1-Introdução

Considerando a sua localização na tabela periódica dos elementos, pode-

se pensar que o magnésio desempenha papel importante como material estrutural

aeroespacial. No entanto esse metal extremamente level está sujeito a uma série de

limitações que o torna inviável. As ligas de magnésio geralmente podem competir

com ligas de alumínio para aplicações estruturais, comparado com ligas de

alumínio de alta resistência, ligas de magnésio não são tão fortes (força de tração

de 20-50 Ksi contra 40-80 Ksi) e têm um menor módulo de elasticidade (6.5msi

contra 10-11msi). No entanto, o magnésio é significativamente mais leve (0,063 vs

0,100 lb/ in.3). E, portanto, suas ligas são competitivas em uma resistência

específica e um módulo base. [1]

As ligas de magnésio, com sua estrutura hexagonal compacta (HC),deve

normalmente ser formado à temperaturas elevadas, enquanto que o alumínio pode

ser prontamente formado à temperatura ambiente. Além disso, as ligas de

magnésio são normalmente mais cara comparadas às ligas de alumínio. No

entanto, o maior obstáculo para a utilização das ligas de magnésio é a sua

resistência à corrosão extremamente pobre.

O Magnésio ocupa a posição anódica mais elevada na série galvânica, e,

comotal, há sempre o forte potencial de corrosão, como mostrado no exemplo da

figura 1.

Figura 1: Peça de magnésio corroída severamente. [1]

No entanto, alguma das ligas mais recentes tem uma resistência à

corrosão muito melhor do que as ligas mais antigas. Como mostrado na figura 2

alguns dos novos elementos de ligas apresentam uma resistência equivalente aos

alumínios fundidos. As ligas de magnésio tem muito boa capacidade de

amortecimento e fundidas têm encontrado aplicação em ambientes de alta

vibração, tais como caixas de engrenagens de helicóptero.

Figura 2: Comparação de corrosão – Ligas de fundição de Magnésio e Alumínio. [1]

2-Histórico e Propriedades do Magnésio

O Magnésio é o metal mais leve usado e produzido em escala comercial

(lítio e sódio são extremamente reativos para terem usos na forma reduzida, e

o berílio é extremamente tóxico) [2]. Embora não seja tão abundante na crosta

terrestre como o alumínio, ainda assim é o oitavo elemento mais abundante,

correspondendo a 2% em massa da composição da crosta.

Na natureza, este metal alcalino terroso nunca é encontrado na forma

metálica, somente na forma de compostos como carbonatos, silicatos, sulfatos,

cloretos, etc. Pode ser encontrado em mais de 60 minérios diferentes, sendo que

os de importância comercial são: Magnesita, Dolomita, Carnalita, Brucita, Olivina,

Talco e Serpentina. Outra importante fonte de magnésio é a água do mar, na qual

o magnésio é o terceiro elemento mais abundante, somente ficando atrás do cloro

e do sódio [3].

É um metal que possui diversas propriedades interessantes, sendo

que a sua baixa densidade de 1,738 g/cm³ (ainda menor que a do alumínio)

se destaca entre elas, como mostrado no gráfico 1. Na temperatura de fusão a

densidade diminui ainda mais, passando para 1,65 g/cm³.

Gráfico 1: Relação entre a densidade e resistência de metais e polímeros. [6]

Possui pontos de fusão e de ebulição relativamente baixos, alto

coeficiente de expansão térmica e módulo de elasticidade relativamente baixo,

conforme apresentado na Figura 3.

Tabela 1: Propriedades do magnésio. [3]

É possível analisar essas propriedades pensando-se nas vantagens e

desvantagens do magnésio como um material estrutural [4].

Entre as vantagens pode-se citar: (1) baixa densidade, (2) excelentes

características amortecedoras, (3) elevada resistência à fadiga, (4) ser

paramagnético (não magnetizável) e (5) não dar origem a faíscas [4].

As principais desvantagens são: (1) módulo de elasticidade

relativamente baixo( gráfico 2), (2) alto coeficiente de expansão térmica, (3)

relativa resistência à corrosão, (4) emprego impraticável acima de 200°C e (5)

susceptibilidade à corrosão sob tensão [4].

Gráfico 2: Relação entre a densidade e o módulo de elasticidade para metais e

polímeros.[6]

Pode-se analisar, portanto, que como um material de engenharia, o

magnésio puro, assim como a maioria dos outros metais, não possui muitas

aplicações [2; 4]. É preciso se recorrer a ligas para melhorar as propriedades do

metal. A adição de determinados elementos ao magnésio permite um aumento da

resistência mecânica e da resistência à corrosão, além de facilitar sua produção. O

magnésio forma liga com a maior parte dos metais comuns, sendo que as mais

importantes comercialmente são com alumínio, zinco e manganês [2].

A evolução histórica do magnésio em sua forma metálica está

intimamente ligada às duas guerras mundiais. O magnésio foi isolado em 1808

por Sir Humphry Davy, em 1828 o cientista francês Bussy reduziu cloreto de

magnésio anidro com potássio; em 1833 Faraday realizou a primeira eletrólise

de cloreto de magnésio fundido para produção de magnésio metálico. A

obtenção do magnésio era cara, o que dificultava sua produção em larga escala.

No entanto, a Alemanha já se destacava como um país produtor do metal

(para fins bélicos e pirotécnicos), que inclusive era conhecido por “the German

metal” [5].

A demanda ocasionada em função da primeira guerra levou mais países a

investirem na produção do magnésio, mesmo esta sendo cara. O metal era

usado para produção de sinalizadores, partes de avião, balas, etc [5].

Entre as duas grandes guerras, surgiram diversos usos comerciais para o

magnésio, tais como uso em automóveis, navios, como reagente para flash de

máquinas fotográficas, entre outros. Além disso, a busca por poder bélico,

principalmente por parte da Alemanha, aquecia ainda mais o mercado de

magnésio, permitindo a abertura e o desenvolvimento de indústrias produtoras de

magnésio por toda a Europa e nos Estados Unidos [5].

A segunda guerra mundial levou a um grande aumento da demanda e da

produção do magnésio (chegando a um pico de 288 mil ton/ano em 1944), de

forma que os preços caíram significativamente. Nessa época o metal foi muito

usado de maneira estrutural, tendo grande aplicação no setor aeroespacial, devido

à sua baixa densidade [5].

Com o fim da segunda guerra houve uma grande queda na produção

de magnésio, como pode ser observado na Figura 2. Demorou por volta de 50 anos

para que o metal fosse novamente produzido em tanta quantidade quanto na

década de 40, sendo que o mesmo nível de produtividade só foi atingido em 1992.

Nesse intervalo houve algumas fracas tentativas de se inserir o magnésio no

mercado, como, por exemplo, no Fusca da Volkswagen e como material para

alimentos enlatados na estação nuclear Calder Hall [5].

