Ligas são compostos metálicos constituídos por um metal e um ou mais elementos metálicos ou não metálicos.
Exemplos de ligas comuns:
- Aço: A combinação de ferro (metal) e carbono (não metálico)
- Bronze: Uma combinação de cobre (metal) e lata (metal)
- Latão: Uma mistura de cobre (metal) e zinco (metal)
Propriedades
Metais puros individuais podem possuir propriedades úteis, como boas condutividade elétrica, alta resistência e dureza, ou calor e corrosão resistência. As ligas metálicas comerciais tentam combinar essas propriedades benéficas para criar metais mais úteis para aplicações específicas do que qualquer um de seus componentes.
Aço, por exemplo, requer a combinação certa de carbono e ferro (cerca de 99% de ferro e 1% de carbono) para produzir um metal mais forte, mais leve e mais viável que o ferro puro.
É difícil calcular propriedades precisas de novas ligas porque os elementos não se combinam apenas para se tornar uma soma das peças. Eles se formam através de interações químicas, que dependem de componentes e métodos de produção específicos. Como resultado, são necessários muitos testes no desenvolvimento de novas ligas metálicas.
A temperatura de fusão é um fator chave na liga de metais. Galinstan, uma liga de baixo ponto de fusão gálio, estanho e índio são líquidos a temperaturas acima de 2,2 ° F (-19 ° C), o que significa que seu ponto de fusão é 50 ° C (122 ° F) mais baixo que o gálio puro e mais de 100 ° C (212 ° F) abaixo índio e estanho.
Galinstan® e Wood's Metal são exemplos de ligas eutéticas - ligas com o menor ponto de fusão de qualquer combinação de ligas que contenha os mesmos elementos.
Composição
Milhares de composições de ligas estão em produção regular, com novas composições sendo desenvolvidas a cada ano.
As composições padrão aceitas incluem os níveis de pureza dos elementos constituintes (com base no teor em peso). A composição, bem como as propriedades mecânicas e físicas das ligas comuns, são padronizadas por normas internacionais. organizações como a Organização Internacional de Normalização (ISO), SAE International e ASTM Internacional.
Produção
Algumas ligas de metal ocorrem naturalmente e requerem pouco processamento para serem convertidas em materiais de nível industrial. As ligas de ferro, como o ferro-cromo e o ferro-silício, por exemplo, são produzidas por fundição de minérios mistos e são utilizadas na produção de vários aços. No entanto, seria errado pensar que a liga de metais é um processo simples. Por exemplo, se alguém simplesmente misturasse fundido alumínio com fundido conduzir, eles descobririam que os dois se separariam em camadas, como óleo e água.
As ligas comerciais e comerciais geralmente requerem maior processamento e geralmente são formadas pela mistura de metais fundidos em um ambiente controlado. O procedimento para combinar metais fundidos ou misturar metais com não metais varia muito, dependendo das propriedades dos elementos que estão sendo utilizados.
Como os elementos metálicos possuem grandes variações na tolerância a calor e gases, fatores como a temperatura de fusão de metais componentes, níveis de impureza, ambiente de mistura e procedimento de liga são considerações centrais para uma liga bem-sucedida processo.
Enquanto elementos como o metal de refração são estáveis a altas temperaturas, outros começam a interagir com o ambiente, o que pode afetar os níveis de pureza e, finalmente, a qualidade da liga. Freqüentemente, nesses casos, ligas intermediárias devem ser preparadas para persuadir os elementos a se combinarem.
Como exemplo, uma liga de 95,5% de alumínio e 4,5% de cobre é feita através da preparação de uma mistura de 50% dos dois elementos. Essa mistura tem um ponto de fusão mais baixo do que o alumínio puro ou o cobre puro e atua como uma "liga de endurecedor". Isso é então introduzido no alumínio fundido a uma taxa que cria a mistura certa de liga.
Fontes: Rua, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metais a serviço do homem. 11ª Edição (1998).