ligas de titanio (1)

7/23/2019 Ligas de Titanio (1)

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Ligas de Titnio

Alunos:

Diego NavarroGabriel Salata


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Titnio

O titnio um elemento qumico de smbolo Ti. ra a!enas uma curiosidade de laborat"rio at #$%&' quando (roll

demonstrou que !oderia ser !rodu)ido comercialmente !ela redu*+odo tetracloreto de titnio com magnsio. o !rocesso ainda bastante usado nos dias atuais.

metal de transi*+o leve' ,orte' cor branca met-lica' lustroso eresistente corros+o' s"lido na tem!eratura ambiente.

$/ elemento mais abundante na crosta terrestre 0!resente em roc1as2gneas e seus sedimentos. 3 encontrado na ,orma de "4idos de titnio na nature)a 0ilmenita'

leuco45nio' rutilo' anat-sio e !erovs6ita7. A maior 8a)ida do mundo se encontra no 9araguai .


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9rinci!ais caractersticas

levada resist5ncia a corros+o com!ar-vel a !latina 0,orma*+o de !elcula!assivadora7 ;ai4a densidade


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A!lica*es do TitnioTr5s !rinci!ais ra)es !ara a!lica*es:

1 - Alta resistncia mecnica e baixa densidade.

4em!los de a!lica*+o:

motor a 8ato' arma*+o do avi+o' com!onentes tubulares' v-lvulas de !ress+o'trans!orte automotivo' !resil1as' equi!amentos es!ortivos' constru*+o civil'

ligas com mem"ria de ,orma

Botor a 8ato' aviAes civis e militares' aeroes!acial: %9e*as industriais resist5ntes a corros+o: %@?

Outros: #>?


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2 - Bio compatibilidade.


im!lantes cirCrgicos.


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3 - Alta resistncia a corroso.


indCstria qumica e !etroqumica' tubula*es marin1os' reatores'trocador de calor' esta*+o nuclear' rel"gios' com!utadores' sistemas"!ticos.


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Betalurgia do Titnio

O titnio tem duas ,ormas alotr"!icas' a ,orma 1e4agonal com!acta'est-vel at =EF e a ,orma cCbica de cor!o centrado 0FFF7' est-vela tem!eratura su!eriores.


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Ligas de TitnioAs ligas de titnio !odem ser divididas em gru!os !rinci!ais:

Ligas resistentes a corroso (Adio de i! Al! "# Ligas de alta resistncia (Adio de "! $n! %o# Ligas de alta temperat&ra (Adio de 'r! $i! Al#

S+o classiHcadas de acordo com as ,ases !resentes em sua microestrutura' que!odem ser:

Iase J Iase quase J Iase JK Iase quase Iase .


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Ligas de Titnio


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M B"dulo de oung L Limite de escoamento L


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9rinci!ais elementosestabili)adores das ,ases e

stabili)adores da ,ase

levam a tem!eratura detrans,orma*+o

A trans,orma*+o ocorre acimade QF

O' N' Ga' Ge' ;' Al.

stabili)adores da ,ase

Diminuem a tem!eratura detrans,orma*+o

A trans,orma*+o ocorre abai4ode QF

R' r' Nb' Bo' Sn' Ta' Bn' Ie' Ni'Fu' Si' Ag' 9b' Fr.


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Diagrama de ,ases do Titniocom di,erentes elementos de liga


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Titnio J

Benor resist5ncia mecnica entre as ligas' em torno de @>> B9a0m-4imo7.Tem alta ductilidade e "timas !ro!riedades mecnicas a tem!eraturascriog5nicas.N+o trat-vel termicamente.N+o tratadas termicamente e geralmente com boa soldabilidade.Alta resist5ncia o4ida*+o.;ai4a densidade com!arada com a resist5ncia o,erecida !elo material.9rinci!al vantagem : bai4o custo.


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Titnio JK

A!resentam teores balanceados de elementos J e estabili)adores' demodo que a ,ai4a de ,orma*+o de ,ases J e estendido !ara a tem!eraturaambiente.

9odem conter desde #>? at @>? de ,ase retida tem!eratura ambiente. SabeMse que a !resen*a da liga do ti!o !rovoca diminui*+o da ,lu5ncia da

liga. As !rinci!ais caractersticas dessa liga s+o alta resist5ncia o4ida*+o' n+o

!ossuem !ro!riedades magnticas' bai4a reatividade e resist5ncia mecnica

em torno de &>> a #=>>B9a. 9odem ser tratadas mecnica e termicamente e a maioria de suas ligas s+o

sold-veis.