Tabela 2: Quantidade de magnésio produzida entre 1937-1958. [2]

Desde 1993 houve um renovado interesse no uso de ligas de magnésio,

tanto para o setor automobilístico, quanto para os setores doméstico e esportivo,

devido ao fato deste ser um metal extremamente leve [5]. Um grande campo de

aplicação para o magnésio e suas ligas atualmente é o de aparelhos eletrônicos.

Devido ao seu baixo peso e às suas boas propriedades mecânicas e elétricas, o

metal é usado para a fabricação de celulares, laptops, câmeras e outros

componentes eletrônicos [3].

Alguns outros usos para o magnésio e suas ligas atualmente são:

• Como reagente para a produção de flash de máquinas fotográficas, em

sinalizadores, fogos de artificio e em artefatos pirotécnicos. – Devido a sua

inflamabilidade e produção de uma luz branca, intensa e brilhante ao queimar.

• Na forma de fitas, na preparação da reagente de Grignard, útil na síntese

de compostos orgânicos.

• Como aditivo para a produção de ferro fundido nodular, auxiliando na

esferoidização da grafita.

• Na produção de aço, onde funciona como elemento dessulfurante.

• Como agente redutor para a produção de urânio e outros metais a partir

de seus sais.

• Como anodo (galvânico) de sacrifício para a proteção de tanques,

tubos e outras estruturas subterrâneas e também em aquecedores de água.

• Em ligas de alumínioGmagnésio para fundição, com diversos usos

possíveis, em geral conferindo um aumento na dureza e na resistência à corrosão

[3].

3- Extração e Produção do Magnésio

O magnésio é o sexto elemento mais abundante na crusta terrestre (2,5%

da sua composição),contudo a sua alta reatividade significa que não é encontrado

no seu estado metálico na natureza. A água do mar contém 0,13% de magnésio

sendo este extraído para produção de magnésio metálico. Outras fontes comerciais

são a dolomita ((CaMg)CO3), Magnesita (MgCO3), carnalite (KCl.MgCl2.6H2O),

silicato de magnésio (talco) .

Figura 3: Imagens da dolomita, carnalite e Magnesita respectivamente. [7]

A dolomita é um carbonato difundido, disponível em todos os continentes

e é o principal minério de Magnésio usado na China. A Magnesita tem um maior

teor de Mg que a dolomita (Figura 6), no entanto, seus depósitos estão

geograficamente restritos. [8]

Gráfico 3: Concentração de Magnésio nas suas principais matérias prima. [8]

A maior parte da atual produção mundial de magnesita provém da China,

Coréia do Norte, Rússia e Turquia. Juntos estes quatro p aíses responderam por

67,12% da produção mundial deste insumo mineral no ano de 2005. A Tabela a

seguir mostra a produção e as reservas mundiais conhecidas de magnesita.[9]

Fontes, a partir das quais compostos de magnésio podem ser

recuperados, variam de grandes a virtualmente ilimitadas e são distribuídas

globalmente.Jazidas identificadas de magnesita totalizam 12 bilhões de toneladas.

Fontes de brucita, dolomita, forsterita e evaporitos contendo magnésio são

enormes eestima-se que salmouras contendo magnésio constituam uma fonte de

bilhões de toneladas. Com o aumento do custo dos combustíveis, há uma

distintavantagem, no entanto, na conversão de magnesita natural em MgO, ao invés

de se produzir magnésia a partir da água do mar ou salmouras. [9]

Tabela 3: Produção mundial de magnesita, reservas e reserva base.[9]

O maior depósito de magnesita da China está localizado a aproximadamente

65km ao sul/sudeste da cidade metalúrgica de Anshan, na província de Liaoning, um

distrito da antigaManchúria. Os depósitos da Rússia estão localizados no sul dos montes

Urais e no leste da Sibéria, nas montanhas Savan. A Coréia do Norte tem suas reservas

principais na província de Kankyo. A Turquia tem seus principais depósitos de magnesita

cristalina na região do Mar Negro, além de importantes reservas de magnesita

criptocristalina nas regiões de Eskisehir e Kutaya. Na Grécia é em Vavdos, península de

Khalkidiki, na Thessalonika, que se localizam os depósitos de magnesita criptocristalina.

Os mais importantes depósitos da Áustria estão localizados em Semmering, Veitsch,

Breitenau Trieben, Radentheim e Dientin. A Espanha tem, na província de Navarra,

próximo da fronteira com a França, os seus principais depósitos. A India tem seus

depósitos maiores em Salem, um distrito do estado de Madras e no distrito de Almora, em

Uttar Pradesh. Em Kosice, Jelsava e Lobinobana estão as principais reservas da Eslováquia.

AAustrália tem depósitos de magnesita criptocristalina em Kunwarara emQueensland,

Fifield e Young em New South Wales e Ravensthorpe em Western Australia.[9]

O Brasil tem a totalidade de suas grandes reservas de magnesita conhecidas até o

momento, concentradas no nordeste do país, maisespecificamente nos estados da Bahia e

Ceará (Bodenlos, 1950, 1954). A Tabela 4 mostra dados sobre as reservas brasileiras.

Tabela 4: Reservas de Magnesita do Brasil.

Como se verifica na Tabela 4 no município de Brumado-BA, na Serra das Éguas,

estão as maiores reservas conhecidas no Brasil deste bem minera l, até o presente. Ali

também estão as mais produtivas minas conhecidas em nosso País.

Embora essas ocorrências sejam conhecidas desde as últimas décadas do século

19, a efetiva produção das minas só começou em 1945 através da empresa Magnesita S.A.

Tambémo município de Sento Sé-BA possui reservasconsideráveis de minérios de

magnesita . [9]

A Figura 4, ilustra a distribuição dos depósitos de magnesita em todo o mundo,

conhecidos até 1986. Faz-se uma tentativa de mostrar, também, o tamanho das reservas e,

ainda, o tipo do depósito.

Figura 4: Localização de depósitos de magnesita no mundo.

Relação dos depósitos assinalados na Figura 4:

Américas do Sul e Central: 1 = Brumado, Serra das Éguas, Brasil, 2 =

Iguatu, Brazil, 3 = Alto Chapare, Bolívia, 4 = Isla Margarita, Venezuela, 5 =

Guatemala, 6 = Sta. Margarita Island, México.

América do Norte: 7 = Coast Ranges, Calif., 8 = Kern County, Nev., 9 =

Gabbs, Nev., 10 = Stevens C ounty, Wash., 11 = Marysville, B.C., 12 = Radium Hot

Springs, B.C., 13 = Deloro, Ont., 14 = Kilmar, Que., 15 = Cape Breton Island, New

Scotland, 16 = Maryland, USA.

