Aços

Aços inoxidáveis são ligas de ferro–carbono que podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga. Adicionar uma pequena quantidade de carbono não metálico ao ferro comercializa sua grande ductilidade para a maior ductilidade. Devido à sua força muito elevada, mas ainda resistência substancial, e sua capacidade de ser muito alterada pelo tratamento térmico, o aço é uma das ligas ferrosas mais úteis e comuns no uso moderno., Há milhares de ligas que têm diferentes composições e/ou tratamentos térmicos. As propriedades mecânicas são sensíveis ao teor de carbono, que é normalmente inferior a 1,0 wt%. De acordo com a classificação AISI, o aço-carbono é dividido em quatro classes baseadas no teor de carbono.,

Tipos de Aços inoxidáveis – Classificação com Base na Composição

• 

  Aço. Os aços são ligas ferro-carbono que podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga., Adicionar uma pequena quantidade de carbono não metálico ao ferro comercializa sua grande ductilidade para a maior força. Devido à sua força muito elevada, mas ainda resistência substancial, e sua capacidade de ser muito alterada pelo tratamento térmico, o aço é uma das ligas ferrosas mais úteis e comuns no uso moderno. Há milhares de ligas que têm diferentes composições e/ou tratamentos térmicos. As propriedades mecânicas são sensíveis ao teor de carbono, que é normalmente inferior a 1,0 wt%., De acordo com a classificação AISI, o aço-carbono é dividido em quatro classes baseadas no teor de carbono: aços com baixo teor de carbono:

  • . Aço de baixo carbono, também conhecido como aço leve é agora a forma mais comum de aço, porque seu preço é relativamente baixo, enquanto fornece propriedades materiais que são aceitáveis para muitas aplicações. O aço de baixo carbono contém aproximadamente 0,05-0,25% de carbono tornando-o maleável e dúctil. O aço leve tem uma resistência à tração relativamente baixa, mas é barato e fácil de formar; a dureza da superfície pode ser aumentada através da carburação.aços de carbono Médio., O aço de médio carbono tem aproximadamente 0,3-0,6% de teor de carbono. Equilibra ductilidade e força e tem boa resistência ao desgaste. Este tipo de aço é usado principalmente na produção de componentes de máquinas, veios, eixos, engrenagens, manivelas, acoplamento e forgings e também pode ser usado em carris e rodas ferroviárias.aços com elevado teor de carbono. O aço de alto carbono tem aproximadamente 0,60 a 1,00% de teor de carbono. Dureza é maior do que os outros graus, mas a ductilidade diminui. Aços de alto carbono podem ser usados para molas, cabos, Martelos, Chaves de fenda e chaves.,aços ultracongelados. O aço Ultra-elevado-carbono tem aproximadamente 1,25–2,0% de teor de carbono. Aços que podem ser temperados a grande dureza. Este tipo de aço poderia ser utilizado para produtos de aço duro, tais como molas de camiões, ferramentas de corte de metais e outros fins especiais, tais como facas (não industriais), eixos ou socos. A maioria dos aços com mais de 2,5% de teor de carbono são feitos usando metalurgia de pó.Aços Especiais., Aço é uma liga de ferro e carbono, mas o termo aço liga geralmente se refere apenas a a aços que contêm outros elementos— como vanádio, molibdênio, ou cobalto—em quantidades suficientes para alterar as propriedades do aço base. Em geral, liga de aço é o aço que é ligado com uma variedade de elementos em quantidades totais entre 1,0% e 50% em peso para melhorar suas propriedades mecânicas. Os aços em liga são divididos em dois grupos: os aços em baixa liga.aços de alta liga.Aço Inoxidável., Os aços inoxidáveis são definidos como aços com baixo teor de carbono, com pelo menos 10% de crómio com ou sem outros elementos de liga. Resistência e resistência à corrosão muitas vezes fazem dele o material de escolha em equipamentos de transporte e processamento, peças de motor e armas de fogo. O crómio aumenta a dureza, resistência e resistência à corrosão. O níquel dá benefícios semelhantes, mas adiciona dureza sem sacrificar ductilidade e dureza. Também reduz a expansão térmica para uma melhor estabilidade dimensional.,

