ligas cu-sn; também estão presentes outros elementos: zn, p, ni e pb; o estanho sempre se encontra...
Post on 07-Apr-2016
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Ligas Cu-Sn;Também estão presentes outros
elementos: Zn, P, Ni e Pb; O estanho sempre se encontra em maior
proporção;Uma das primeiras ligas utilizadas pelo
homem: Idade do Bronze;
Elevado efeito endurecedor do Sn quando se liga com o Cobre;
Inclusive superior ao do Zn (latão);
Impossível trabalhar a frio ligas com mais de 8% de estanho;
Aparição de uma fase dura e frágil: ;
Em aquecimento prolongado até 700ºC é possível dissolve-lo;
O diagrama tem elevada complexidade. A baixas temperaturas, linhas teóricas:
Reações e difusão muito lentas: não se alcança o equilíbrio.
A maioria das ligas de uso industrial caem dentro do campo
A Temperatura de fusão diminui muito ao aumentar a quantidade de Sn;
• Solidificam em fase Solução sólida de estanho no cobre; Sistema cristalino CFC; Dúctil e deformável no frio;• Intervalo de solidificação muito amploFenômeno de segregação acentuadoSão recomendados resfriamentos muito
lentos; Também recozidos prolongados a elevada
temperatura;
Ligas com conteúdo de Sn inferior a 13,5%:
Ligas com conteúdo de Estanho entre 13,5% e 25,5%:
• Reação peritética (%Sn= 22%) L• Formação de fase :
– Sistema cristalino CCC• Si 13,5 <%Sn<22:
– Estrutura resultante ao solidificar:
• Si 22<%Sn<25,5%:– Estrutura resultante ao solidificar:
Ligas com conteúdo de Sn entre 25,5% e 30,6%:
• Reação peritética (%Sn= 27): L+ • Formação de fase
– Sistema cristalino CCC• Se 25,5<%Sn<27:
– Estrutura resultante ao solidificar:
• Se %Sn≥ 27:– Estrutura resultante ao solidificar:
Transformações em estado sólido:
• Transformação de em fase :– 640ºC– 34,2% de Sn
• Eutetóide: – 520ºC– 27%Sn
Transformações em estado sólido:• Eutetóide:
– 350ºC– 32,6 de Sn– Extrema lentidão da transformação.
23 dias a 300ºC somente transformam 5% de fase . Na prática não se considera esta transformação. Se considera que o campo se estende até a temperatura ambiente.
Para fins práticos:
• Raramente se apresenta a diminuição da solubi-lidade de Sn na fase a abaixo de 520ºC.
– Pode se considerar a solubilidade constante abaixo de 520ºC até um conteúdo de 15,8% de Sn.
• Também considera-se que a região se estende desde 520ºC até a temperatura ambiente.
Na realidade:
• Ligas com mais de 8% de Sn, em estado de moldagem se encontram fora do equilíbrio.
– Aparição da fase – Formação do eutetóide , duro e frágil;– Mediante tratamentos de homogeneização pode
manter-se a estrutura até conteúdos de 15,8% de Sn;
Propriedades Gerais:• Somente tem aplicação industrial os bronzes
monofásicos com estruturas e alguns bifásicos
• A adição de Sn ao Cu incrementa (mais que o Zn) os valores de:
»Resistência »Elasticidade»Dureza
• A adição de Sn ao Cu não afeta de forma notável a maleabilidade e ductilidade;
• Nos bronzes monofásicos:– As características mecânicas aumentam com o
conteúdo em Sn.– Podem adquirir por deformação características
elevadas:• Resistência em estado recozido: 440 MPa• Resistência em estado forjado: 700-800 MPa
• Nos bronzes bifásicos:– As características mecânicas dependem do conteúdo
em fase • Aumentam dureza e limite elástico• Diminuem a carga de ruptura e alargamento.
– O conteúdo de fase depende: • Tratamento térmico aplicado (o tempo a aumenta o conteúdo
de ).• Quantidade de Sn.
• Todas as características mecânicas melhoram a baixa temperatura;– Começam a diminuir a partir de 200ºC.
• Tem elevada resistência a corrosão;• A cor varia com a quantidade de Sn:
– Rosa até 5% de Sn– Dourado até 15% de Sn– Empalidece acima de 15%– Em contato com ar úmido se cobre de uma pátina
verde.
• Bronzes com %Sn>32 são muito frágeis, não tem aplicação industrial;– Exceção: Cu Sn 40. “Metal especular”. Mais brilho
que o Cr (cromagem).
Efeito de outros ligantes:• Chumbo:
– Totalmente insolúvel.– Melhora:
• Maquinabilidade• Comportamento a fricção
• Fósforo:– Atua como desoxidante.– Melhora a resistência ao desgaste: forma o
composto Cu3P, duro e frágil.
• Zinco:
– Reduz o ponto de fusão;– Diminui o conteúdo em fase ;– É mais barato que o Sn;– Tem pouca influência nas propriedades;
• Níquel:
– Aumentam a densidade;– Incrementam a resistência mecânica e a mantêm a
elevadas temperaturas;– Em quantidades de 3 a 5%, permitem tratamentos de
precipitação com uma importante melhora das propriedades;
Bronzes
• São monofásicos até uma quantidade de Sn de 8%.
• As características mecânicas aumentam com o conteúdo de Sn.
• Podem adquirir por deformação características elevadas.
• Por cima de 8% são bifásicos: fase e eutetóide (duro e frágil).
Bronzes • Podem dissolver por completo a fase mediante
a tratamento de homogeneização: – Aquecer até 700ºC e manter a esta temperatura
durante 4 horas.– Melhora a resistência.– Diminui a dureza.
• Tem uma boa resistência a corrosão.• Usos:
– Chapas, arames, bombas e válvulas.
Bronzes de estrutura complexa:
• Por cima de 15,8% de Sn:– Matriz mole de fase .– Presença de constituintes duros e frágeis.
• Uso como rolamentos.
– Excelente resistência a corrosão:• Uso em válvulas e uniões de tubos.
• Bronzes Fosforosos:– As propriedades crescem com o aumento em P.
• Formação do composto Cu3P, duro e frágil.
– Uso em elementos de fricção.
• Bronzes Al Zn:– O Zn melhora a plasticidade;– Qualidades para a moldagem excelentes;– Elevadas resistência a corrosão e a fricção;– Uso como rolamentos e em aplicações navais;
• Bronzes Al Pb:– O chumbo é mole e plástico.– Uso em rolamentos com lubrificação
insuficiente.– Problema: fragilidade ao calor, o chumbo
funde.
• Bronzes Al Zn e Pb:– Mais resistentes a corrosão que os latões;– Facilidade de moldagem;– Preço baixo;– São mais usados como rolamentos;
• Bronzes Al Ni:– Melhores propriedades mecânicas;– Podem endurecer por precipitação;
Fonte: Notas de aula, professor José Garcia – Universidad Politécnica de Madrid - UPM
Tradução: Karine Miranda
www.engmat.webnode.com
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