LIGAS PARA ALTAS TEMPERATURAS
As ligas para alta temperatura são materiais metálicos não ferrosos desenvolvidos para manter suas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e tensão específica para o trabalho a longo prazo, mesmo sob temperaturas extremas, geralmente acima de 600°C. São comumente utilizadas em turbinas, motores a jato e reatores nucleares, onde o calor elevado pode causar deformações ou falhas quando se utiliza ligas comuns. O processo de obtenção das ligas de níquel, que são as principais quando se trata de ligas para alta temperaturas, é demonstrado de forma simplificada a seguir:
Fluxo simplificado de obtenção das ligas para altas temperaturas a base de níquel
(*) Lixiviação: Seleção dos minerais que contêm o metal de interesse por meio da dissolução do minério com uma fase aquosa, a qual deve conter ácidos, bases ou agentes complexantes.
Para obtenção das ligas de alta temperatura geralmente são utilizados como metais-base cobalto, cromo, tungstênio, entre outros. Porém, o metal-base mais utilizado é o níquel, principalmente para superligas como, por exemplo, Inconel, Hastelloy e Nimonic.
São diversas as características das ligas para altas temperaturas que podem variar de acordo com a composição da mesma. Desta forma, as características apresentadas a seguir são apenas para referência, pois variam de acordo com a liga.
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Dureza e resistência ao desgaste
Essas ligas são duras e suportam atrito, o que é importante em muitas aplicações.
Dilatação térmica
É baixa, pois não alteram de tamanho de forma significativa quando esquentam, o que ajuda a evitar problemas nas montagens.
Resistência a ciclos térmicos
Suportam bem o aquecimento e resfriamento repetido, sem romper.
Condução térmica
Algumas ligas conseguem dissipar o calor rapidamente, evitando superaquecimento.
Estabilidade estrutural
Elas mantêm suas formas e propriedades mesmo após serem submetidas a altas temperaturas ou mantidas sob pressão por muito tempo.
Resistência à oxidação
Não enferrujam facilmente em altas temperaturas, formando uma camada protetora.
ONDE SOU USADO?
Turbina utilizada em motores de combustão interna
Liga a base de níquel que apresenta estabilidade estrutural, dureza e resistência ao desgaste, além de resistência à altas temperaturas
Motor a jato: superliga de níquel-cromo
Resistência a corrosão, capacidade de resistir a ciclos térmicos e condução térmica
Os motores a jato têm diversas aplicações, principalmente em setores relacionados ao transporte e à energia. Exemplos são: Aeronáutica e helicópteros.
VOCÊ SABIA?
I – Qual a temperatura que as ligas para alta temperatura conseguem suportar?
II - Por qual razão as ligas para altas temperaturas, certas vezes, são chamadas de “Ligas do espaço”?
III – Como avaliar se a liga irá suportar as temperaturas desejadas?
IV – Quando essas ligas foram desenvolvidas?
Muitas dessas ligas são usadas em espaçonaves, ajudando a proteger contra o calor intenso quando entram na atmosfera.
Suportam temperaturas de até 1.200°C, como as que acontecem em motores de foguetes e turbinas de aviões.
Podem ser testadas em "bancadas de fogo", onde enfrentam temperaturas extremas para garantir que aguentem as condições reais de uso.
As ligas que melhoraram a aviação moderna foram desenvolvidas durante a Segunda Guerra Mundial, quando a necessidade de motores mais potentes passou a ser determinante.
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