Europe: 17 = Shetlands, UK, 18 = Snarum, Noruega, 19 = Trondheim,

Noruega, 20 = Norbotten, Suécia, 21 = Pacios, Espanha, 22 = Eugui, Espanha e

Pirineus, 23 = Ortler, Itália, 24 = Graywacke Zone, Áustria, 25 = Kraubath, Áustria,

26 = Eslováquia, 27 = Bela Stena, Sérvia, 28 = Sérvia, 29 = Servia Basin, Grécia, 30 =

Vavdos, 31 = Euboea, Grécia, 32 = Elba, 33 = Ural, Rússia.

Ásia: 34 = Achin., Afeganistão, 35 = Kumaun, Himalaia, India, 36 =

Kharidunga, Nepal, 37 = Ust Kara, Mongolia, 38 = Shandung, China e Khingan, Lioa

Tung, Manchuria, 39 = Yongyang e Namgye, Coréia do Norte, 40 = Mysore, 41 =

Salem, India, 42 = Bozkurt, 43 = Eskisehir, Turquia.

Austrália: 44 = Huandot, N.T., 45 = Lawlers, 46 = Bulong, 47 =

Ravensthorpe, W.A., 48 = Balcanoona, 49 = Copley, 50 = Eyre Peninsula, 51 =

Coorong Lagoon, S.A., 52 = Arthur e Savage River, Tasmania, 53 = Heathcote, Vic.,

54 = Thuddrunga, N.S.W., 55 = Mt. Redcliffe, Qld., 56 = Nova Caledônia.

África: 57 = Beni Bousera, Marrocos, 58 = Eastern Desert, Egito, 59 = Sol

Hamid, Sudão, 60 = Lake Natron, Tanzania, 61 = Mtito Andei, Kenia, 62 = Pare Mts.,

Tanzania, 63 =Bié, Angola, 64 = Barton Farm, Zimbabwe, 65 = Barbeton, África do

Sul, 66= J. Rokham, Arábia Saudita, 67 = Sabkhas de Abu Dhabi.

Ao longo do período 1988-2000, os preços dos produtos da magnesita

apresentaram um forte declínio, tanto no mercado interno quanto no externo,

fruto do excesso de oferta em relação à demanda.

Gráfico 4: Evolução dos Preços de Magnesita 1988 – 2000. [10]

Existem dois caminhos principais de processos utilizados para a produção

do metal de magnésio. O primeiro processo recupera cloreto de magnésio a partir

de matérias-primas e converte-a em metal através da eletrólise de sal fundido. O

segundo tipo de processo envolve a redução de óxido de magnésio com o ferro-

silício ou de alumínio, a temperaturas elevadas. Os exemplos dos dois tipos de

processos estão descritos a seguir.

O magnésio também pode ser recuperado e produzido a partir de uma

variedade de magnésio contendo matérias primas secundárias.

1) O processo de produção de magnésio a partir de recursos de óxido de

magnésio

       

O processo permite a produção de magnésio a partir de matérias-primas

dos óxidos: Magnesita, brusite, serpentina e outros. Também é adequado para a

produção de magnésio a partir de matérias-primas, que contém sulfato de

magnésio ou a sua mistura com os cloretos, incluindo água do mar. Em todos os

casos, o cloro produzido pela electrólise é reciclado e usado para a conversão de

óxido de magnésio ou sulfato de sódio e cloreto de magnésio.     

O processo consiste nas etapas seguintes:

- A lixiviação da matéria-prima por ácido clorídrico e a purificação da solução

produzida,

- Separação do produto de cloreto de magnésio na forma de carnalite sintético ou

uma mistura de cloretos de a referida solução,

- Desidratação do referido produto no leito fluidizado pelo fluxo de gases quentes,

que contém cloreto de hidrogénio, com uma produção de produto desidratado

sólido, que não contenha mais de 0,3 wt% de óxido de magnésio e água, cada um.

- Alimentação do referido produto em eletrolisadores ou unidade chefe da linha de

fluxo e sua eletrólise com produção de magnésio e cloro. [11]

O cloro produzido pela electrólise é alimentado pelos fornos queimadores

de leito fluidizado (FB), onde é convertido em cloreto de hidrogénio. Os gases

residuais de fornos de FB, contendo HCl, são tratados pela água para produzir

ácido clorídrico que é usado para a lixiviação da matéria-prima, ou neutralizado

por suspensão aquosa de óxido de magnésio para produzir uma solução de cloreto

de magnésio.

 O eletrólito esgotado formado no decurso da eletrólise é utilizado para a

produção de carnalite sintético. Todos os produtos residuais que contêm cloro são

utilizados com a produção de óxidos neutros. É uma vantagem importante do

processo do ponto de vista ambiental. [11]

Figura 5: Diagrama de fluxo do processo de produção de magnésio a partir de recursos de

óxido de magnésio. [11]

2 ) O processo Pidgeon - O processo de redução térmica

No Processo de Pidgeon, o magnésio é produzido a partir de dolomite

calcinada sob vácuo e a temperaturas elevadas, utilizando silício como agente

redutor. No processo, a dolomite finalmente triturada (de magnésio / cálcio) de

carbonato é alimentada a fornos rotativos onde é calcinada e o dióxido de carbono

é retirado deixando como produto a dolomite calcinada. A dolomite calcinada é em

seguida pulverizada num moinho de rolos antes de se misturar com o ferro-silício

finamente moído e fluorite. A dolomite calcinada fina, ferro-silício, e fluorita são

pesados em lotes e misturados em um misturador rotativo. Esta mistura é então

briquetada em prensas de briquetagem.

Briquetes são então transmitidas para os fornos de redução. A operação

de redução é um processo em lotes que liberão o magnésio em forma de vapor, que

se condensa na secão de refrigeração à água do lado de fora da retorta parede do

forno. Após a remoção do forno, o magnésio "coroa" é pressionado a partir da

manga de uma prensa hidráulica. [11]

Figura 6: Gráfico fluxo de processo - Usina de magnésio Timminco.[11]

O resíduo a partir da carga de redução é removido da retorta e enviado

para um aterro de resíduos.

4- Magnésio na Aeronáutica

O uso de ligas de magnésio na indústria aeroespacial é bastante limitado.

Na verdade, o uso de liga de magnésio na indústria aeroespacial tem diminuído

constantemente desde a Segunda Guerra Mundial. A maior parte das atuais

aplicações são ligas fundidas de areia para o uso em estruturas secundárias,tais

como caixas de engrenagens de helicóptero. O baixo peso e boas propriedades de

amortecimento são a motivação para a sua seleção.

Considerações metalúrgicas do Magnésio

O magnésio puro tem um ponto de fusão de 1202o F e uma estrutura

cristalina hexagonal compacta (HC).