  Ligas de titânio

  O titânio Puro é mais forte do que os aços comuns de baixo carbono, mas 45% mais leve. É também duas vezes mais forte que Ligas de alumínio fracas, mas apenas 60% mais pesado. As duas propriedades mais úteis do metal são a resistência à corrosão e a razão resistência à densidade, a mais alta de qualquer elemento metálico. A resistência à corrosão das ligas de titânio a temperaturas normais é invulgarmente elevada. A resistência à corrosão do titânio baseia-se na formação de uma camada estável e protectora de óxido., Embora o titânio “comercialmente puro” tenha propriedades mecânicas aceitáveis e tenha sido usado para implantes ortopédicos e dentários, para a maioria das aplicações o titânio é ligado com pequenas quantidades de alumínio e vanádio, tipicamente 6% e 4%, respectivamente, em peso. Esta mistura tem uma solubilidade sólida que varia dramaticamente com a temperatura, permitindo que ela sofra o fortalecimento da precipitação.as ligas de titânio são metais que contêm uma mistura de titânio e outros elementos químicos. Tais ligas têm uma resistência muito alta à tração e resistência (mesmo em temperaturas extremas)., Eles são leves em peso, têm extraordinária resistência à corrosão e a capacidade de suportar temperaturas extremas.

  grau 2

  comercialmente puro titânio Grau 2 é muito semelhante ao grau 1, mas tem uma resistência superior à grau 1 e excelentes propriedades de formação a frio. Ele fornece excelentes propriedades de soldagem e tem excelente resistência à oxidação e corrosão. Este tipo de titânio é o mais comum da indústria comercialmente pura de titânio., Ele é a principal escolha de muitos campos de aplicações:

  • Aeroespacial,
  • Automotivo,
  • Processamento Químico & Clorato de Fabricação,
  • Dessalinização
  • geração de Energia

  Grau 5 – Ti-6Al-4V

  o Grau 5 é o mais comumente utilizado liga e ele é um alfa + beta liga. A liga de grau 5 representa 50% do uso total de titânio em todo o mundo. Tem uma composição química de 6% de alumínio, 4% vanádio, 0,25% (máximo) de ferro, 0,2% (máximo) de oxigênio, e o restante titânio., Geralmente, Ti-6Al-4V é usado em aplicações até 400 graus Celsius. Tem uma densidade de aproximadamente 4420 kg / m3. É significativamente mais forte do que o titânio comercialmente puro (graus 1-4) devido à sua possibilidade de ser tratado termicamente., Esta classe é uma excelente combinação de resistência, resistência à corrosão, soldagem e fabricability é a principal escolha de muitos campos de aplicações:

  • turbinas de Aviões
  • componentes do Motor
  • componentes estruturais de Aeronaves
  • Aeroespacial fixadores
  • Alto desempenho automático de peças
  • aplicações Marinhas

  a Aplicação das Ligas de Titânio – Usa

  As duas propriedades mais úteis do metal resistência à corrosão e resistência-a densidade de relação, a mais alta de qualquer elemento metálico., A resistência à corrosão das ligas de titânio a temperaturas normais é invulgarmente elevada. Estas propriedades determinam a aplicação de titânio e suas ligas. A primeira aplicação de produção de titânio foi em 1952, para as nacelas e firewalls do avião Douglas DC-7. Alta resistência específica, boa resistência à fadiga e vida rastejante, e boa resistência à fratura são características que fazem do titânio um metal preferido para aplicações aeroespaciais., As aplicações aeroespaciais, incluindo o uso em componentes estruturais (fuselagem) e motores a jato, ainda representam a maior parte do uso de liga de titânio. Na aeronave supersônica SR-71, titânio foi usado para 85% da estrutura. Devido à inércia muito alta, o titânio tem muitas aplicações biomédicas, que é baseado em sua inércia no corpo humano, ou seja, resistência à corrosão por fluidos corporais.,as propriedades do material são propriedades intensivas, o que significa que são independentes da quantidade de massa e podem variar de lugar para lugar dentro do sistema a qualquer momento. A base da ciência dos materiais consiste em estudar a estrutura dos materiais e relacioná-los com as suas propriedades (mecânicas, eléctricas, etc.).). Uma vez que um cientista de materiais sabe sobre esta correlação estrutura-propriedade, eles podem então continuar a estudar o desempenho relativo de um material em uma determinada aplicação., Os principais determinantes da estrutura de um material e, portanto, das suas propriedades são os seus elementos químicos constituintes e a forma como foi processado na sua forma final.

