Os metais mais utilizados em projetos industriais
- Fernando Duarte
- 16 de jan. de 2019
- 8 min de leitura
Descubra qual metal é mais indicado para seu produto, analisando custo, propriedades e processos produtivos.
ALUMÍNIO
Algumas das propriedades interessantes do alumínio incluem boa aparência, facilidade na fabricação, boa resistência à corrosão, baixa densidade, alta proporção de força para o peso e alta resistência à fratura.
Devido a essas propriedades, o alumínio é um dos materiais mais econômicos e estruturalmente eficazes utilizado para equipamentos comerciais e militares.
Condutividade térmica do alumínio é muito boa, cerca três vezes maior que a do aço, uma propriedade que o torna um material importante para resfriamento e aquecimento para aplicações tais como troca de calor. Esta propriedade de alumínio combinada com ele que é não-tóxico, é aplicada extensivamente em utensílios de cozinha.
Alumínio tem uma densidade em torno de um terço do aço ou cobre, tornando-se um dos mais leves metais comercialmente disponíveis.
Juntamente com o cobre, o alumínio tem uma condutividade elétrica elevada o suficiente para ser usado como um condutor elétrico.
O alumínio pode ser transformado de diversas maneiras como injeção, usinagem, extrusão e corte e dobra de chapas.
AÇO
Por existir uma grande variedade de aços, foram criados sistemas para sua classificação, os quais periodicamente são submetidos a revisões. O mais comum usado no mercado nacional é o AISI (American Iron and Steel Institute-EUA). Nelas, os 2 dígitos finais XX indicam os centésimos da porcentagem de C (Carbono) contida no material, podendo variar entre 05, que corresponde a 0,05% de C, a 95, que corresponde a 0,95% de C. Se a porcentagem de C atinge ou ultrapassa 1,00%, então o final tem 3 dígitos (XXX) e a classificação tem um total de 5 dígitos.
1XXX è Aço-carbono
10XX è Aço-carbono comum
11XX è teores diferenciados de S
12XX è teores diferenciados de S e P
13XX è alto teor de Mn (1,6-1,9%)
2XXX è Aço ao Níquel
3XXX è Aço ao Níquel e Cromo
4XXX è Aço ao Molibidênio
40XX è Mo 0,15-0,3%
41XX è Mo, Cr
43XX è Mo, Cr, Ni
5XXX è Aço ao Cromo
6XXX è Aço ao Cromo e Vanádio
8XXX è Aço ao Níquel, Cromo e Molibidênio
9XXX è Outros
Aços baixo carbono(< 0,35% C):
O aço baixo carbono mais comum encontrado no mercado é o "aço carbono 1020"
Entre as suas aplicações típicas estão as chapas automobilística, perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos, construção civil, pontes e latas de folhas-de-flandres.
Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica
São fáceis de conformar e soldar
São aços de baixa dureza e alta ductilidade
Aços médio carbono(0,3-0,6% C)
O aço médio carbono mais comum encontrado no mercado é o "aço carbono 1045"
São os aços mais comuns, tendo inúmeras aplicações em construção : rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas que necessitam de elevadas resistências mecânica e ao desgaste tenacidade
São aços de boa temperabilidade em água
Apresentam a melhor combinação de tenacidade e ductilidade e resistência mecânica e dureza
Aços alto carbono(> 0,6% C)
Geralmente, são utilizados temperados ou revenidos, possuindo propriedades de manutenção de um bom fio de corte, sendo bastantes aplicados na fabricação de talhadeiras, folhas de serrote, martelos e facas.
Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade
Apresentam alta dureza e elevada resistência ao desgaste
Quando temperados são frágeis
Aço Inoxidável
O aço inoxidável é uma liga de ferro e crómio, podendo conter também níquel, molibdénio e outros elementos, que apresenta propriedades físico-químicas superiores aos aços comuns, sendo a alta resistência à oxidação atmosférica a sua principal característica.
Os aços inoxidáveis podem ser divididos em dois grandes grupos: A série 400 e a série 300.
A série 400 é a dos aços inoxidáveis ferríticos, aços magnéticos com estrutura cúbica de corpo centrado, basicamente ligas Fe-Cr. Na serie 400 o mais comum é o 430, como a serie 400 é mais barata ela acaba se tornando mais comum e aplicado fortemente na industria.
A série 300 é a dos aços inoxidáveis austeníticos, aços não magnéticos com estrutura cúbica de faces centradas, basicamente ligas Fe-Cr-Ni. Na serie 300 o mais comum é o 304, a serie 300 possui característica mais resistentes a oxidação e temperatura, portanto possui um valor maior do que a serie 400. Outro detalhe interessante é que a ANVISA exige que todo aço que entre em contato direto com alimentos, deve ser aço inoxidável 304.
