A criação de ligas metálicas para aplicações específicas tem papel estratégico nos setores automotivo e aeronáutico, onde segurança, desempenho e redução de peso são exigências cada vez mais rigorosas.
O desenvolvimento desses materiais envolve decisões precisas sobre propriedades mecânicas, composição química, processos de fabricação e comportamento em serviço.
Para Cartergiane Junio de Oliveira, analista de Tecnologia do Senai-BH, o desafio está em atender a critérios técnicos elevados sem perder de vista a viabilidade industrial.
“As ligas precisam priorizar boa tenacidade à fratura, alta resistência à fadiga e estabilidade microestrutural ao longo da vida em serviço”, explica à Itatiaia.
Segundo ele, essas propriedades são essenciais porque falhas nesses setores podem ter consequências catastróficas, ao mesmo tempo em que há uma forte demanda por redução de peso e custos.
Redução de peso sem comprometer a integridade estrutural
A otimização da composição química é um dos caminhos para alcançar componentes mais leves e eficientes. De acordo com Cartergiane, essa estratégia pode envolver tanto a escolha de materiais metálicos de menor densidade quanto o uso criterioso de elementos de liga capazes de melhorar as propriedades mecânicas.
“A seleção de materiais como alumínio, magnésio ou titânio, aliada ao uso adequado de elementos de liga, permite reduzir a espessura dos componentes sem comprometer a integridade estrutural”, afirma.
No entanto, ele ressalta que o principal desafio é conciliar essa otimização com a viabilidade técnica e econômica exigida pela indústria.
Processos térmicos, fabricação e desempenho em serviço
Os tratamentos térmicos têm papel central na maximização do desempenho das novas ligas. Processos como homogeneização, normalização, têmpera e envelhecimento são amplamente utilizados para ajustar a microestrutura e, consequentemente, as propriedades mecânicas dos materiais.
“Além dos tratamentos térmicos convencionais, os processos termomecânicos controlados também podem ser aplicados para maximizar propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência à fadiga”, destaca Cartergiane.
Segundo ele, o uso de processos de fabricação avançados permite elevado controle microestrutural, desde que sejam compatíveis com a geometria do componente e com a produção em escala industrial.
O comportamento das ligas em ambientes extremos também é um fator crítico. Altas temperaturas, vibração contínua e ambientes corrosivos fazem parte da realidade desses setores e exigem materiais capazes de manter estabilidade microestrutural e propriedades mecânicas ao longo do tempo.
“As ligas devem suportar altas temperaturas, resistir à nucleação e propagação de trincas sob vibração e apresentar boa resistência à corrosão em atmosferas específicas”, explica.
Para garantir essa confiabilidade, ensaios acelerados e simulações termomecânicas são utilizados para prever a degradação ao longo da vida útil.
Custos, escala industrial e certificações
Apesar dos benefícios técnicos, a produção dessas ligas em escala industrial envolve desafios importantes. Entre eles estão a viabilidade do projeto da liga, a complexidade dos tratamentos térmicos, o controle rigoroso de qualidade e a necessidade de certificações específicas para os setores automotivo e aeronáutico.
“O custo inicial tende a ser mais elevado, mas a análise de viabilidade deve considerar os ganhos obtidos com a redução de peso, o aumento da vida em serviço e a diminuição de falhas e necessidades de manutenção ao longo do ciclo de vida do componente”, conclui o profissional.
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