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Cobre e suas Cobre e suas ligas ligas Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA UNIDADE DE ENSINO DE FLORIANÓPOLIS DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA - DAMM E-mail: [email protected] ProIn II – Mecânica Industrial ProIn II – Mecânica Industrial

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Cobre e suas Cobre e suas ligasligas

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINAUNIDADE DE ENSINO DE FLORIANÓPOLISDEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA - DAMM

E-mail: [email protected]

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

• A palavra COBRE deriva do termo “aes cyprium”, que significa metal proveniente da Ilha de CHIPRE, onde foi descoberto em estado natural durante a Antigüidade, mais tarde conhecido como “cuprum”, palavra latina que deu origem ao símbolo Cu.

• O cobre é um dos metais mais antigos da civilização mundial, datando seus primeiros usos desde 8.700 anos a.C.

• Marcou a história com a Idade do Bronze (Cobre + Estanho) e o domínio de posse e tecnologia do cobre representava nos povos da época riqueza e poder.

• O cobre é um metal de transição avermelhado, que apresenta alta condutibilidade elétrica e térmica, só superada pela da prata.

BREVE HISTÓRICO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

COBRE E SUAS CARACTERÍSTICAS

• não magnético• temperatura de fusão = 1083 ºC• elevada resistência a corrosão e oxidação• excelente condutiv. térmica e elétrica• excelente soldabilidade• elevada dutilidade - excelente trabalhabilidade• razoável resistência mecânica - 50 a 450 MPa• ampla aplicação das ligas de Cu (bronze, latão) • produzido a partir do minério e de sucata• % de Cobre na crosta terrestre = 0,007%

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

RESERVAS MUNDIAIS DE COBRE

• Aproximadamente 400 milhões de ton.

• Maiores produtores:

- Chile

- EUA

- Canadá

- Zâmbia

- Brasil

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

PRODUÇÃO MUNDIAL DE COBRE

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasCONSUMO MUNDIAL DE COBRE

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

1. Extração do minério (Em geral sulfetos de cobre)

2. Trituração e moagem

3. Flotação (ou concentração)

4. Obtenção do “mate”

5. Obtenção do cobre “blíster”

6. Refino

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

Extração do minério e trituração

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

Flotação (ou concentração)

Obs.: sai em torno de 1% do material que entrou

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Sulfeto de cobre concentrado (15 a 30% de cobre)

Forno de revérbero (Reverberatory Furnace)

Sulfeto de cobre parcialmente reduzido (35 a 55% Cu) + escória

Conversor de Cobre(injeção de ar no mate)

Cobre oxidado (Blíster) (98% a 99,5%Cu) + escória

Forno de refino Cobre Tenaz – Tough Pitch Copper (99,9%Cu)

Refinamento Eletrolítico Cobre Catodo (99,99%Cu)

BENEFICIAMENTO DO COBRE

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

Obtenção do Mate (Forno revérbero)

Mate 35 a 55% de cobre

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

Obtenção do Blíster (conversores)

Blíster99,5%

de Cobre

Conversor

Oxida-se o ferro, fazendo-o se ligar com a sílica formando a escória

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

REFINO DO COBRE

Placa para o refino

Cobre 99,9%

de Cobre

Refino Térmico

Refino Eletrolítico

Cobre 99,99%

de Cobre

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

REFINO ELETROLÍTICO DO COBRE

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBENEFICIAMENTO DO COBRE

VIDEO HDTDI (303) 9:48

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasCARACTERÍSTICAS DO COBRE

(CFC)

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasMICROESTRUTURA COBRE NÃO LIGADO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Classificação do Cobre não ligado - de acordo com o teor de oxigênio :

cobre eletrolítico tenaz cobre isento de oxigênio cobre desoxidado com fósforo

Propriedades Mecânicas - no estado recozido ou trabalhado a quente

LR = 50 a 80 MPa Alongamento = 48 a 35% - no estado encruado

LR = 180 a 350 MPa Alongamento = 30 a 6%

COBRE NÃO LIGADO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

CARACTERÍSTICAS DO COBRE NÃO LIGADO

Resistência à corrosão: o cobre e a maioria de suas ligas comerciais são levemente oxidadas em atmosferas secas ou úmidas, permitindo o seu emprego direto.