Uma vez que a estrutura cristalina HC restringe o deslizamento dos planos

base, o magnésio é difícil de se deformar plasticamente à temperatura ambiente,

isto é, a taxa de trabalho para o endurecimento à temperatura ambiente é elevada

e a ductilidade é baixa. À temperaturas elevadas, os planos de deslizamento tornar-

se operativo para outras ligas de magnésio que são normalmente formadas a

temperaturas superiores a 440oF, geralmente na faixa de 650−950oF .

Outra conseqüência da estrutura HC é a anisotropia de propriedades

mecânicas(ou direcionalidade) na folha de laminado a frio, devido à sua textura

cristalográfica. Porexemplo, o limite de elasticidade em compressão de produtos

forjados é apenas cerca 40-70% do que o limite de tração. Devido à dificuldade de

conformação das ligas de magnésio a frio, peças fundidas prevalecem em relação à

produtos forjados.[1]

Uma consequência do seu ponto de fusão bastante baixo é a sua

suscetibilidade a fluência em temperaturas moderadamente elevadas. No entanto,

as ligas têm sido desenvolvidas com uma melhora na resistência à fluência.

O Alumínio e o zinco proporcionam um endurecimento por solução sólida.

A adição de alumínio além de proporcionar melhor resistência e dureza, amplia as

possibilidades de congelamento e torna a liga mais fácil de moldar. O alumínio em

quantidades superiores a 6% promove um endurecimento por precipitação.

O zinco é o segundo elemento de liga mais importante. Este ajuda a refinar

o precipitado em alumínio contendo ligas. O zinco pode também ser utilizado em

combinação com o zircónio, terras raras (RE), ou de tório para produzir ligas de

endurecimento por precipitação. Prata também melhora a resposta ao

endurecimento por precipitação. Zircônio é utilizado em ligas de fundição para o

refino de grãos.

O poderoso efeito de refinamento de grão do zircónio é mostrado na

figura 7 . No entanto, o zircónio não é usado em ligas que contenham alumínio pois

forma compostos quebradiços.

Figura 7: Refinamento de grão na presença de Zircônio. [1]

Adições de manganês melhoram a resistência à corrosão em água do mar

através da remoção de ferro em solução. O Silício aumenta a fluidez para a

fundição de ligas, mas diminui a resistência à corrosão de ferro, se estiver

presente. Tório e ítrio melhoraram a resistência à deformação, no entanto, o uso de

tório, o que é ligeiramente radioativo, diminuiu, devido à crescente regulamentos

sobre a sua utilização. [1]

Embora muito menos solúvel do que o alumínio e o zinco, os elementos

RE são potentes endurecedores por solução sólida. As terras raras são

normalmente adicionados como misturas naturais para os mischmetal ou como

didímio. O Mischmetal contém cerca de 50% de cério sendo o restante

principalmente formado por lantânio e neodímio, enquanto didímio contém

aproximadamente 85% de neodímio e 15% de praseodímio. Os elementos de

impureza ferro, níquel, cobre devem estar em níveis baixos para minimizar a

corrosão. As ligas de magnésio são produzidos em ambas as condições forjado e

fundido.

Algumas ligas são fortalecidos por trabalho a frio, enquanto outros podem

ser endurecidas por precipitação através de um tratamento térmico. As ligas em si

pode ser divididas em duas grandes classes: as que contêm 2-10% de alumínio

com as adições de zinco e manganês, e as que contêm zinco com adições de metais

terras raras, tório de prata, e de zircónio para a aumentar a resistência, a

resistência à fluência e o refinamento de grão. As propriedades de tração das ligas

de magnésio geralmente variam entre 10 e 50ksi de limite de resistência e 20-55

Ksi de limite de tração com alongamentos de 1-15%. [1]

5- Ligas de Magnésio

As ligas de magnésio são designadas por uma combinação de letras e

números.As duas primeiras letras indicam os dois principais elementos de liga na

liga, enquanto os dois números seguintes fornecem os valores aproximados do

primeiro e do segundo elementos de liga, respectivamente. Por exemplo, a liga

contém AZ91 cerca de 9% de alumínio e de zinco a 1%. Há também uma carta na

qual se segue a designação de liga de base, A é a composição original, B é a segunda

modificação, C é a terceira modificação, D indica uma versão de alta pureza, e

E é uma composição resistente à corrosão. No nosso exemplo, AZ91C indicaria

a terceira modificação para AZ91. O sistema de designação da liga de magnésio é

mostrado na Tabela 5 e a composição de uma série de ligas de magnésio são

apresentados na Tabela 6. [1]

As denominações para o tratamento a quente da têmpera para ligas de

magnésio são os mesmos que para as ligas de alumínio (figura 8). Este sistema de

designação é novamente mostrado na Tabela 7, no entanto, uma vez que a maioria

das aplicações aeroespaciais usam ligas de magnésio fundido, as têmperas mais

predominantes são a temperas T4, T5 e T6. As propriedades de tensão típicas de

para um certo número de ligas forjadas e fundidas são dados na Tabela 8.

5.1 - Ligas de Magnésio Forjadas

As ligas de magnésio forjado estão disponíveis como barras, tarugos,

chapas e placas. A principal liga de folha e de placa é a AZ31. Sendo a liga AZ31

reforçada por uma combinação de reforço por solução sólida, controle do tamanho

de grão e trabalho a frio, ela não é uma candidata para aplicações aeroespaciais

estruturais devido a possibilidade de amolecimento (isto é, solubilização), à

temperatura elevada. A Liga AZ31 está disponível para vários tipos de têmperas,

mas todas são limitadas a cerca de 200ºF.

Para as aplicações à temperaturas mais altas, as ligas contendo tório

HK31 e HM21 estão disponíveis. Para máxia resistência à fluência, a liga HK31

requer um tratamento térmico T6, enquanto a liga HM21 é trabalhada a frio antes

do envelhecimento (Tratamento T8). Além disso, devido à estrutura de HC, todas

os trabalhos de forjamento devem ser feitos à uma temperatura elevada. [1]

Tabela 5: ASTM Designações para as ligas de Magnésio. [1]

Para extrusões, uma das ligas de Al-Zn que são frequentemente escolhidas

são as AZ31, AZ61 ou AZ80. Certo número de ligas, tais como AZ80 e ZK60,

respondem ao endurecimento por precipitação. Uma vez que o processo de

extrusão é realizado aproximadamente a temperatura da solução de tratamento a

quente e a extrusão arrefece muito rapidamente ao ar, com isso é necessário

apenas o envelhecimento destas ligas para produzir o tratamento T5. Por exemplo,

ZK60, na condição T5, é frequentemente especificada com uma força de tenacidade

mais elevada. Outras ligas de elevada resistência a extrusão incluem ZK61 e

ZCM711. [1]

Para aplicações de alta temperatura, as ligas HK31 e HM21 podem

ser especificadas. Um fator importante na extrusão é a simetria, de preferência em

torno de ambos os eixos. A relação entre largura e espessura ótima para extrusões

de magnésio é normalmente inferior a 20.