A sua resistência à corrosão, as suas propriedades higiênicas e estéticas fazem do aço inoxidável um material muito atrativo para satisfazer diversos tipos de demandas
Esses aços são utilizados principalmente para cinco tipos de mercados:
Electrodomésticos: Grandes electrodomésticos e pequenos utensílios domésticos.
Automotores: produção de peças para veículos automotores como, por exemplo, canos de descarga.
Construção: edifícios e mobiliários,
Industria: alimentação, produtos químicos e petróleo.
Setor de Serviços: fachadas e placas de sinalização visual.
BRONZE
Liga de cobre e estanho. O estanho aumenta a resistência mecânica e a dureza do cobre. Possui também elevada resistência à corrosão. É utilizada para fabricar moedas, estátuas, sino, entre outros. O teor em estanho de um bronze pode ser avaliado rapidamente pela coloração da liga, sendo vermelha como o cobre quando contém cerca de 5% de estanho, amarelo-ouro com 13% passando por branca, cinza-azul e por fim cinza de estanho, conforme cresce o teor de estanho.
COBRE
Cobre e ligas de cobre são alguns dos mais versáteis materiais de engenharia disponíveis.
A combinação das propriedades de cobre tais como resistência, condutividade, resistência à corrosão, usinagem e ductilidade tornam o cobre material mais adequado para uma ampla gama de aplicações.
Essas propriedades de cobre podem ser reforçadas variando sua composição e método de fabricação.
Condutividade elétrica: cobre tem a mais alta condutividade dos metais na engenharia. Prata ou outros elementos podem ser adicionados para aumentar sua força, resistência ou outras propriedades sem grande perda de condutividade. Geralmente aplicados em fiação elétrica.
Condutividade térmica: Esta propriedade é semelhante à condutividade elétrica. Ligas de cobre podem ser utilizadas para esta propriedade, onde a boa resistência à corrosão compensa a perda de condutividade com o aumento da liga. Geralmente aplicado em tubulações.
Resistência à corrosão: todas ligas de cobre resistem à corrosão causada por água e vapor. Ligas de cobre também são resistentes à corrosão em ambiente rural, marinho e industrial. O cobre é resistente a soluções salinas, solos, minerais não oxidantes, ácidos orgânicos e Soluções cáusticas.
CHUMBO
O chumbo é um metal pesado (densidade relativa de 11,4 a 16ºC), de coloração branca-azulada, tornando-se acinzentado quando exposto ao ar. Muito macio , altamente maleável, baixa condutividade elétrica e altamente resistente à corrosão. O chumbo se funde com facilidade (327,4ºC), com temperatura de vaporização a 1725ºC.
É aplicado na fabricação de forros para cabos, elemento de construção civil, pigmentos, soldas suaves, munições, contra preso e pesos para pescaria. A fabricação de chumbo tetra etílico (TEL) vem caindo muito em função de regulamentações ambientais cada vez mais restritivas no mundo no que se diz respeito à sua principal aplicação que é como aditivo na gasolina. No caso do Brasil desde 1978 este aditivo deixou de ser usado como antidetonante.
FERRO FUNDIDO
Ferro fundido é a liga ferro-carbono-silício, de teores de carbono geralmente acima de 2,0%.
Podemos dividir os ferros fundido em 3 tipos principais: branco, cinzento e nodular, cada um com suas características e propriedades especificas, possuem inúmeras aplicações que podem variar de acordo com as necessidades que o material venha exigir, podendo ser selecionado ou não aparte de suas propriedades mecânicas, que devem ser sempre adequadas as aplicações em que o material será empregado.
Uma das principais diferenças para o aço, esta no teor de carbono, cujo nos aços apresentam em menor quantidade dando características diferentes ao material.
Ferro fundido Branco
duro e frágil
Excelente resistência ao desgaste
Muito baixas tenacidade e ductilidade.
Grafita em flocos
Frágil sob tensão trativa
Resistência sob compressão
Excelente absorção de vibrações
Ferro fundido Cinzento
Material “fácil de se fundir”
Boa usinabilidade
Baixa ductilidade e tenacidade, devido ao efeito de entalhe da grafita em veios
Resistência á tração entre28kgf/mm2 e 42kgf/mm2.
Resistência à compressão 3X maior.
Boa capacidade de amortecimento
Ferro fundido Nodular
Fácil fundição
Fácil usinabilidade
Boa ductilidade
Alto módulo de elasticidade
Alta resistência mecânica
LATÃO
Liga de zinco e cobre com percentagens deste último entre 3% e 45%.São resistentes à corrosão, inclusive à água do mar. É utilizada em torneiras, navios, armas, e devido a sua flexibilidade também é utilizado na fabricação de instrumentos musicais.
Latão vermelho – contém 20% de zinco, é muito maleável e pode ser convertido em láminas finíssimas.
Latão amarelo – contém de 20% a 40% de zinco e utiliza-se sobretudo no fabrico de peças de maquinaria.
Latão branco– levemente corado de amarelo, contém 80% de zinco e é quebradiço, pelo que só pode ser usado em fundição.