Resistência elástica à compressão: capacidade de sofrer compressão sem ocorrer deformação permanente.

Soldabilidade: as peças fabricadas com ligas de cobre são unidas mediante soldagem e/ou brasagem.

Bom condutor de calor: por ter baixa resistividade térmica e boa resistência à corrosão, é aplicado em trocadores de calor.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

• Cobre eletrolítico tenaz (Cu ETP) - onde se exige alta condutibilidade elétrica e boa resistência à corrosão. Ex. linhas telefônicas.

• Cobre isento de oxigênio (Cu OF) - em equipa- mentos eletro-eletrônicos, devido à sua maior conformabilidade.

• Cobre desoxidado com fósforo, de baixo teor em fósforo (Cu DLP) - é utilizado em tubos que conduz fluidos.

APLICAÇÕES INDUSTRIAIS DO COBRE NÃO LIGADO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

1. Fios e Cabos Elétricos - Cobre Eletrolítico (baixo % de impurezas)

2. Canalização – Instalações de Água Quente e Gás

3. Coberturas

4. Trocadores de calor

5. Decorativo (Moedas)

APLICAÇÕES GENÉRICAS DO COBRE

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasAPLICAÇÕES AUTOMOTIVAS

• Radiadores;• Componentes de freio;• Bico injetor;• Elementos de suspensão.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasAPLICAÇÕES ELÉTRICAS

• Fios elétricos;• Bobinas;• Conectores;• Motores;• Circuitos integrados;

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasAPLICAÇÕES INDUSTRIAIS

• Tubos;• Trocadores de calor;• Conexões;• Rolamentos.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Estatuas;

- Torres;

- Estruturas submetidas atmosferas agressivas;

Torre de cobre – Minneapolis City HallEstátua da Liberdade – Nova York

81,3 toneladas de cobre

APLICAÇÕES EM CONSTRUÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasAPLICAÇÕES - MOEDAS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

EFEITO DAS IMPUREZAS NA

CONDUTIVIDADE ELÉTRICA

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Existem alguns fatores que contribuem para a redução de custos em componentes de cobre:

Tolerâncias pequenas (estreitas) podem ser empregadas durante a manufatura, garantindo que o custo final do produto a ser produzido seja minimizado.

Custos com ferramentas podem ser significantemente mais baixos que para outros materiais e processos.

A fácil trabalhabilidade do metal indica que os custos de produção podem ser minimizados.

A boa resistência à corrosão significa que os custos com acabamentos para proteção são menores do que para muitos outros materiais.

CUSTO X BENEFÍCIO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

• Liga cobre-arsênico desoxidado com fósforo - 0,013 e 0,050% Arsênico, melhorar as propriedades mecânicas a temperaturas elevadas e a resistência à corrosão

• Liga cobre-prata tenaz- 0,02 a 0,12% de Prata, confere maior resistência mecânica e resistência à fluência. Aplicação na indústria elétrica (bobinas)

• Liga cobre-cromo (CuCr) - 0,8% de Cromo, presta-se a tratamento de endurecimento por precipitação, o qual provoca elevação de resistência mecânica.

• Liga cobre-chumbo (CuPb) - 0,8 a 1,2% de Chumbo, com objetivo de melhorar a usinabilidade do cobre, aplicada em componentes elétricos: conectores, componentes de chaves, parafusos.

COBRE - BAIXO TEOR DE ELEMENTOS DE LIGA

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLIGAS DE COBRE (ALTO TEOR DE E.L.)