Ligas de forjamento incluem AZ31, AZ61, AZ80, e ZK60.

AZ31 pode ser forjado à martelo enquanto os outros são geralmente forjados por

pressão. As ligas de magnésio são aquecidas a 650-950 ºF para forjar.

A liga ZK60 tem uma forjabilidade ligeiramente melhor do que as outras ligas.

Embora as peças forjadas possuam uma grande variedade de formas, as de

magnésio, são especificadas por causa da sua resistência à pressão, a usinabilidade

e falta de arqueamento não ultrapassar a sua força de resistência. [1]

Devido à anisotropia ou textura, produzida por um trabalho mecânico, a

força de resistência à compressão das ligas de magnésio forjado podem ser

sensivelmente inferiores ao limite de resistência à tração. A resistência à

deformação por compressão varia entre cerca de 0,4 a 0,7 do limite de elasticidade

por tensão. Uma vez que peças fundidas não desenvolvem textura, para ligas

fundidas o limite de elasticidade de compressão é aproximadamente igual à

resistência à deformação à tração. [1]

Tabela 6: Composições nominais para algumas ligas de magnésio. [1]

5.2 - Ligas de Magnésio Fundidas

As ligas de magnésio fundido são usadas em aplicações estruturais

aeroespaciais secundárias devido ao seu baixo peso e boas características de

amortecimento. No entanto, uma vez que as ligas de magnésio estão sujeitas à

corrosão galvânica, tratamentos de superfície e revestimentos apropriados devem

ser utilizados para evitar a corrosão. Evoluções na composição química também

ajudaram significativamente a reduzir o seu potencial de corrosão. [1]

Ligas fundidas de Mg–Al e Mg–Al–Zn. O magnésio forma liga com o alumínio para

aumentar a força, fundibilidade, e resistência à corrosão. Uma vez que o alumínio

tem uma solubilidade máxima em sólidos de 12,7% de magnésio a 808oF ,

diminuindo para cerca de 2%, à temperatura ambiente, à primeira vista isso

reforçaria a liga por endurecimento por precipitação. No entanto, os precipitados

resultantes são bastante grosseiros e causam o endurecimento apenas moderado.

Quando o zinco é adicionado à composição, refina-se o precipitado e aumenta a

força por uma combinação de reforço por solução sólida e endurecimento por

precipitação, como pode ser visto na figura 9. [1]

Figura 8: Designações para as temperas das ligas de magnésio. [1]

Figura 9: Representação das propriedades típicas para as ligas de magnésio.[1]

Mesmo assim, o grau de reforço é mínimo comparado com o alcançado

pelas ligas de alumínio que são tratadas termicamente. Com uma resistência à

tração na faixa de 31-35 Ksi e alongamentos de 1-8%, as ligas de Mg-Al-Zn não são

particularmente fortes ou dúcteis mas têm baixas densidades e são fáceis de

moldar. [1]

Figura 10: Curvas de envelhecimento para a liga Mg-9%Al com adições de Zn. [1]

As ligas Mg-Al-Zn ficaram mais resistentes à corrosão quando foram

desenvolvidas em meados dos anos 1980, usando maior matérias-primas mais

puras e limitando as quantidades de ferro( < 0,005%) , níquel (< 0, 001%) e cobre

(0, 015%). Os baixos níveis de níquel e cobre são controlados pela pureza dos

materiais de partida, enquanto que os baixos níveis de ferro são controlados com

adições de MnCl2. Por exemplo, a liga de alta pureza AZ91E, devido ao seu menor

teor de ferro, melhorou a resistência à corrosão em comparação com a liga

anteriormente de AZ91C. As ligas de magnésio são limitadas a um nível total de

alumínio e de zinco inferior a 10%; a níveis mais altos, a ductilidade é

drasticamente reduzida devido à formação de compostos intermetálicos. Assim, se

o teor de zinco da liga Mg-Al-Zn é aumentado para 3%, o teor de alumínio deve ser

reduzido para cerca de 6%, como na AZ63. No entanto, com o aumento de

conteúdo de zinco nas ligas de Mg-Al-Zn, há um aumento da microporosidade e um

encolhimento. As ligas de Mg-Al e Mg-Al-Zn são de uso limitado a temperaturas de

cerca 200o F. [1]

Ligas fundidas de Mg–Zn-Zr e Mg–Zn-Terra Rara-Zr. Ligas, tais como ZK51 e

ZK61, foram desenvolvidas como ligas de fundição por areia através da

combinação de zinco de 5-6% para o aumento da força e cerca de 0,7% de zircónio

para refinamento de grão. Embora estas sejam ligas com resistência relativamente

elevada, não são amplamente utilizadas devido à sua susceptibilidade à

microporosidade durante a fundição, e não podem ser reparadas por solda devido

ao seu alto conteúdo de zinco. Adições de terras raras nas ligas Mg-Zn-Zr

melhoram sua fundição e a fluidez, devido à formação de eutéticos de baixo ponto

de fusão que se desenvolvem nos contornos de grão durante a solidificação, o que

tende a suprimir a microporosidade e fissuração a quente, enquanto melhora a

força e a resistência à fluência. [1]

No entanto, a temperatura ambiente a força de tensão para EZ33-T5 é 20

Ksi e para ZE41-T5 é de 29 ksi, que são relativamente baixas devido à remoção do

zinco da solução sólida para formar as fases Mg-Zn-RE nas fronteiras de grão. Em

níveis baixos de estresse, essas ligas têm resistência à fluência respeitável até

320o F .

Ligas fundidas de Mg-AL-Terra Rara. A adição de 2,5% de prata e 2,5% de terras

raras produz um endurecimento por precipitação aliado com boas propriedades de

tensão de até 400oFna liga QE22, a qual tem resistência à tração de 35 Ksi no

estado T6. Ligas fundidas com cerca de 4-5% de ítrio também têm sido

desenvolvidas, por terem boas propriedades a temperaturas elevasdas. Por

exemplo, a liga WE43 tem a temperatura ambiente uma resistencia a tração de 36

ksi quando tratada a calor para o estado T6. [1]

Esta liga mantém uma resistência à tração de 36 ksi após um longo

período de envelhecimento (5000 h) a 400oF . O efeito da exposição a 400oF sobre

a força da liga WE43 é mostrado na figura 11. Uma liga relativamente nova, a

Elektron 21, conforme especificado no AMS 4429, com dados de projeto

disponíveis no Normalização,Propriedades e Desenvolvimento de Materiais

Metálicos (MMPDS), oferece muitas das vantagens do WE43, no entanto, o seu

custo é menor e a sua fusibilidade é melhor. Em vez de usar o ítrio, neodímio e

gadolínio são usados o zinco juntamente com o zircônio.

