um dos primeiros usos para muitos metais refractários surgiu no início do século 20 com o desenvolvimento de carbonetos cimentados.
Widia
, o primeiro carboneto de tungstênio comercialmente disponível, foi desenvolvido pela Osram Company (Alemanha) e comercializado em 1926. Isso levou a testes adicionais com metais resistentes e resistentes ao desgaste, levando ao desenvolvimento de carbonetos sinterizados modernos . Os produtos de materiais de carboneto geralmente se beneficiam de misturas de diferentes pós.Este processo de mistura permite a introdução de propriedades benéficas de diferentes metais, produzindo materiais superiores ao que poderia ser criado por um metal individual. Por exemplo, o pó de Widia original era composto de 5-15% de cobalto.
Nota: veja mais sobre propriedades de metal refractário na tabela na parte inferior da página
Aplicações
As ligas e carbonetos refractários à base de metal são utilizados em praticamente todas as principais indústrias, incluindo produtos eletrônicos, aeroespaciais, automotivos, químicos , mineração, tecnologia nuclear, processamento de metal e próteses.
A seguinte lista de usos finais para metais refratários foi compilada pela Associação de Metais Refratáveis:
Tungsten Metal
Filiais de lâmpadas incandescentes, fluorescentes e automotivas
- Anéis e alvos para tubos de raios-x > Suportes de semicondutores
- Eletrodos para soldagem a arco de gás inerte
- Catodos de alta capacidade
- Eletrodos para xenon são lâmpadas
- Sistemas de ignição automotiva
- Bocais de fogueira
- Emissores de tubos eletrônicos
- Cadinhos de processamento de urânio < Elementos de aquecimento e escudos de radiação
- Elementos de liga em aços e superligas
- Reforço em compósitos de matriz metálica
- Catalisadores em processos químicos e petroquímicos
- Lubrificantes
- Molibdênio
- Adições de liga em ferros, aços, aços inoxidáveis, aços para ferramentas e superligas de níquel-base
- Eixos de roda de moagem de alta precisão
Metrologização por pulverização
- Matrizes de fundição
- Componentes do míssil e do foguete
- Eletrodos e varas de agitação no vidro fabricação de
- aquecimento de forno elétrico Elementos, barcos, escudos térmicos e forro de silencioso
- Bombas de refinação de zinco, laços, válvulas, agitadores e poços de termopar
- Produção de haste de controle de reator nuclear
- Eletrodos de comutação
- Suportes e suporte para transistores e retificadores > Filamentos e cabos de suporte para faróis de automóveis
- Tubos de vácuo
- Saias, cones e protetores térmicos de foguetes
- Componentes de míssil
- Superconductores
- Equipamento de processo químico
- Protetores de calor em vácuo de alta temperatura Fornos
- Aditivos de liga leve em ligas ferrosas e supercondutores
- Carburo de tungstênio cimentado
- Carburo de tungstênio cimentado
- Ferramentas de corte para usinagem de metais
- Equipamento de engenharia nuclear
Ferramentas de perfuração de mineração e óleo
- Formas de formação
- Rolos de formação de metal
- Guias de rosca
- Tungstênio Heavy Metal
- Buchas
- Suportes de válvula
- Lâminas para corte de materiais duros e abrasivos
Bolinhas
- Serras e brocas de alvenaria
- Heavy Metal
- Escudos de radiação
- Contrapeso da aeronave s
- Contrapesos de relógio auto-enroladores
- Mecanismos de balanceamento de câmera aérea
- Pesos de balanço de lâmina de rotor de helicóptero
- REPLACEos de peso de clube de ouro
- Corpos de dardo
- Fusíveis de armamento
- Amortecimento de vibração
- Militar Ordnance
- Pelotas de espingarda
- Tântalo
- Condensadores eletrolíticos
- Permutadores de calor
- Aquecedores de baioneta
Poços de termómetro
- Filtros de tubos de vácuo
- Equipamento de processo químico
- Componentes de fornos de alta temperatura
- Cadinhos para o manuseio de metais fundidos e ligas
- Ferramentas de corte
- Componentes do motor aeroespacial
- Implantes cirúrgicos
- Aditivos de liga em superligas
- Propriedades físicas dos metais refratários
- Tipo
- Unidade < Mo
- Ta
Nb
| W | Rh | Zr | Pureza comercial típica | 99.95% | 99. 9% | 99. 9% | |
| 99. 95% | 99. 0% | 99. 0% | Densidade | cm / cc | 10. 22 | 16. 6 | 8. 57 |
| 19. 3 | 21. 03 | 6. 53 | lbs / in | 2 | 0. 369 | 0. 60 | |
| 0. 310 | 0. 697 0. 760 | 0. 236 | Ponto de fusão | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 |
| 3422 | 3180 | 1852 | ° F | 4753. 4 | 5463 | 5463 | |
| 6191. 6 | 5756 | 3370 | Ponto de ebulição | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 |
| 5644 | 5627 | 4377 | ° F | 8355 | 9797 | 8571 | |
| 10, 211 | 10, 160. 6 | 7911 | Dureza típica | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 |
| 310 | - | 150 | Condutividade térmica (@ 20 ° C) | cal / cm | 2 | / cm ° C / seg | - |
| 0. 13 | 0. 126 0. 397 0. 17 | - | Coeficiente de Expansão Térmica | ° C x 10 | -6 | 4. 9 | 6. 5 |
| 7. 1 | 4. 3 6. 6 | - | Resistividade elétrica | Micro-ohm-cm | 5. 7 | 13. 5 | 14. 1 |
| 5. 5 | 19. 1 | 40 | Condutividade elétrica | % IACS | 34 | 13. 9 | 13. 2 |
| 31 | 9. 3 | - | Resistência à tração (KSI) | Ambient | 120-200 | 35-70 | 30-50 |
| 100-500 | 200 | - - | 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | |
| 100-300 | 134 | - | 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | |
| 50-75 | 68 | - | Alongamento mínimo (medidor de 1 polegada) | Ambiente < 45 | 27 | 15 | 59 |
| 67 | - | Módulo de elasticidade | 500 ° C | 41 | 25 | 13 > 55 | 55 |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11. 5 | 50 | - | ||
| - |
| Fonte: // www. edfagan. com |
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