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasNOMENCLATURA DAS LIGAS DE COBRE

Ligas Trabalhadas

C1xx - Cu puro ( >99,3%)

Ligas elev. Cu (99,3 a 96%)

C2xx - Ligas Cu-Zn (Latão)

C3xx - Ligas Cu-Zn-Pb (latão Pb)

C4xx - Ligas Cu-Zn-Sn (latão Sn)

C5xx - Ligas Cu-Sn (bronze)

C6xx - Ligas Cu-Al (bronze alumínio)

Ligas Cu-Si

C7xx - Ligas Cu-Ni e Cu-Ni-Zn

Ligas Fundidas C8xx - Cobre fundido

Ligas fundidas com elev. Cu Latão fundido de vários tipos Bronze fundido de vários

tiposC9xx - Ligas fundidas Cu-Sn

Ligas fundidas Cu-Sn-Pb Ligas fundidas Cu-Sn-Ni Ligas fundidas Cu-Al-Fe Ligas fundidas Cu-Ni-Fe

De acordo com CDA - Copper Development Association

101 - 99.99%Cu120 - 99.9%Cu122 - 99,90Cu-0.02P

210 - 95.0Cu-5.0Zn260 - 70.0Cu-30.0Zn464 - 60Cu-39.25Zn-0.75Sn694 - 81.5Cu-14.5Zn-4.0Si

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO: cobre + zinco

Zinco: 5% - 45% o zinco confere maior ductibilidade, porém com o Zn

tem-se uma nova fase mais frágil que torna o latão menos conformável;

adição de estanho ou alumínio aumenta resistência a corrosão por água do mar;

uso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de automóveis, componentes estampados e conformados, etc.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – Características (vs aço)

Boa usinabilidade; Excelente resistência à corrosão (é geralmente a 1ª

escolha...); Boa condutividade elétrica e térmica; Resistência ao desgaste razoável; Coloração interessante (decorativo) Facilidade de se fazer acabamento final Boa soldabilidade Higiene (propriedades anti-bactericidas)

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO

• Latão - CFC - Liga típica: 70% Cu + 30% Zn (para cartuchos) - Mole e dúctil

• Latão + - (a fase é CCC) - Liga típica: 60% Cu + 40% Zn - Mais duro e Resistente - 1% Sn Aumenta a Resistência à Corrosão - 2% de Pb Aumenta a Usinabilidade

• fase - muito frágil

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Latão comercial 90%Cu-10%Zn

75X

Microestrutura do Latão

Latão comercial 70%Cu-30%Zn

recozido - cartucho

75X

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO

1. A resistência mecânica e o alongamento aumentam com o aumento do % de Zn até 30%

2. Estas ligas têm boa aptidão para conformação a frio

3. Acima de 500 ºC a maleabilidade é reduzida

4. Endurecem fortemente por deformação (encruamento)

5. Boa resistência à corrosão em águas salinas.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Microestrutura do Latão +

Latão 60%Cu-40%Zndendritas matriz

Latão 60%Cu-40%ZnMetal Muntz

estado bruto de fusão

estado trabalhado a quente

fase (escuro)

fase (claro)

75X 75X

fase

fase

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

fase (escuro)

fase (claro)

Cu + 40%Zn

Dureza178 HK Dureza

185 HK

Microestrutura do Latão + (Metal Muntz)

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Latão +

1. Nesta fase a resistência mecânica aumenta, mas o alongamento diminui com o aumento do % de Zn

2. A temperatura ambiente a fase é mais dura que a fase

3. O Latão + é pouco conformável a frio

4. Acima de 470 ºC a liga torna-se repentinamente macia e a 800ºC é mais fácil de conformar que a fase

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasRESUMO - LATÃO vs LATÃO +

Latão (até 35%Zn)

Ótimo para fabricação de peças por conformação a frio

Aumento da tenacidade com o aumento do %Zn

Latão + (entre 36 e 50 %Zn)

Liga mais dura que o latão

Ideal para produtos conformados a quente

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO – Propriedades Mecânicas

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO – Variação de cor com o %Zn

A cor avermelhada do cobre adquire uma faixa de tonalidades de amarelo com a adição de zinco

%Zn Descrição da cor

> 5% Cor vermelha do cobre

5% a 20% Diferentes tons de dourado

30% Latão amarelo

40% Amarelo claro

+ Mn Latão com tonalidade bronze

+ Al Latão com tonalidade prateada

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO – Adição de outros elementos de liga

1. Melhorar usinabilidade

2. Melhorar resistência mecânica

3. Melhorar resistência ao desgaste

4. Melhorar resistência à corrosão

Adiciona-se outros elementos de liga ao Latão principalmente devido às seguintes razões:

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLATÃO – Outros elementos de liga

Pb – Favorece a usinabilidade (entre 0,1 e 3%)

Al – Aumenta a resistência mecânica dos latões

Sn – Aumenta a resistência mecânica (acima de 1%) e aumenta a resist. a corrosão em ambientes salinos

Mn – Aumenta a resistência mecânica (o mais utilizada para este fim).