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Titnio

lementos estabili)adores : Nb' Bg' Fu' Ie' Fr' R' Ta' Bo e a maioria dos

metais nobres strutura cristalina o sistema cCbico de cor!o centrado Fa!acidade de recebimento de tratamento trmico elevado


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Titnio quase

9ossuem elevadas quantidades de elementos Mestabili)adores misturadoscom !equenas concentra*es de JMestabili)adores.

Atravs de tratamentos trmicos' !ossvel obter a ,orma*+o de ,asesmetaest-veis ou mistura de ,ases J e .

A!resentam boa resist5ncia mecnica e ductilidade.

Titnio quase J

As ligas quaseMJ s+o caracteri)adas !or !ossurem uma !equena ,ra*+o de

,ase retida em sua microestrutura. A ,ase retida !roveniente do aumento do cam!o JK do titnio devido

s !equenas concentra*es de Mestabili)adores. stas ligas a!resentam quantidades de Mestabili)adores entre # e =?.


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ase ) ase ) * +ase +

resist5ncia mecnicamenor

boa tenacidade eductilidade

a!lica*es criog5nicase altas tem!eraturas

maior resist5ncia u5ncia que as ligas JK e

n+o s+o endurecidas!or tratamentotrmico

boa resist5ncia corros+o boa soldabilidade.

resist5ncia mecnicade mdia a alta

endurecveis !ortratamento trmico0solubili)a*+o seguidode envel1ecimento7

n+o s+o a!ro!riadas!ara ,or8amento quente

boa soldabilidade.

resist5ncia mecnicaalta

alta dure)a e4celente

,or8abilidade endurecveis !or

tratamento trmico0solubili)a*+o seguidode envel1ecimento7

boa soldabilidade.

Faractersticas das ,ases

Becanismos de endurecimento:trans,orma*+o martenstica ou!reci!ita*+o de ,ases 0solubili)a*+oseguida de envel1ecimento7


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Bicroestruturas

strutura quia4ial Alta ductilidade Alta resist5ncia


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strutura quia4ial

Aquecer a !e*a at a tem!eratura de $=@EF 9ermanecer nesta tem!eratura durante % 1oras EF' a uma ta4a de @>EF !or 1ora


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strutura Acicular

Aquecimento da !e*a at a tem!eratura de #>>>EF 9ermanecer nesta tem!eratura durante =@ minutos EF 9ermanecer nesta tem!eratura !or duas 1oras


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9ro!riedades Titnio 9uro

Densidade: %'@ g Vcm 9onto de ,us+o: #U=@/ Felsius 9aramagntico B9a. Dure)a das ligas comerciais: A!ro4imadamente % W


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Titnio 9uro

3 um metal bril1ante' leve' de boa resist5ncia mecnica e dCctil' se livre

de o4ig5nio.

A resist5ncia corros+o su!erior resist5ncia dos a*os ino4id-veis.

A resist5ncia mecnica com!ar-vel do a*o' com um !eso %@? menor.3 &>? mais !esado que o alumnio mas com o dobro da resist5ncia.

O di"4ido de titnio !uro claro e a!resenta elevado ndice de re,ra*+o.


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Titnio 9uro

A ASTB 0AB


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Titnio !uro Y Ligas de Titnio

"antagens em relao as ligas de i /

Baior resist5ncia a corros+o e a eros+o O Hlme de "4ido ,ormado !elo contato com o ar na tem!eratura ambiente

muito mais Hno e condutivo A su!er,cie muito dura' quando !olida limita a ades+o de substncias e

outros materiais

0esantagens em relao as ligas de i /

9ossuem menor resist5ncia em servi*o.


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Z A densidade deste metal de a!ro4imadamente @&? da maioria dos

a*os liga.Z B"dulo de elasticidade e e4!ans+o trmica do Ti de a!ro4imadamente@>? dos a*os.

Z A condutividade trmica do Ti a!ro4imadamente a mesma do a*o ino4.Z 9ossui elevada resist5ncia a corros+o com!arada com os a*os em geral.