  densidade do Aço vs titânio

  densidade do aço típico é 8.05 g / cm3.a densidade da liga típica de titânio é de 4,43 g / cm3 (Ti-6Al-4V).a densidade é definida como a massa por unidade de volume., Isso é um curso intensivo de propriedade, que é matematicamente definida como a massa dividida pelo volume:

  ρ = m/V

  Em palavras, a densidade (ρ) de uma substância é a massa total (m) da substância, dividido pelo volume total (V) ocupado por essa substância. A unidade padrão do SI é de quilogramas por metro cúbico (kg/m3). The Standard English unit is pounds mass per cubic foot (lbm/ft3).,

  Desde que a densidade (ρ) de uma substância é a massa total (m) da substância, dividido pelo volume total (V) ocupado por essa substância, é óbvio, a densidade de uma substância depende da sua massa atômica e também sobre o número atômico densidade (N; átomos/cm3),

  • Peso Atômico. A massa atômica é transportada pelo núcleo atômico, que ocupa apenas cerca de 10-12 do volume total do átomo ou menos, mas contém toda a carga positiva e pelo menos 99,95% da massa total do átomo. Portanto, é determinado pelo número de massa (número de prótons e nêutrons).,densidade do número atómico. A densidade do número atômico (n; átomos/cm3), que está associada com raios atômicos, é o número de átomos de um dado tipo por unidade de volume (V; cm3) do material. O número atômico densidade (N; átomos/cm3) de um material puro de ter atômica ou molecular peso (M; g/mol) e a densidade do material (⍴; grama/cm3) é facilmente calculado a partir da seguinte equação usando o número de Avogadro (NA = 6.022×1023 átomos ou moléculas por mole):
  • a Estrutura de Cristal., A densidade da substância cristalina é significativamente afectada pela sua estrutura cristalina. A estrutura FCC, juntamente com seu relativo hexagonal (hcp), tem o Fator de embalagem mais eficiente (74%). Metais contendo estruturas FCC incluem austenita, alumínio, cobre, chumbo, prata, ouro, níquel, platina e tório.as propriedades mecânicas do aço contra o titânio são frequentemente escolhidas para várias aplicações porque têm combinações desejáveis de características mecânicas., Para aplicações estruturais, as propriedades do material são cruciais e os engenheiros devem tê-las em conta.resistência do Aço vs titânio

    em mecânica de materiais, a resistência de um material é a sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação ou mudança resultante nas dimensões do material. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.,

    A resistência à ruptura à tracção

    a resistência à ruptura à tracção do aço de baixo carbono situa-se entre 400 e 550 MPa.a tensão de ruptura à tracção do aço ultra-elevado-carbono é de 1100 MPa.a resistência à ruptura por tracção da Liga De Titânio Ti-6Al-4V de grau 5 é de cerca de 1170 MPa.

    a resistência à ruptura à tracção é a máxima na curva de tensão-tensão de engenharia. Isto corresponde ao máximo de estresse que pode ser sustentado por uma estrutura em tensão. A resistência à ruptura é muitas vezes encurtada para “resistência à ruptura” ou mesmo para “a derradeira”.,”Se esta tensão for aplicada e mantida, a fractura resultará. Muitas vezes, este valor é significativamente mais do que a tensão de rendimento (até 50 a 60 por cento mais do que o rendimento para alguns tipos de Metais). Quando um material dúctil atinge a sua força máxima, experimenta necking onde a área transversal se reduz localmente. A curva de tensão-tensão não contém tensão superior à força máxima. Mesmo que as deformações possam continuar a aumentar, o estresse geralmente diminui após a força final ter sido alcançada., Trata-se de uma propriedade intensiva, pelo que o seu valor não depende do tamanho do provete. Contudo, depende de outros factores, tais como a preparação da amostra, a presença ou não de defeitos da superfície e a temperatura do ambiente e do material de ensaio. A resistência à ruptura à tracção varia de 50 MPa para um alumínio até 3000 MPa para aços de resistência muito elevada.a resistência ao Rendimento do aço de baixo carbono é de 250 MPa.a resistência ao Rendimento do aço ultra-elevado-carbono é de 800 MPa.,a resistência ao Yield da liga de titânio de grau Ti-6Al-4V é de cerca de 1100 MPa.