Ni – Confere tonalidade prateada ao latão

Si – Melhora a fluidez no estado líquido (ideal para fundição) aumenta a resistência ao desgaste dos latões

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – TRATAMENTOS TÉRMICOS

Recozimento para alívio de tensões

T = 300 ºC / 1h

Recozimento para recristalização

Usado para permitir subseqüentes deformações plásticas

Recozimento para homogeneização

Após solidificação pode-se fazer recozimento para homogeneização (600 a 650 ºC)

Precipitação (“têmpera”)

Ligas Cu-Zn40 (+) – Aquecimento acima de 600 ºC

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – APLICAÇÕES

Latões Destinam-se especialmente a laminação a frio, estiramento,

fabricação de tubos, etc..

- Liga Cu-Zn5 – Medalhas, moedas, objetos decorativos

- Liga Cu-Zn15 – Imitação de jóias, devido à semelhança com o ouro, e artigos conformados;

- Liga Cu-Zn30 – Trocadores de calor, cápsula de rosca de lâmpadas, fabricação de rebites, pregos e parafusos, cartuchos de projéteis, etc..

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – APLICAÇÕES

Latões + Destinam-se especialmente a

extrusão, estampagem a quente.

- Liga Cu-Zn40 – Geralmente vendido como semi-acabado (perfis sextavados, barras, peças vazadas (torneiras, acessórios para canalização, etc..)

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – CUSTO (vs. Aço)

- Custo do material é maior que a do aço

- Se adicionarmos o custo do material + o custo de produção das peças (near-net-shape) = aplicação do latão pode ser vantajosa;

- Se considerarmos o custo do material + o custo da produção das peças + custo dos serviços de manutenção = aplicação vantajosa;

- Tolerâncias estreitas, elevada velocidades de corte, não há necessidade de pintura ou recobrimentos...

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Custo do material

Pré-usinagem

Fresamento

Furação e Rosqueamento

Revestimento

Total

Total economizado

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – OUTRAS APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LATÃO – OUTRAS APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

BRONZE

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

BRONZE: cobre + estanho

Nos bronzes comerciais o teor de estanho varia de 2 a 12%

À medida que aumenta o teor de estanho, aumentam a dureza e as propriedades relacionadas com a resistência mecânica, sem queda da ductilidade

Frequentemente adiciona-se chumbo para melhorar as propriedades lubrificantes das ligas, além da usinabilidade.

Os bronzes possuem elevada resistência à corrosão, o que amplia o campo de seu emprego.

O fósforo é geralmente adicionado ao bronze como agente desoxidante e por isso os bronzes também são comumente conhecidos como bronzes fosforosos.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

• Liga + Antiga

• 5 a 25% de Sn - Vermelho 5%

- Amarelo 15 a 25%

- Branco > 25%

• Emprego do Bronze - Aplicações: tubos flexíveis, torneiras, varetas de soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, Válvulas, Registros, Esculturas, Sinos..

Bronze

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBRONZE – DIAGRAMA DE FASE (Cu-Sn)

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- A liga Cu-Sn possui 7 fases sólidas (, , , , , , )

- Fase - Maleáveis a frio e a quente. Quanto maior o trabalho a frio menor a quantidade de Sn deve ter. Ao ser conformado a frio aumenta muito seu limite elástico (molas)

- Fase + - Boas características autolubrificantes devido a presença de matriz plástica e precipitados duros

- Fase + - Difícil laminação, Deformáveis à quente ou após tratamento de recozimento

- Fase – Ocorre somente quando o material é resfriado muito rapidamente (%Sn entre 10-20%)

