Ligas Cobre Flashcards
Propriedades do Cu
Massa volúmica elevada
Condutividade térmica e elétrica elevada
Elevada ductilidade e tenacidade –>Capacidade de conformação plástica
Boa R.corrosão–>Não tão boa como Ti e Ni
Aplicações
Produção e distribuição de energia
Construção–>Ar condicionado, aquecimento, instalações elétricas
Eletrónica e comunicações
Transportes–>Automóveis e camiões para ligar componentes dos motores, radiadores, chumaceiras e rolamentos
Grupos de ligas de Cu
Ligas de cobre puro
Latões
Bronzes
Cuproníqueis
Latões
Até 40% Zn
Apresentam boa resistência mecânica e à corrosão
–>As propriedades dependem do teor em zinco
–>Podem conter elementos adicionais como Sn, Al, Si, Mn, Ni, Pb estas adições raramente excedem 4%
–>Baixo preço
–>Boa ductilidade e R.corrosão
Bronzes
Rm, Duc, R.corrosão
Duc até que teores e se forem superiores a esse teor?
1 a 10% de Sn
Resistência mecânica mais elevada que a dos latões
Ductilidade mais elevada (até 13 Sn)
Aplicação em molas, decoração, torneiras, pequenas chumaceiras
Resistência à corrosão também superior, mas mais caros
Teores Sn mais elevados (até 16 para utilização no fabrico de chumaceiras neste caso é usual adicionar até 5 de Pb para introduzir características lubrificantes
R.corrosão e ao desgaste
De 13 a 25 de Sn as ligas são bifásicas a+ 𝜺
𝜺 –>uma solução sólida ordenada (CFC de composição química Cu 4 Sn
–>Apresenta uma dureza elevada e uma maleabilidade muito baixa
Estas composições são essencialmente utilizadas em fundição
Cuproníqueis
Quanto é adicionado?
O que faz o niquel a Rm,Rox e R.corr?
Duc e Dureza?
O que acontece quando são envelhecidos a temperatura inferior a 500ºC?
O níquel é solúvel no cobre em qualquer proporção–> É adicionado ao cobre em quantidades de cerca de 10 20 e 30 %Ni para formar os cuproníqueis
O níquel aumenta a resistência mecânica, à oxidação e particularmente à corrosão do cobre
Estas ligas não são muito duras e são bastante dúcteis
Usadas em permutadores de calor, tubagens, condensadores, componentes resistentes à corrosão em água do mar, parafusos, etc
Alternativa ao Cu-Be–>Endureciveis por precipitação
Durante o envelhecimento, a temperaturas inferiores a 500 C, a solução sólida sobressaturada transforma se por decomposição spinodal –> Formando zonas ricas em Sn (escuras) e zonas pobres em Sn (claras)
Efeito Zn
Rm,Duc,Pto fusão,Preço,Condutividade,R.corrosão
Pb ,Maquinabilidade,O que forma?
e Mn
e Sn,R tração,Modulo elasticidade ,R.corrosão em que condiões?,Aplicadas em que?
Zn
–>Aumenta a resistência mecânica
–>Aumenta a ductilidade (até cerca de 30 de Zn)–>Endurecimento por ss baixa ductilidade
–>Baixa o ponto de fusão
–>Baixa o preço
–>Baixa a condutividade elétrica e térmica + cobre condutividade térmica e elétrica é >
–>Baixa a resistência à corrosão
Pb –>Latões ao Chumbo
–>Estes latões são usados pela sua maquinabilidade e resistência à corrosão atmosférica
–>O Pb é solúvel no Cu líquido mas insolúvel no sólido
–>O Pb forma se nas regiões interdendríticas sob a forma de pequenos glóbulos
–>Estes glóbulos de Pb (quase puro) melhoram a maquinabilidade e têm um efeito lubrificante
–>Durante operações de maquinagem o material aquece –>Pb funde e na maquinagem parte –>Util para maquinagem
Sn –>Latões ao estanho
–>Aumenta a resistência a tração, o módulo de elasticidade e melhora a resistência a corrosão, especialmente pela água do mar
–>Latões muito utilizados na indústria navalquando há contacto com água do mar
Cobres Puros
ETP–>Preço?Para produzir o que? Teor em O
OTP–>Vantagens
DPH –> O que faz presença de P?
