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Cobre e suas Cobre e suas ligasligas
Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. EngProf. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINAUNIDADE DE ENSINO DE FLORIANÓPOLISDEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA - DAMM
E-mail: [email protected]
ProIn II – Mecânica IndustrialProIn II – Mecânica Industrial
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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
40
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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