Limite de scoamento 0B!a7

#%>>

#=>>

#>>>

>>

&>>

=>>

Al A*o %%>Ti

Densidade gVm[

#>

&

%

=

#

Al A*o %%>Ti

Fom!arando o Titnio com outros metais


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Soldagem Ligas de Titnio

Famada de "4ido est-vel e tena) se ,orma ra!idamente numa su!er,cie

lim!a' mesmo tem!eratura ambiente devido a aHnidade do titnio como o4ig5nio. ssa !assiva*+o con,ere elevada resist5ncia corros+o. A aHnidade do titnio !elo o4ig5nio aumenta com a tem!eratura. Nas tem!eraturas acima de @>>EF o titnio se torna muito reativo ao

o4ig5nio' nitrog5nio e 1idrog5nio' !or isso utili)aMse g-s de !rote*+o !araim!edir a ,ragili)a*+o.

Betal de di,cil soldagem devido a altas tem!eraturas necess-rias !ara,us+o 0#&>> a #>>/F7.

A soldagem de titnio a metais dissimilares n+o vi-vel' !orque o titnio,orma com!ostos ,r-geis com a maioria dos metais.

Os gases de !rote*+o mais utili)ados s+o o arg\nio e o 1lio. 0g-s 1lio!ossui um custo muito elevado7

Fuidados com a lim!e)a da 8unta e !artes a serem soldadas A resist5ncia ao trincamento !ode ser mel1orada !or um !rMaquecimento

na ,ai4a de #@> a #U@EF e !or um tratamento de alvio de tensesreali)ado imediatamente a!"s a soldagem.


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9ara reali)ar uma soldagem de titnio de boa qualidade devemos tomaralguns cuidados:

Selecionar materiais com !oucos elementos de liga ,ormadores deincluses 0elemento ,ragili)ante7. 0e4: Ligas Al,a ;eta que contemelementos como Bn' Fr' R elementos !re,erenciais na ,orma*+o de

incluses7.


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O titnio em ,us+o reage como a maioria dos materiais e ,ragili)aMse' comisso deveMse evitar umidade e im!ure)as tanto no material quanto no g-sinerte.

3 necess-rio manter a !rote*+o gasosa durante o res,riamento do cord+ode solda at que a tem!eratura atin8a %=&EF' !ois acima desta

tem!eratura o Ti e4tremamente reativo Faso 1a8a contamina*+o do metal de solda' a !artir da absor*+o de gases'

1- elevada ,ragili)a*+o da TA e !erda da resist5ncia - corros+o'caractersticas determinantes na sele*+o deste material.

9ode ent+o 1aver ,ratura ,r-gil na -rea soldada.

9roblemas na soldagem de Ligas deTitnio


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Soldagem de Ligas de Titnio!rocessos

9odemos soldar ligas de titnio atravs de v-rias tcnicas: Laser BXG TXG

Soldagem !or ,ei4e de eltrons


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Laser

Soldagem bastante !recisa !ois converge grande !arte da energia !ara um!onto !equeno' !or esse motivo' os gr+os grosseiros ,ormados devido aoaquecimento Hcam locali)ados numa ,ai4a estreita

ona de solda !rotegida !ela atmos,era de g-s inerte 9ode ser #>>? automati)ado.


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TXG ou 9lasma

O g-s inerte deve estar livre de umidade ou im!ure)as. 9rote*+o de g-s dever- ser utili)ada na -rea de res,riamento de solda at

uma ,ai4a de tem!eratura entre #@EF a %=&EF.


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BXG

N+o comum se utili)ar solda BXG em ligas de titnio !orque ela !recisaser ,eita em cmaras atmos,ricas e dessa ,orma tornaMse com!le4o o usode !rocesso alimentado !or arame.

Fomo as ligas de titnio s+o usadas em equi!amentos muito caros' o!taMse !elas mel1ores soldas !ossveis' como: Iei4e de eltrons e TXG.


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Soldagem !or ,ei4e de eltrons

Deve ser reali)ada numa cmara de v-cuo' que normalmente maise,etiva na !rote*+o da )ona de solda do que a atmos,era inerte usada nosdemais !rocessos.

onas ,undidas muito estreitas' Livres de o4ida*es devido a serem ,eitas em v-cuo onas termicamente a,etadas 0TA7 redu)idas em consequ5ncia da

grande converg5ncia do ,ei4e.


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9erguntas]

ligas de titanio (1)

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