Figura 11: Efeito de um envelhecimento a 400oF nas propriedades de tração da

liga WE43A-T6. Fonte: O magnésio Electron, Ltd. [1]

5.3 - Fabricação do Magnésio

O Magnésio metálico pode ser produzido por vários processos de

metalurgia extrativa, no entanto, o processo mais amplamente utilizado envolve a

precipitação de magnésio na dolomite [CaMg(CO3)2 ¿ e precipitação da água do

mar na forma insolúvel de hidróxido de magnésio insolúvel [Mg(OH )2], que é

então tratado com ácido clorídrico para produzir cloreto de magnésio. O MgCl2 é

alimentado em células electrolíticas onde a eletricidade é usado para o converter

em magnésio metálico e cloro gasoso. [1]

5.3.1 - Conformação do Magnésio

Ligas de magnésio forjadas, como outras ligas com a estrutura de HC, são

muito mais conformáveis a temperaturas elevadas do que à temperatura ambiente.

As ligas forjadas são geralmente formadas a temperaturas elevadas; enquanto a

temperatura ambiente é utilizada apenas para ligeiras deformações em torno raios

generosos. Raios de curvatura mínimos para a formação de folhas recozidas à

temperatura ambiente, são 5-10T, 10T-20T para as folha endurecidas a frio, onde

T é a espessura da chapa. [1]

Formar ligas de magnésio a temperaturas elevadas apresenta várias

vantagens: (1) As operações de formação pode ser geralmente realizada num único

passo, sem a necessidade para hibridiza intermediários;(2) as peças podem ser

feitas com tolerâncias mais estreitas com menos retorno elástico;e (3) moldes de

aço endurecido não são necessárias para a maioria das operações de moldagem.

A formabilidade para a folha da liga de magnésio é indicada pela sua

capacidade de resistir à flexão ao longo de um mandril de 90osem rachaduras. A

moldabilidade depende da composição, do temperamento, espessura do material e

temperatura de formação. Com temperaturas e parâmetros de formação corretos,

todas as ligas de folha de magnésio podem ser profundamente atraídas para as

mesmas reduções. [1]

Uma vez que o magnésio é um metal bastante suave, tanto as suas partes

quanto as ferramentas de formação devem estar limpas e livres de riscos, e um

lubrificante de moldagem, tal como a grafite coloidal, deve ser utilizado. Em

operações de moldagem mais quentes, tanto a folha e as ferramentas são

aquecidas. Métodos de aquecimento aceitáveis incluem aquecedores de cartucho

elétricos embutidos em matrizes, com aquecimento radiante, gás, infravermelho e

fluidos de transferência de calor. A lubrificação é mais importante na formação por

conformação do que a frio, porque a tendência para a formação escoriações

aumenta com o aumento da temperatura. [1]

Nas operações de conformação severas, é preferível a utilização de pessas

recozidas. As folhas parcialmente endurecidas por têmpera, tal como H24, podem

ser formados em extensões consideráveis, mas com o passar to tempo a

temperatura causará amolecimento e uma redução das propriedades da liga.

Também deve ser observado que o tempo e a temperatura é cumutativa se

múltiplas operações de conformação estão envolvidos. A folha de AZ31-H24 é

normalmente formada a temperaturas inferiores a 325o F, para evitar excesso de

recozimento e propriedades inferiores às desejadas.

Para a estampagem, ligas de magnésio podem ser estampatas a frio para

uma redução máxima de 15-25% na condição recozida. A capacidade de

estiramento a frio de AZ31-O é de cerca de 20%. Peças após serem desenhadas a

frio são submetidas a um alívio de estresse a temperatura de 300o F durante 1

hora, isso ocorre eliminar a possibilidade de quebra por tensões residuais. [1]

Embora ambas as prensas hidráulicas e mecânicas possam ser utilizadas,

as prensas hidráulicas são preferíveis porque são mais lentas e mais fáceis de

controlar. Estampagens a quente têm a vantagem de que a operação pode

geralmente ser realizada num único passo. Por exemplo, AZ31-O pode ser

desenhada 68% a quente, em uma única operação.

Tanto as folhas de magnésio quanto as extrusões podem ser alongadas. A

folha é geralmente aquecida até 325−550oF e lentamente esticada para o contorno

desejado. A folha AZ31-O é geralmente esticada a 550o F sem uma alteração nas

suas propriedades mecânicas, enquanto a liga AZ31-H24 é geralmente formada a

325o F em intervalos de tempo inferiores a 1 h, para evitar uma apreciável perda de

força. [1]

5.3.2 – Fundição por areia do Magnésio

A fundição em areia é o método mais econômico para a produção de peças

fundidas com baixo volume, isso explica por que ela é muitas vezes o processo

escolhido na indústria aeroespacial. A reatividade do magnésio provoca reações

entre o metal líquido e a água nos moldes de areia "verde" ou de oxigénio em

moldes de areia seca. Estas reações provocam um escurecimento da pele do

fundido a uma profundidade apreciável apresentando a presença de porosidade e

uma cor cinza efeito do óxido em pó, chamado queima. Para evitar estes defeitos,

os quais afetam negativamente a resistência, a areia é misturada com inibidores

tais como 0,4-0,8% de fluoroborato de potássio ou fluoreto de de sílica sódio. As

ligas de fundição de magnésio são normalmente fundidas em um cadinho aço de

baixo carbono. O metal pode tanto derramado a partir do cadinho de aço quanto

transferido para uma panela de vazamento. As ligas de magnésio fundidas tendem

a oxidar-se e queimar ao ar e, portanto, as superfícies de fundição devem ser

protegidas do ar. Embora existam tanto os processos de fluxo e menos-fluxo, o

processo de menos-fluxo é o mais amplamente utilizado. No processo de menos-

fluxo, ou de atmosfera protecora de ar / gás de hexafluoreto de enxofre ou de ar /

dióxido de carbono / mistura de gás hexafluoreto de enxofre é utilizado para

eliminar os problemas de contaminação inerentes nos fluxos dos sólidos de

cloreto. [1]

O refinamento de grão é um aspecto importante nas ligas de magnésio

fundidas em areia. As ligas de Mg-Al e Mg-Al-Zn são tem geralmente seus grãos

refinados pela inoculação de carbono com o hexacloroetano ou hexaclorobenzeno

em tábuas comprimidas. O refinamento de grão é alcançado devido à formação de

carboneto de alumínio (Al¿¿4C3)¿, que proporciona sítios de nucleação

heterogêneos.

