Efeitos de elementos em ligas nas propriedades mecânicas 

A adição de diferentes elementos metálicos em uma liga pode afetar significativamente suas propriedades mecânicas (como resistência, dureza, ductilidade, tenacidade, resistência à corrosão, etc.).

A seguir estão as funções dos elementos metálicos comuns nas ligas e seus efeitos nas propriedades mecânicas:

1.Carbono (C)

(1).Usar: Encontrado principalmente em aço e ferro fundido, formando carbonetos com ferro (como Fe3C).

(2).Influência:

①.Força/Dureza: O aumento do teor de carbono aumenta significativamente a dureza e a resistência (como aço com alto teor de carbono), mas quantidades excessivas podem levar à fragilidade.

②.Ductilidade: Quanto maior o teor de carbono, menor a ductilidade e a tenacidade.

③.Soldabilidade: O aço com alto teor de carbono tem propriedades de soldagem ruins.

2. Cromo (Cr)

(1).Usar: Elemento chave para aço inoxidável (como 304, 316) e aço para ferramentas.

(2).Influência:

①.Resistência à corrosão: Forma um filme de óxido passivo (Cr2O3) para melhorar a resistência à oxidação e à corrosão.

②.Dureza/Força: Forma carbonetos com carbono (como Cr23C6) para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste.

③.Desempenho em alta temperatura: Melhora a resistência a altas temperaturas (como aço resistente ao calor).

3.Níquel (Ni)

(1).Aplicativos: aço inoxidável (como 304), ligas de alta temperatura (como Inconel) e ligas resistentes à corrosão.

(2).Influência:

①.Resistência: Melhora a resistência e a ductilidade em baixas temperaturas (como aço níquel para ambientes de baixa temperatura).

②.Resistência à corrosão: Aumenta a resistência a ácidos e álcalis.

③.Estabilização de austenita: No aço inoxidável, coopera com o cromo para formar uma estrutura austenítica (como o aço 304).

4.Molibdênio (Mo)

(1).Aplicativos: aço de alta resistência (como 4140), aço inoxidável (como 316) e ligas de alta temperatura.

(2).Influência:

①.Força/resistência ao calor: Melhora a resistência a altas temperaturas e a resistência à fluência.

②.Resistência à corrosão: Aumenta a resistência à corrosão sob tensão por cloreto (como aço inoxidável 316).

③.Refinamento de grãos: Melhora a temperabilidade.

5. Manganês (Mn)

(1).Aplicativos: aço carbono (como A36), aço de alta resistência e baixa liga (HSLA) e aço manganês austenítico (como o aço Hadfield).

(2).Influência:

①.Desoxidação/dessulfurização: Reduz os efeitos nocivos do enxofre (forma MnS em vez de FeS).

②.Hardenabilidade: Melhora a temperabilidade e a resistência ao desgaste (por exemplo, aço com alto teor de manganês para caçambas de escavadeiras).

③.Estabilização de austenita: Substituição parcial de níquel em aço inoxidável.

6.Silício (Si)

(1).Usos: Aço para molas (por exemplo, 65Mn), aço elétrico e ligas de alumínio (por exemplo, série 4xxx).

(2).Influência:

①.Força/elasticidade: Melhora a resistência e o limite elástico do aço (por exemplo, aço para molas silício-manganês).

②.Desoxidante: Remove oxigênio durante a fabricação de aço.

③. Propriedades magnéticas: Melhora a permeabilidade magnética do aço elétrico.

7.Alumínio (Al)

(1).Usos: Ligas de alumínio (por exemplo, 6061), ligas de alta temperatura (por exemplo, Fe-Cr-Al) e desoxidantes.

(2).Influência:

①.Leveza: Reduz a densidade (as ligas de alumínio são cerca de 2/3 mais leves que o aço).

②.Resistência à corrosão: Forma película protetora de Al2O3.

③.Refinamento de grãos: Inibe o crescimento de grãos no aço.

8.Titânio (Ti)

(1).Aplicativos: Ligas de titânio (por exemplo, Ti-6Al-4V), aços inoxidáveis (por exemplo, 321) e ligas de alta temperatura.

(2).Influência:

①.Relação força/peso: As ligas de titânio possuem resistência específica extremamente alta.

②.Resistência à corrosão: Resiste à água do mar e à corrosão por cloretos.

③.Formação de carboneto: Fixa carbono em aço para evitar corrosão intergranular (por exemplo, aço inoxidável 321).

9.Cobre (Cu)

(1).Aplicativos: Latão (Cu-Zn), bronze (Cu-Sn) e aços de endurecimento por precipitação (por exemplo, 17-4PH).

(2).Influência:

①.Resistência à corrosão: Melhora a resistência à corrosão atmosférica (por exemplo, aço intemperizado).

②.Condutividade elétrica/térmica: As ligas de cobre possuem excelente condutividade elétrica.

③.Fortalecimento da precipitação: Forma a fase ε-Cu em aço (por exemplo, aço inoxidável 17-4PH).

10. Vanádio (V)

(1).Aplicativos: Aços ferramenta (por exemplo, D2), aços de alta resistência e baixa liga (HSLA).

(2).Influência:

①.Refinamento de grãos: Formação de carbonitretos (como VC) para inibir o crescimento dos grãos.

②.Força/resistência: Melhore a resistência enquanto mantém a tenacidade (como o aço HSLA).

11.Tungstênio (W)

(1).Aplicativos: Aço rápido (como M2), metal duro (WC-Co) e ligas de alta temperatura.

(2).Influência:

①.Dureza em alta temperatura: Formação de carbonetos resistentes ao desgaste (como W2C).

②.Dureza vermelha: O aço rápido mantém a dureza em altas temperaturas.

12.Zinco (Zn)

(1).Aplicativos: Aço galvanizado (prevenção de ferrugem), latão (Cu-Zn) e ligas de alumínio (como a série 7xxx).

(2).Influência:

①.Proteção do ânodo sacrificial: A camada de zinco protege a matriz de aço.

②.Força: Forma uma fase de reforço em ligas de alumínio (como Zn-Mg-Cu, liga de alumínio 7075).

Resumo: A principal influência dos elementos nas propriedades mecânicas

Ao ajustar o conteúdo e a combinação desses elementos, as ligas podem ser projetadas para atender a necessidades específicas (como aços de alta resistência, ligas resistentes à corrosão ou ligas de alta temperatura).