BRONZE – FASES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Melhoram até 13% de Sn

- Acima de 13% as ligas tornam-se mais frágeis devido a presença da fase

- A medida que aumenta o % Sn aumentam a dureza e a resistência mecânica sem perder ductilidade

- Frequentemente adiciona-se chumbo para melhorar a usinabilidade e melhorar as propriedades anti-fricção

BRONZE – PROPRIEDADES MECÂNICAS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBRONZE – Ligas mais comuns

- Bronze trabalhável

- Contém de 1,25 a 10% de Sn (fase com prec. ) – também conhecidos como bronze fosforoso por terem 0,1% P

- O fósforo forma Cu3P que acaba aumentando a resistência mecânica do bronze

- A resistência mecânica e a corrosão do Bronze é maior que a maioria dos Latões

- Bronze para fundição

- Mais que 10% de Sn no bronze faz a liga se tornar não conformável

- Para ligas fundidas tem-se até 16% de Sn – usadas principalmente para buchas de alta resistência e engrenagens.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasBRONZE – MICROESTRUTURA

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Microestrutura dentrítica do

Bronze fundido

(Cu – 5%Sn)

Barra na foto 200 µm

BRONZE – MICROESTRUTURA

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Microestrutura dentrítica do

Bronze fundido

(Cu – 10%Sn 0,5%P)

Ampliação 100x

BRONZE – MICROESTRUTURA

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

BRONZE - APLICAÇÕES

- Ligas até 2% Sn – Boa condutividade elétrica e melhores propriedades mecânicas que o cobre puro.

- Ligas de 4 a 10%Sn – Medalhas e moedas, equipamentos elétricos, indústria química, indústria mecânica, parafusos, molas, rebites, porcas, etc.. (Liga típica Cu5%Sn)

- Ligas de 10 a 12%Sn – Apresentam as melhores propriedades mecânicas. Torneiras e acessórios de tubulações, discos de fricção, bronzinas, molas para serviço pesado...

- Ligas 14 a 18%Sn – Peças com boa resistência ao desgaste por abrasão e usadas em águas salinas

- Acima de 20% - Sinos, para formação do intermetálico Cu31Sn8 (fase ), melhoram a “sonoridade” da liga.

Autolubrificação e resistência a corrosão são as prorpiedades que levam a maioria de suas aplicações

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

• Cu-11Sn fósforo - contendo 0,10 a 0,30% de fósforo; entre as aplicações, podem-se citar engrenagens para diversos fins;

• Cu-10Sn zinco 2 — contendo 1,0 a 3,0% de zinco e 1,0% máx. de chumbo — conexões de tubos grandes, engrenagens, para fusos, válvulas e flanges;

• Cu-6Sn zinco 4,5 chumbo 1,5 — contendo 3,0 a 5,0% de zinco e 1,0 a 2,0% de chumbo — válvulas para temperaturas até 290°C, bombas de óleo e engrenagens;

• Cu-11Sn chumbo l níquel l — contendo 1,0 a 1,5% de chumbo e 0,5 a 1,5% de níquel — buchas e engrenagens para diversos fins.

BRONZE – OUTRAS LIGAS TÍPICAS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

BRONZE - APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

BRONZE - ANÁLISE

MICROESTRUTURA

Sn – 3,1%Zn – 9,9%Pb – 5,3%Al – 0,6%Cu – bal.

ANÁLISE QUÍMICA

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

BRONZE - ANÁLISESn – 0,6%Zn – 6,3%Pb – 66,5%Al – 6,3%Cu – bal.

Sn – 4,0%Zn – 10,0%Pb – 0 %Al – 0,4%Cu – bal.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasCOMPARAÇÃO BRONZE E LATÃO

Características/Material

Bronze Latão

Composição Básica

Cobre + Estanho Cobre + Zinco

Custo Mais caro que o latão

Mais barato que o bronze e mais caro que o aço

Tratamentos Térmicos mais utilizados

Recozimento;Têmpera

Recozimento para recristalização; para alívio das tensões; Têmpera

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

LIGA COBRE ALUMÍNIO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Cobre Alumínio alumínio: até 10% uso: peças para embarcações, trocadores de

calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas

LIGA COBRE ALUMÍNIO

O Fe melhora o limite de elasticidade e o Mn melhora a fluidez da liga no estado líquido

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasCOBRE ALUMÍNIO – FASES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Fase - Resistência mecânica cresce com o aumento do teor de Al. Endurecem por deformação a frio. São facilmente conformáveis a frio e a quente.