A libertação do cloro presente nessas tábuas, também ajuda a remover o

gás hidrogênio a partir da massa fundida. O zircônio é adicionado às ligas de

magnésio fundidas que não pussuam alumínio para refinar o tamanho de grão. O

zircônio não pode ser utilizado para refinamento de grão nas ligas de magnésio

contendo alumínio porque forma componentes intermetálicos quebradiços com o

alumínio. Juntamente com os refinadores de grão, o cloreto de manganês (MnCl2)

é adicionado à massa fundida para precipitar as impurezas de ferro. Após a fusão, a

liga é agitada, após isso o metal fundido pode repousar durante cerca de 15

minutos para permitir que os compostos de Al-Mn-Fe formem compostos

intermetálicos e depositem-se no fundo do cadinho. Após o vazamento, a lama de

Al-Mn-Fe com compostos precipitados é removida do fundo do vaso de fusão. O

tamanho do grão durante o vazamento é frequentemente verificado pelo

derramamento de uma pequena barra, juntamente com a fundição e, em seguida,

fraturanda-o e comparando a sua aparência de fratura a um conhecido conjunto de

amostras que apresentam diferentes tamanhos de grão. Para as fundições

aeroespaciais, barras de teste de tração também são derramadas durante a

fundição. Além disso, uma análise destrutiva completa de fundidos pode ser

necessária para uma base de amostragem. [1]

O vazamento por gravidade é normalmente utilizado para a fundição de

magnésio em areia. O metal flui para baixo em um canal e no sistema de calhas. Nos

canais eles são afunilados para ajudar a impedir o ar de entrar no fundido. Práticas

de acoplamento são importantes porque turbulências durante a transferência

podem resultar em óxidos e escória dentro do metal que está escoando o que

provocaria inclusões ou corrosões na superfície a ser dobrada. Telas ou filtros são

frequentemente usados para remover filmes de óxidos e impurezas. Avanços na

composição da areia e do núcleo de fabricação permitem agora o lançamento de

ligas de magnésio bastante complexas . Elas são frequentemente utilizadas para

complexas caixas de engrenagens que contêm óleo para a refrigeração de

pequenos diâmetros de furos integrais cercados por compartimentos de paredes

finas. A carcaça da caixa de velocidades típica de um fundido é mostrada na figura

12. [1]

As ligas de magnésio são moldadas em moldes permanentes quando o

número de peças justifica o alto custo ferramental. As propriedades mecânicas da

areia e da fundição de moldes permanentes são comparáveis, mas um maior

controle dimensional e uma melhor superfície podem ser obtidos por uma

fundição com molde permanente. Como resultado das lentas taxas de solidificação,

tanto para a fundição em areia quanto para a fundição em moldes permanentes,

um tratamento utilizando calor geralmente é necessário para chegar às

propriedades aceitáveis. [1]

Figura12: Habitação da caixa de velocidades feita de magnésio fundido. [1]

5.3.3 - Tratamento térmico para o Magnésio

As ligas de magnésio forjadas podem ser recozidas por um aquecimento a

550−850o F de 1 a 4 horas para produzir o máximo de recozimento prático. Sendo

a maioria das operações de moldagem realizadas a temperaturas elevadas, a

necessidade de recozimento completo é menor do que com muitos outros metais.

O alívio de tensões é usado para remover ou reduzir tensões

residuais em ligas forjadas de magnésio produzidas por trabalho a frio ou a quente,

como corte, conformação, estiramento e soldagem. O alívio de tensões é

geralmente conduzido a 300−800o F para tempos que variam de 15 a 180 minutos.

As ligas fundidas passam também por alívio de tensões por uma variedade de

razões: (1) para impedir a corrosão sob tensão no fundido de magnésio contendo

mais de 1,5% de alumínio, especialmente se ele for reparado por solda, (2) para

permitir a usinagem de precisão com pequena tolerância dimensional para peças

fundidas, e (3) para evitar a deformação e distorção de peças em serviço. [1]

Embora peças fundidas de magnésio, normalmente, não possuam

elevadas tensões residuais, mesmo moderadas tensões residuais podem causar

grandes deformações elásticas devido ao baixo módulo de elasticidade do

magnésio. As tensões residuais podem resultar da contrcção não uniforme durante

a solidificação, o arrefecimento não uniforme durante o tratamento térmico, as

operações de usinagem e reparação de solda. [1]

Ligas fundidas de Mg-Al-Zn quando soldadas não necessitam de

tratamento térmico, após a soldagem a solução deve ser submetida a um

tratamento de alívio de tensões durante 1 hora a 500o F para eliminar a

possibilidade de corrosão sob tensão. Da mesma forma, as ligas forjadas de Mg-Al-

Zn exigem o alivio o estresse após a conformação a frio para evitar a corrosão sob

tensão.

Embora as ligas de magnésio não atinjam forças elevadas em comparação

com as ligas de alumínio durante o endurecimento por precipitação, existe algum

benefício na resistência ao tratamento térmico por um certo número de ligas de

fundição. O tratamento térmico da solução ajuda a reduzir ou eliminar as redes

quebradiças interdendríticas na estrutura do molde. Assim, quando as ligas

fundidas são tratadas elas apresentam uma melhor ductilidade em comparação

com os fundidos que apresentão algum aumento na força. Os tratamentos mais

comuns de precipitação por endurecimento para as ligas de magnésio fundido são

as solução de tratamento e de envelhecimento natural (T4), a de envelhecimento

naturalmente só após a fundição (T5), e solução de tratamento e envelhecimento

artificialmente (T6). [1]

Para o tratamento térmico de solução, as peças são normalmente

colocadas em um forno pré-aquecido a 500o F e lentamente aquecidas a

735−980o F. Fornos de soluções de tratamento térmico são geralmente aquecidos

eletricamente ou a gás controlado a ± 10o F e estão equipados com ventiladores

para maximizar a circulação. Para evitar a oxidação da superfície por calor

excessivo durante tratamento de solução, as atmosferas protetoras de hexafluoreto

de enxofre, dióxido de enxofre ou dióxido de carbono são usadas. Os fornos são

também equipados para lidar com um incêndio no caso de mau funcionamento do

forno ou ocorrer um superaquecimento. No caso de um incêndio, o gás de

trifluoreto de boro pode ser bombeado para dentro do forno. Embora haja

exceções, o aquecimento lento até à temperatura de solução do tratamento é

recomendada para evitar a fusão dos compostos eutéticos com a subsequente

formação de vazios de fronteira de grão. As partes são mantidas a uma

temperatura quente para o tratamento de uma solução para tempos no intervalo

de 16-24 horas. Estes tempos de espera são longos porque o tratamento por

solução também serve o propósito de homogeneizar a estrutura do molde. Peças

fundidas muitas vezes exigem equipamentos de apoio durante o tratamento de

solução por calor para evitar que eles sucumbam sob seu próprio peso. Algumas

ligas de magnésio estão sujeitas a um excessivo crescimento de grão durante a

solução de tratamento por calor, no entanto, não estão disponíveis tratamentos de

calor especiais para minimizar o crescimento de grãos. [1]

O magnésio é normalmente temperado ao ar após o tratamento de

solução. Geralmento o ar ainda é suficiente, mas um resfriamento forçado é

recomendado para cargas densas ou peças que têm uma pequena espessura.

