Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Atenção recente tem sido dada a ligas de alumínio e outros metais de baixa densidade (por
exemplo, Mg e Ti) como materiais de engenharia para transporte, para efetuar reduções no consumo de
combustíveis. Uma importante característica destes materiais é a resistência mecânica específica, que
é quantificada pela razão resistência à tração-massa específica. Mesmo embora uma liga de um destes
metais tenha uma resistência à tração que seja inferior àquela de um material mais denso (tal como aço),
num base de peso ela será capaz de suportar uma carga maior.
12.9 - MAGNÉSIO E SUAS LIGAS
Talvez a característica mais destacada do magnésio seja a sua densidade, 1,7 g/cm 3 , que é a
mais baixa de todos os metais estruturais; portanto, suas ligas são usadas onde peso leve é uma
importante consideração (por exemplo, em componentes de aeronave). Magnésio tem uma estrutura
cristalina HC, é relativamente macio e tem um baixo módulo elástico: 6,5 x 10 6 psi (45 x 10 3 Mpa). À
temperatura ambiente magnésio e suas ligas são difíceis de deformar; de fato, apenas pequenos graus de
trabalho a frio pode ser impostos sem recozimento. Consequentemente, a maioria das fabricações é feita
por fundição ou por trabalho a quente a temperaturas entre 200 e 350 o C (400 a 650 o F). Magnésio, tal
como alumínio, tem uma moderadamente baixa temperatura de fusão [651 o C (1204 o F)]. Quimicamente,
magnésio e suas ligas são relativamente instáveis e especialmente susceptíveis à corrosão em ambientes
marinhos. Por outro lado, as resistências à corrosão e oxidação são relativamente boas na atmosfera
normal. Pós finos de magnésio entram em ignição facilmente quando aquecidos ao ar;
consequentemente, cuidados deveriam ser tomados quando estiver manuseando-o neste estado.
Estas ligas são também classificadas como fundidas ou como trabalhadas mecanicamente e
algumas delas são termicamente tratáveis. Alumínio, zinco, manganês e alguns terras raras são os
principais elementos de liga. Um esquema de designação composição-revenimento similar àquele para
as ligas de alumínio é também usado. A Tabela 12.8 lista várias ligas de magnésio comuns, suas
composições, propriedades e aplicações.Estas ligas são usadas em aplicações de aeronaves e mísseis,
bem como bagagem e rodas de automóveis.
TABELA 12.8 Composições, Propriedades Mecânicas e Aplicações Típicas para Seis Ligas de
Magnésio Comuns.
12.10 - TITÂNIO E SUAS LIGAS
Titânio e suas ligas são relativamente novos materiais de engenharia que possuem uma
extraordinária combinação de propriedades. O metal puro tem uma relativamente baixa densidade (4,5
g/cm 3 ), um alto ponto de fusão [1668 o C (3035 o F)] e um módulo elástico de 15,5 x 10 6 psi (107 x 10 3
MPa) . Ligas de titânio são extremamente fortes; resistência à tração à temperatura ambiente são tão
altas quanto 200000 psi (1400 MPa) são atingíveis, fornecendo destacáveis resistências mecânicas
específicas. Além disso, as ligas são altamente dúteis e facilmente forjadas e usinadas.
A limitação principal mdo titânio é a sua reatividade química com outros materiais a elevadas
temperaturas. Esta propriedade necessitou o desenvolvimento de técnicas não convencionais de refino,
fusão e fundição; consequentemente, ligas de titânio são bastante caras. A despeito desta reatividade à
alta temperatura, a resistência à corrosão de ligas de titânio às temperaturas normais é desusualmente