Uma liga pode ser descrita como um metal com mais de um elemento, sendo os outros elementos adicionados para melhorar as propriedades do metal base para se adequar a uma aplicação particular. Estas propriedades incluem resistência a altas temperaturas e encolhimento; um requisito para lâminas de turbinas a gás, por exemplo.

Introdução às ligas

As ligas são produzidas há séculos e são usadas em aplicações domésticas, médicas e de engenharia.

As ligas metálicas são feitas usando vários métodos, como a adição do elemento ao metal base em um forno ou pelo processo de pressão quente, no qual o metal e os elementos são intercalados e pressionados para formar uma liga.

As ligas possuem muitas aplicações em engenharia em que é necessária alta temperatura, baixa corrosividade, resistência e durabilidade.

Elementos utilizados para produzir ligas

As principais ligas produzidas a partir do aço de carvão e do aço carbono atualmente utilizados na engenharia incluem ligas de titânio, ligas de alumínio, ligas de zinco, ligas de cobre, ligas de magnésio e níquel. No entanto, alguns elementos mais populares foram listados abaixo, juntamente com as propriedades que eles trazem para a liga em particular.

Cobre

O cobre é usado juntamente com o estanho para produzir a liga de bronze, cujas propriedades podem ser modificadas alterando as quantidades de estanho e cobre adicionadas ao aço.

As principais propriedades do bronze são a resistência à corrosão e à fadiga do metal juntamente com boa condutividade térmica e elétrica.

As aplicações incluem inúmeros acessórios de encanamento, engrenagens, válvulas e componentes de tubulação.

Alumínio

O alumínio é um dos elementos mais versáteis disponíveis para os engenheiros de hoje; no entanto, suas propriedades podem ser melhoradas pela adição de outros elementos, como manganês de cobre e zinco. Estes melhoram a força, dureza, capacidade de vazamento e resistência à corrosão.

A principal aplicação é no setor de transporte, particularmente na construção de aeronaves e material de locomotivas. As ligas de alumínio também são utilizadas extensivamente na indústria automobilística na produção de motores e caixas de engrenagens.

Zinco

O zinco é usado juntamente com cobre para formar bronze e foi usado exclusivamente para válvulas quando no estaleiro Harland & Wolff na década de sessenta, onde dentro do departamento de máquinas-obras havia uma grande oficina dedicada ao torneamento de válvulas de bronze.

No entanto, o bronze não é tão popular na engenharia hoje em dia além da fabricação de acessórios de bronze em mangueiras de incêndio, haste parafusada e parafusos, sendo a principal aplicação no setor doméstico e na produção de instrumentos musicais.

O zinco também é ligado com chumbo e estanho para fazer solda, uma liga de baixo ponto de fusão usada na soldagem.

Estanho

Usado para produzir bronze e solda como discutido anteriormente, mas também para formar a liga Babbitt, usada para alinhar rolamentos metálicos brancos.

Chumbo

Conforme mencionado anteriormente, o chumbo é usado com estanho na formação de liga de solda. Também é usado na formação de tipos na indústria gráfica e novamente na produção de ligas de metal branco Babbitt

Vanádio

As principais aplicações de ligas de vanádio são em ferramentas de aço rápido. Suas propriedades dão uma redução de peso, um aumento na resistência à tração e resistência à corrosão. Também é usado juntamente com o cromo na formação de ferramentas manuais, como chaves e conjuntos de soquetes.

Cromo

O cromo é usado para produzir aço inoxidável e é conhecido por sua resistência às propriedades de corrosão e dureza. O aço inoxidável tem muitos usos industriais – os principais são ferramentas, equipamentos cirúrgicos, válvulas especializadas e tubulações, tanques de armazenamento de líquidos e seções estruturais.

Manganês

O manganês dá a liga às propriedades de dureza sem causar fragilidade. As aplicações são a produção de trilhos ferroviários, pontos de comutação que exigem as propriedades acima. O manganês também é usado para produzir uma liga muito dura usada na indústria de construção de aço.

Tungstênio

Quando pequenas quantidades de tungstênio são adicionadas ao aço, é formada uma liga dura muito resistente. Tem muitas aplicações no setor militar tanto como componentes de perfuração de armadura e armadura. Também é usado na engenharia onde as temperaturas elevadas são predominantes, como componentes da turbina a gás e onde as propriedades da tenacidade sem fragilidade são um requisito.

As ligas de tungstênio também são usadas em tubos de raios-x e lâmpadas incandescentes, bem como componentes de soldagem de gás inerte de tungstênio, devido à sua alta propriedade de derretimento.

Níquel

O níquel é resistente à corrosão e é usado juntamente com outros elementos para formar aço inoxidável, latão e bronze com suas propriedades auxiliares. Suas aplicações estão em componentes rotativos da estação de energia que exigem as propriedades das ligas de resistência a rachaduras, deformação, corrosão sob temperaturas elevadas sustentadas são numerosos. As ligas de níquel também são usadas nas indústrias aeroespacial e química.