Têmpera em água quente é usada para as ligas QE22 e QH21 para desenvolver as

melhores propriedades mecânicas. Refrigerantes com glicol também podem ser

usados para ajudar a evitar distorções. O envelhecimento artificial consiste em

aquecer a 3 35−45 0o F e segurar por 5-25 horas. A dureza não pode ser usada para

a verificação de um tratamento térmico. Para produtos fundidos, amostras de

testes de tração podem ser cortadas a partir de uma parte do molde de fundição ou

de barras de teste de tensão separados. [1]

5.3.4 – Usinagem do Magnésio

O magnésio é extremamente fácil de usinar em altas velocidades usando

maiores profundidades de cortes e maiores taxas de alimentação do que outros

metais estruturais. Tolerâncias dimensionais de alguns milésimos de polegada são

possíveis com superfícies finas de 3-5 polegadas. A usinagem é geralmente

conduzida a seco, no entanto, os fluidos de corte podem ser utilizados para reduzir

a possibilidade de distorção e minimizar o risco de incêndio, quando as lascas são

finas. Os cortes mais estreitos para acabamento têm mais chances de causar

incêndio do que cortes mais pesados de desbaste. Quando as lascas de magnésio

inflamam, elas queimam como uma luz branca brilhante. Para reduzir o risco de

incêndio quando o magnésio é usinado: (1) usar somente ferramentas afiadas, (2)

usar alimentadores pesado para produzir finas espessuras, (3) usar resfriadores

de óleo mineral, especialmente durante finos cortes de acabamento; (4) retirar as

lascas frequentemente da área de trabalho e armazenar em recipientes limpos e

cobertos de metal, e (5) manter um fornecimento adequado de extintores de

incêndio recomendados para o magnésio em todas as áreas de trabalho. [1]

5.3.4 – Soldagem do Magnésio

As ligas de magnésio podem ser soldadas por soldadura por arco blindado

a gás e pela soldadura de ponto. O processo GTAW utiliza um eletrodo de

tungsténio, um arame de soldadura de liga de magnésio, e um gás inerte, tal como

argônio ou hélio, para a blindagem. No processo GMAW, um fio de liga de magnésio

continuamente alimentado atua como eletrodo para manter o arco de argônio,

enquanto o gás de blindagem impede a oxidação a poça de solda. Não é necessário

o fluxo e as operações de soldagem são semelhantes àquelas para as ligas de

alumínio. Soldas em ligas de magnésio são caracterizadas por um tamanho de grão

fino, com uma média inferior a 0,01 polegadas. Problemas de soldagem, devido a

tensões residuais e à tendência a corrosão para algumas ligas podem ser

minimizados por um pré-aquecimento, após a soldadura, e um alívio de tensões.

Nas ligas Mg-Al-Zn (AZ31, AZ61, AZ63, AZ80, AZ81, AZ91 e AZ92), o conteúdo de

alumínio de até 10% auxilia na soldagem por meio da refinação da estrutura dos

grãos, enquanto que o conteúdo de zinco de mais de 1% aumenta a dificuldade de

aquecimento que pode causar fissuras na solda. Soldar juntas nas ligas Mg-Al-Zn e

ligas que contenham mais de 1% de alumínio exige um alívio de tensões, porque

elas estão sujeitas à corrosão sob estresse se este não for aliviado. O alívio de

tensões é geralmente conduzido por aquecimento a 3 00−80 0o F para tempos

variando de 15 a 120 minutos. As ligas com teores de zinco elevados, como ZH62,

ZK51, ZK60 e ZK61, são muito suscetíveis a rachaduras e têm pequena

soldabilidade. Fundidos com reparos de solda são normalmente tratados

termicamente após a soldadura, quer as têmperas T4, T5 ou T6. Se o fundido não é

tratado termicamente depois de uma reparação por soldagem, é salientado o alívio

de estresse. [1]

Embora a folha de magnésio possa ser soldada por pontos,isso

normalmente não ocorre, porque a resistência à fadiga das juntas soldadas por

pontos é menor do que para as juntas rebitadas ou coladas. Assim, a soldadura por

pontos não deve ser utilizada em juntas de submetidas à fadiga ou ambientes de

vibração. Em juntas rebitadas, apenas rebites galvanicamente compatíveis, tais

como alumínio 5056, devem ser usados. Rebites quarto-rígidos 5056-H32 de

alumínio são satisfatórios para rebites normais.

5.4 – Proteção do Magnésio contra corrosão

Nas ligas de magnésio, a corrosão é uma realidade que estará sempre

presente. Para a proteção contra a corrosão, um revestimento atráves do

tratamento de conversão química ou anodização é necessário, antes da aplicação

de um sistema de tinta orgânica. Estes tratamentos enrugam e modificam

quimicamente a superfície para a máxima aderência da tinta. O típico tratamento

de anodização (Dow 17) é mostrado na figura 13. Neste tratamento, o papel da

estrutura alcalina é primeiro limpar e depois a anodização em uma solução de

NH 4H F2, Na2Cr2O7, 2 H 2O e H 3PO 4 aquecida até 160−180oF usando uma

corrente AC ou DC de (5−50 A / f t 2) Este método produz um revestimento de duas

camadas, a primeira camada é uma camada fina de luz verde,

revestimento (0.2mil) feito a tensões inferiores, que é seguida por uma espessa

camada escura e verde de revestimento (1.2mil) feito em voltagens mais altas. O

revestimento mais espesso aumenta a proteção contra a corrosão e forma uma

excelente base para pintura, mas pode ser suscetível à fragmentação sob impacto,

deformação ou flexão. [1]

Figura 13: Tratamento de anodização para as ligas de Magnésio. [1]

Superfícies de fundição porosas são normalmente preenchidas com uma

resina penetrante antes da aplicação da tinta. As primárias geralmente contêm

cromato de zinco ou os pigmentos de dióxido de titânio para a melhoria da

resistência à corrosão. A secagem ao ar e cozida é utilizada sobre tintas, com o

cozimento as tintas tentem a ser mais duras e mais resistentes aos solventes.

Dependendo da aplicação, alquídos vinil proporcionam resistência a alcalinos,

acrílicos resistência para a névoa salina, esmaltes alquídicos para o exterior,

durabilidade e epóxis para a resistência à abrasão. Vinílicos podem suportar

temperaturas de até cerca de 300o F. Acabamentos de temperatura mais alta

incluem vinis modificados, epóxi, epóxi modificados, epoxi-silicones, e silicones.

Esses são importantes para manter a integridade da pintura do sistema quando a

peça é colocada em serviço, pois superfícies que possuem somente a conversão

química ou superfícies anodizadas irão corroer rapidamente quando expostos à

atmosfera. [1]

Referências Bibliográficas

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