    o ponto de rendimento é o ponto numa curva de tensão-tensão que indica o limite do comportamento elástico e o comportamento plástico inicial. A resistência ao rendimento ou tensão de rendimento é a propriedade material definida como a tensão a que um material começa a deformar plasticamente, enquanto o ponto de rendimento é o ponto onde começa a deformação não-linear (elástica + plástica). Antes do ponto de rendimento, o material deformará elasticamente e voltará à sua forma original quando a tensão aplicada for removida., Uma vez que o ponto de rendimento é passado, alguma fração da deformação será permanente e não-reversível. Alguns aços e outros materiais exibem um comportamento chamado fenômeno do ponto de rendimento. A resistência do rendimento varia de 35 MPa para um alumínio de baixa resistência a mais de 1400 MPa para aços de alta resistência.o módulo de elasticidade de Young de aço de baixo carbono é de 200 GPa.o módulo de elasticidade Da Liga De Titânio Ti-6Al-4V de Grau 5 de Young é de cerca de 114 GPa.,o módulo de elasticidade do jovem é o módulo elástico para Tensão de tracção e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e é geralmente avaliado por testes de tracção. Até um estresse limitante, um corpo será capaz de recuperar suas dimensões ao remover a carga. As tensões aplicadas fazem com que os átomos de um cristal se movam de sua posição de equilíbrio. Todos os átomos são deslocados da mesma quantidade e ainda mantêm sua geometria relativa. Quando as tensões são removidas, todos os átomos retornam às suas posições originais e nenhuma deformação permanente ocorre., De acordo com a lei de Hooke, o estresse é proporcional à tensão (na região elástica), e a inclinação é o módulo de Young. O módulo de Young é igual à tensão longitudinal dividida pela estirpe.

    

    dureza do Aço vs titânio

    a dureza Brinell do aço de baixo carbono é de aproximadamente 120 MPa.a dureza Brinell do aço de elevado carbono é de aproximadamente 200 MPa.a dureza Rockwell da Liga De Titânio Ti-6Al-4V é de aproximadamente 41 HRC.,

    

    teste de dureza Rockwell é um dos mais comuns recuo testes de dureza, que foi desenvolvido para o ensaio de dureza. Em contraste com o teste Brinell, o testador de Rockwell mede a profundidade de penetração de um indenter sob uma grande carga (carga principal) em comparação com a penetração feita por uma pré-carga (carga menor). A carga menor estabelece a posição zero. A carga principal é aplicada, então removida enquanto mantém a carga menor., A diferença entre a profundidade de penetração antes e depois da aplicação da carga principal é utilizada para calcular o número de dureza Rockwell. Ou seja, a profundidade de penetração e dureza são inversamente proporcionais. A principal vantagem da dureza Rockwell é a sua capacidade de mostrar valores de dureza diretamente. O resultado é um número adimensional anotado como HRA, HRB, HRC, etc., onde a última letra é a respectiva escala de Rockwell.o ensaio de Rockwell C é realizado com um penetrador Brale (cone de 120°diamante) e uma carga principal de 150 kg.,propriedades térmicas do Aço vs titânio propriedades térmicas dos materiais referem-se à resposta dos materiais a alterações na sua temperatura e à aplicação do calor. Como um sólido absorve energia na forma de calor, sua temperatura sobe e suas dimensões aumentam. Mas diferentes materiais reagem à aplicação do calor de forma diferente.

    capacidade térmica, expansão térmica e condutividade térmica são propriedades que são frequentemente críticas no uso prático de sólidos.Ponto de fusão do Aço vs titânio,o ponto de fusão da liga de titânio de grau Ti-6Al-4V é de cerca de 1660°C. Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a fase líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura a que esta mudança de fase ocorre. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio.a condutividade térmica do aço é de 20 W / (m. K).a condutividade térmica da liga de titânio de grau Ti-6Al-4V é de 6, 7 W/(m. K).,

    As características de transferência de calor de um material sólido são medidos por uma propriedade chamada de condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/m.K. É uma medida de uma substância a capacidade de transferência de calor através de um material por condução. Note que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gás), portanto, ela também é definida para líquidos e gases.

    A condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão., Em geral:

    

    a maioria dos materiais são muito homogêneos, portanto, geralmente podemos escrever k = k (T). Definições similares estão associadas com condutividade térmica nas direções y E z (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = K.