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Ligas de Co e de Ni

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vLigas de Co e de Ni

Ligas de Co

Ligas de Ni

Superligas

Para trabalhar a temperaturas

elevadas > 540C

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vLigas de Co e de Ni

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vLigas de Co e de Ni Superligas: Alta resistncia a temperaturas elevadas Boa resistncia a corroso e oxidao a temperaturas elevadas Boa resistncia a fluncia e a ruptura a temperaturas elevadas 3 classes:

Ni-Fe Ni Co

- Superligas Fe-Ni so uma extenso dos aos inoxidveis e tipicamente se utilizam na forma trabalhada (placas, chapas, tupos, etc.) - Superligas base de Ni e de Co podem ser utilizadas na forma de produtos trabalhados ou fundidos, dependendo da aplicao e da composio da liga.

Aplicaes estruturais e como revestimentos

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vLigas de Co e de Ni Aplicao mais frequente: turbinas

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vLigas de Co e de Ni

O que determina as propriedades das ligas de Co e de Ni?

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vLigas de Co e de Ni

Propriedades dependem de: qComposio qumica qProcessamento qTratamento trmico

Mecanismos de endurecimento: - Soluo slida

- Disperso de segunda fase

- Precipitao:

- carbonetos: MC....M23C6

- fases ordenadas: `, ``

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vLigas de Co e de Ni Composio qumica

Elementos de liga presentes nas ligas Ni e de Co

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vLigas de Co e de Ni Composio qumica (sistema de liga complexo)

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Ligas Ni e Fe-Ni endurecidas por

precipitao

Ligas de Co reforadas por

carbonetos

Ligas Fe-Ni, Ni e Co endurecidas por SS

Classificao e comportamento das superligas vLigas de Co e de Ni

Tenso de ruptura das superligas

Temperatura F

Temperatura C R

esis

tnc

ia a

ru

ptur

a 10

0h, k

si

Res

ist

ncia

a ru

ptur

a 10

0h,M

Pa

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Temperaturas de servio

Correlao com outros ligas

vLigas de Co e de Ni

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Resistncia a fratura

vLigas de Co e de Ni Correlao com outros ligas

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vLigas de Co e de Ni Correlao com outros ligas

Resistncia a oxidao vs resistncia a fluncia

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Ligas de Co

vLigas de Co e de Ni

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vLigas de Co e de Ni Cobalto Estrutura HC a temperatura ambiente Transformao alotrpica a 417C estrutura muda para CFC (baixa energia de falha de empilhamento)

Ligas de Co Estrutura CFC Elementos de ligas: Cr, W, C

Mecanismos de endurecimento: - Soluo slida

- Precipitao de carbonetos (tipo MC.M23C6, morfologia e distribuio)

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Ligas de Co: Ponto de fuso mais elevado que as ligas de Ni ou Fe, o que permite que absorver tenses a temperaturas mais elevadas.

Apresentam melhor resistncia a corroso a quente (em atmosferas das turbinas a gs), devido ao maior teor de Cr.

Apresentam melhor resistncia a fadiga trmica e melhor soldabilidade que as ligas de Ni

vLigas de Co e de Ni

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Resistncia a abraso

Resistncia a cavitao

Desempenho de ligas de Co vLigas de Co e de Ni

Stellite CoCrWC (Haynes) Triballoy -CoCrMoSi

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vLigas de Co e de Ni

Ligas de Ni

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vLigas de Co e de Ni

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vLigas de Co e de Ni

Niquel Estrutura CFC

Ligas de Ni: - Ligas NiCr e NiMo

- Adio de Co reduz a solubilidade de outros elementos e promove a precipitao

- Adio de Al e Ti promovem a formao do precipitado

- Alguns elementos formam a fase ``

- Carbonetos nos contornos de gro

Fase `

Fase

Fase ``

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vLigas de Co e de Ni Ligas de Ni: Efeito da adio de Al e de Ti na resistncia de ligas de Ni a 870C

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Exemplos de Ligas de Ni: Ni-Cu (Monel) excelente resist a corroso; boa soldabilidade; boa resistencia e tenacidade e um ampla faixa de T

Ni-Cr (Inconel) resistencia a corroso em T elevada; boa conformabilidade e boa resistncia mecnica

Ni-Cr-Mo (Hastelloy) resistncia ao calor, resistncia mecnica em T, resistncia a oxidao e a corroso

vLigas de Co e de Ni

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Ligas de Ni: - Aplicaes que requerem resistncia a corroso ou a resisncia a temperaturas elevadas. - Algumas ligas de Ni esto entre os materiais estruturais mais resistentes/tenazes - Em relao ao ao as ligas de Ni apresentam resistncia mecnica super elevada, elevados limites de proporcionalidade e elevado modulo de elasticidade. - A temperaturas criognicas so ligas resistntes e ducteis - A adio de carbono pode aumentar a temperatura de trabalho de 1000C para 1200C

vLigas de Co e de Ni

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vLigas de Co e de Ni Processamento

A maioria dos produtos fundidos so policristalinos equiaxiais (PC) ou solidificados direcionalmente (DS). Componentes fundidos so intrinsicamente mais resistntes a altas temperaturas que os trabalhados.

A composio dos componentes fundidos pode ser manipulada para que se obtenham propriedades especiais

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vLigas de Co e de Ni Processamento

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Processamento vLigas de Co e de Ni

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vLigas de Co e de Ni Processamento

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vLigas de Co e de Ni Tratamento trmico

T

t

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A T de solubilizao determina a quantidade de `que dissolve e o tamanho de gro de . Este ser to mais grosseiro quanto mais ` for dissolvido, pois este responsvel pelo ancoramento dos contornos de gro /.

T solubilizao < Tsolvus

T solubilizao > Tsolvus

vLigas de Co e de Ni Tratamento trmico

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Otimizao de propriedades: solubilizao e precipitao a duas T diferentes no campo bifsico /`. A T mais elevada precipita partculas grosseiras de `. Na segunda T, mais baixa, ocorre a precipitao da fase ` fina e dispersa.

vLigas de Co e de Ni Tratamento trmico

T

Tempo de envelhecimento

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vLigas de Co e de Ni Tratamento trmico

T

Tempo de envelhecimento

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vLigas de Co e de Ni Evoluo da microestrutura