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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: pavanati@cefetsc.edu.br

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

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