Cobre Eletrolítico
–>+ barato
–>Usado na industria elétrica para produzir fio, varão,placas e chapa
–>Teor mínimo de O2 entre 0,02% e 0,05%–>Combina-se com água, que não é solúvel no cobre e em ambientes húmicos é uma complicação
Aplicações:
Cabos condutores para caminhos de ferro
Permutadores de calor, radiadores de automóveis
Equipamentos de industria de processamento químico e para processamento de alimentos
Construção cívil e arquitetura–>Fachadas, calhas, painéis,revestimentos e para raios
OTP –>Oxigen Free copper
–>Não se observa presença do Cu2O
–>condutividade idêntica à do cobre ETP
–>Não suscetivel a fragilização pelo hidrogénio a Tª elevadas (T>400ºC)
–>Podem ser produzidos, a partir de cátodos de cobre eletrorrefinados por processos de fusão e vazamento em atmosfera redutora de monóxido de carbono e azoto
DHP –> Cobre desoxigenado
A fragilização pelo hidrogénio que pode ocorrer durante os processos de soldadura, não ocorre nos cobres desoxidados com fósforo
–>O oxigénio reage com o fósforo e é convertido em P2O5
–>Estes cobres apresentam boa soldabilidade, mas a condutividade pode diminuir
–>particularmente utilizado para aplicações que requeiram operações de trabalho a quente, soldadura/ brazagem ou recozimentos
–>Um teor elevado em fósforo residual previne a absorção de oxigénio pelo cobre
Efeito oxigénio
–>A solubilidade do oxigénio no cobre diminui durante a solidificação, dando origem a um eutético interdendrítico Cu/Cu2O
–>Durante a deformação a quente, o eutéctico interdendrítica desaparece e o oxigénio é dissolvido no cobre
Se o cobre ETP estiver exposto a temperaturas superiores a 400 ºC em presença de hidrogénio (condições frequentes em processos de soldadura)
–>Oxigénio do cobre reage com o H2 e forma vapor de água
–>Dado que o vapor de água não é solúvel no cobre, induz elevadas tensões internas que provocam a ruptura do material
Dezincificação
–>Forma de corrosão seletiva do zinco que origina uma estrutura porosa de cobre–>Com reduzida Rm
Evita se esta deterioração pela inclusão na liga de
–>Sn 1% ou de pequenas quantidades 0 02 a 0 05 de Sb P ou As
Latões comerciais a frio e a quente
Até 35% de Zn
Rm,R.corr, Duc e condutividade
35-48%Zn –>Duc e que fases existem?
454 e 468ºC o que acontece à fase beta?
Mais de 50%Zn?
Até 35% de zinco os –>Latões são monofásicos (fase a CFC) Apresentam elevada ductilidade e resistência mecânica
–>São ligas conformáveis por trabalho a frio têm boa resistência à corrosão, mas inferior condutividade elétrica
Para teores entre 35 e 48% de Zn –>Ligas bifásicas–>conformação a quente
Menos ducteis
–>Fase β, CCC e ordenada à TA é mais resistente que α fase mas menos dúctil
–>São ligas de difícil trabalho a frio, mas podem ser trabalhadas a quente
–>Entre 454 e 468 ºC a fase β sofre uma transformação ordem - desordem que lhe altera a ductilidade)
A partir de 50% de zinco, começa a formar se uma nova fase (fase g extremamente frágil, o que limita a aplicação industrial –>Fase gama
–>Latões monofásicos deformação a fio –>Elevada capacidade de deformação plástica e alongamento
–>Latões bifásicos –>β limita ductilidade –>A alta temperatura entra no domínio da fase β –>Podem ser conformados na fase beta e o grão cresce, mas no arrefecimento forma-se fase α que limita crescimento de grão
Bronzes ao Al
R.corrosão
R.tração
Tensão limite elástic
Capacidade de conformação e fundição
–>Eleva a resistência à tração e a tensão limite elástico
–>Melhora a resistência à oxidação pela formação de uma película de alumina impermeável
–>Reduz ainda a perda de zinco por evaporação
–>Aumenta a resistência à corrosão
–>Boa aptidão para extrusão, forjamento, estampagem, laminagem e fundição
–>São utilizadas em bombas, turbinas, vigas para sistemas de transportes, hélices, tubos de condensadores, arquitetura e decoração
Cu-Be
Moldes para que?
Condutividade,R.corrosão, desgaste e Rm
Desvantagem?
Até2,1% em peso de Be o que acontece?
Endurecimento por precipitação
Liga de Cu endurecível por precipitação
–> Liga de cobre com maior resistência mecânica
–>Excelente resistência ao desgaste e à corrosão
–>Usada em moldes, instrumentos cirúrgicos e dentários, molas e eléctrodos de soldadura por pontos
–>Com adições de Be até 2,1% em peso (e Co de 0,2 a 2,5% após endurecimento por precipitação apresenta valores de resistência à tração até 1500 Mpa
–>Estas ligas apresentam a limitação de envolverem riscos para a saúde durante o processamento
–>Elevada condutividade
Ligas cobre berilio–>Ferramentas quando sujeitas a desgaste soltam faiscas e as ligas cobre berilio não
Corrosão Cu
Encruamento leva a que?
Season breaking em que condições? Como resolver? rotura como?
–>Algumas ligas de cobre apresentam corrosão sob tensão em ambientes corrosivos específicos
–>A tensões internas resultantes do encruamento que ocorre durante o fabrico são suficientes para provocar fissuras season cracking estas ligas devem ser recozidas após a conformação deformação plástica (com a consequente diminuição da resistência)
–>As roturas devidas à corrosão sob tensão são normalmente intergranulares salvo algumas excepções como é o caso dos latões de alumínio
Season breaking –>Ocorre em atmosferas ricas em amónia ou dióxido de enxofre
Tendencia para rotura com teor em Zn
Diminui
