Ligas Metálicas

Ligas metálicas são materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos, sendo que pelo menos um deles é um metal.

Normalmente, a formação das ligas metálicas se dá pelo aquecimento conjunto dos metais até que ambos atinjam os seus pontos de fusão, isto é, até que derretam. Posteriormente, deixa-se a mistura esfriar e solidificar-se totalmente.

As ligas metálicas possuem ampla aplicação, pois têm várias vantagens que os metais isolados não apresentam. Por exemplo, o que ocorre geralmente é que os metais puros não apresentam todas as qualidades necessárias para determinada aplicação. Sendo muitas vezes excessivamente duros, ou muito moles, ou ainda (como é o caso dos ferros) oxidam-se facilmente e são quebradiços.

Assim, a liga metálica pode ser preparada de modo a adquirir as propriedades que se quer que o metal possua, para determinada aplicação. Essas características irão depender de vários fatores, tais como: os elementos que formam a liga, a proporção em que cada um deles é misturado, a estrutura cristalina, o tamanho e a arrumação dos cristais e os tratamentos que a liga venha a sofrer.

Um exemplo que mostra claramente isso é o que ocorre no momento da solidificação. Em razão do tipo de retículo cristalino de cada metal presente na mistura, podem-se observar tipos de ligas diferentes, que são:

• Liga homogênea:os retículos cristalinos dos metais são muito semelhantes, tanto na forma como no tamanho; por isso, ocorre a formação de um único retículo cristalino. Exemplo: ligas monetárias (o cobre e o níquel possuem o retículo cristalino cúbico de faces centradas e os tamanhos são aproximados);
• Liga heterogênea: os retículos cristalinos dos metais são muito diferentes, ocorrendo a formação de retículos cristalinos individuais. Vale ressaltar que apesar desse tipo de liga ser considerado heterogêneo, isso só é possível de se visualizar por meio de um microscópio. Exemplo: magnálio (o alumínio se cristaliza na forma cúbica de faces centradas e o magnésio na forma hexagonal compacta);
• Compostos intermetálicos:são ligas metálicas que apresentam composição química bem definida, mas não são iguais aos compostos químicos comuns, porque não há troca nem compartilhamento de elétrons, apenas um encaixe dos metais num único retículo cristalino, na proporção mostrada na “fórmula”. Exemplos: CaPb₃, AgZn, Cu₂Sb, Cu₅Zn₈.

Veja a seguir alguns exemplos de ligas metálicas, seus constituintes, suas propriedades e usos:

Aço:

• Componentes:Fe (≈98,5%), C (0,5 a 1,7%), Si, S e O (traços);
• Propriedades principais:alto ponto de fusão (próximo de 1300ºC), densidade 7,7 g/cm³ e é mais resistente à tração do que o ferro puro;
• Principais aplicações:fabricação de peças metálicas que sofrem elevada tração, principalmente estruturas metálicas.

Aço Inox:

• Componentes:Aço (74%), Cr (18%) e Ni (8%);
• Propriedades principais: é praticamente inoxidável;
• Principais aplicações: talheres, peças de carro, brocas, utensílios de cozinha e decoração.
• Liga de ouro de joalheria (ouro 18 quilates):
• Componentes: Au (75%), Cu e Ag;
• Propriedades principais: liga que apresenta dureza adequada para a joia, que mantém o brilho e a durabilidade do ouro; e tem a vantagem de que o ouro puro é um metal macio, que pode ser facilmente riscado;
• Principais aplicações: na manufatura de joias e peças ornamentais.

Bronze:

• Componentes: Cu (67%) e Sn (33%);
• Propriedades principais: elevada resistência ao desgaste por fricção;
• Principais aplicações: produção de sinos, medalhas, moedas e estátuas.

Latão:

• Componentes: Cu (95 a 55%) e Zn (5 a 45%);
• Propriedades principais: fácil de moldar, flexibilidade e boa aparência;
• Principais aplicações: peças de máquinas, instrumentos de sopro, produção de tubos, armas e torneiras.

Amálgama:

• Componentes: Ag (70%), Sn (18%), Cu (10%) e Hg (2%);
• Propriedades principais: baixo coeficiente de dilatação, resistência à oxidação e alta maleabilidade;
• Principais aplicações: obturações dentárias.

Metal wood (liga de Bismuto):

• Componentes: Bi (50%), Pb (27%), Sn (13%) e Cd (10%);
• Propriedades principais: baixa temperatura de fusão (em torno de 68ºC);
• Principais aplicações: em fusíveis elétricos que se fundem e se quebram, interrompendo a passagem de corrente elétrica.