- Fase + 2 – Resistência mecânica maior que a fase alfa. Conformação a quente. Boa resistência a corrosão.

COBRE ALUMÍNIO – FASES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasCOBRE ALUMÍNIO – MICROESTRUTURA

Cu – 11,5%Al

Branco – alfa proeutetóide e eutetóide é uma mistura de alfa e

γ2, Al4Cu9,

Cu – 11,8%Al Trat termicamente

Aquecido a 900ºC (1h) e temperado em água

Microestrutura martensítica

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Ligas de 5 a 7%Al – Tubos e trocadores de calor

- Ligas de 9 a 10%Al – instrumentos elétricos, recipientes para substâncias ácidas e alcalinas;

- Liga 9%Al3%Fe12%Mn – (Liga superstone) alta resistência ao impacto

COBRE ALUMÍNIO – APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

CUPRONÍQUEL

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

CUPRONÍQUEL - Características

O Níquel é totalmente dissolvido no cobre;

O %Ni varia de 5 a 50%

Ligas muito dúcteis com excelente resistência à corrosão

Acima de 10%Ni a liga apresenta cor branca

Boa conformabilidade – facilidade em transformá-las em chapas, tiras, fios, etc..

Boa soldabilidade

A adição de Ni ao cobre aumenta a resistência mecânica, resistência à corrosão e oxidação da liga.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Fase - Estrutura (CFC), peso específico de 8,94 g/cm3 para 32,2%Ni.

CUPRONÍQUEL – FASES

Como as ligas Cu-Ni são totalmente miscíveis no estado sólido temos somente a fase alfa.

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- A aplicação de liga com 5% é na construção naval, em tubos condutores de água do mar, circuitos de refrigeração a água e serviços sanitários de navios.

- A aplicação de liga com 10% em tubos e placas de condensadores, aquecedores e evaporadores.

- A aplicação de liga com 20% em resistores, recipientes de transistores e guias de onda de radar.

- A aplicação de liga com 30% ocorre na construção naval e na indústria química.

- A aplicação de liga com 45% ocorre em elementos de aquecimento na indústria elétrica.

CUPRONÍQUEL – APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Ligas com 10%Ni – Tubos

- Ligas com 20%Ni – medalhas, moedas, tubos de condensação e fabricação de resistores

- Ligas com 30%Ni – Construção naval e indústria química

- Liga entre 35 e 50%Ni (constantan) – Fabricação de resistores e termopares;

- Ligas entre 30 e 67%Ni (monel) – Resistentes às águas salinas, ácido sulfúrico, sulfeto de sódio (Dureza 70HB recozido e 100HB extrudado)

CUPRONÍQUEL – APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasCUPRONÍQUEL – APLICAÇÕES

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

- Recozimento

- Realizado a 550 – 690 ºC e nunca além de 800ºC

CUPRONÍQUEL – TRATAMENTOS TÉRMICOS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

ALPACAS

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

Também conhecida como prata de níquel zinco: 17% - 27% níquel: 8% - 18% uso: chaves, equipamentos de telecomunicações,

decoração, relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, etc.

são facilmente confundidas com a prata devido a sua coloração

Conforme aumenta-se o %Ni a coloração das alpacas muda de marfim para prateado

ALPACAS – Cu + Ni + Zn - Características

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

ALPACAS – Cu + Ni + Zn - Microestrutura

Fase alfa

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligas

ALPACAS – APLICAÇÃO

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasLIGAS DE COBRE – MOEDAS BRASILEIRAS

Fonte: Casa da moeda do Brasil

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Cobre e suas ligasCobre e suas ligasALPACAS – APLICAÇÃO

Fonte: Casa da moeda do Brasil