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
Como melhorar propriedades de bronzes ao alumínio
Com TT ou com elementos de liga
Fe–> aumenta a resiliência e a resistência à corrosão
Ni–> aumenta a resistência à tração, a dureza e a resistência à corrosão pela água do mar
(mínimo de 4 Ni em aplicações onde o material esteja em contato com a água salgada para evitar a dealuminificação corrosão selectiva do bronze, por lexiviação do alumínio)
Mn –>Atua como desoxidante, melhorando a resistência à tração, a tensão limite elástico e a dureza, mas diminui o alongamento
Mg –>Melhora a resistência à corrosão e atua como dessulfurante
Dá às ligas uma cor dourada
Bronze ao Si
Propriedades semelhantes às das ligas Cu Sn
Particularmente adequadas para soldadura e peças fundidas
Até 4% Si apresentam alta resistência e tenacidade associadas a boa resistência à corrosão
