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Cobre e suas ligas Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA UNIDADE DE ENSINO DE FLORIANÓPOLIS DEPARTAMENTO.

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1 Cobre e suas ligas 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 ProIn II – Mecânica Industrial

2 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 2 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 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

3 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 3 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%

4 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 4 RESERVAS MUNDIAIS DE COBRE Aproximadamente 400 milhões de ton. Maiores produtores: - Chile - EUA - Canadá - Zâmbia - Brasil

5 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 5 PRODUÇÃO MUNDIAL DE COBRE

6 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 6 CONSUMO MUNDIAL DE COBRE

7 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 7 BENEFICIAMENTO 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

8 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 8 BENEFICIAMENTO DO COBRE Extração do minério e trituração

9 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 9 BENEFICIAMENTO DO COBRE Flotação (ou concentração) Obs.: sai em torno de 1% do material que entrou

10 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 10 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

11 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 11 BENEFICIAMENTO DO COBRE Obtenção do Mate (Forno revérbero) Mate 35 a 55% de cobre

12 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 12 BENEFICIAMENTO DO COBRE Obtenção do Blíster (conversores) Blíster 99,5% de Cobre Conversor Oxida-se o ferro, fazendo-o se ligar com a sílica formando a escória

13 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 13 BENEFICIAMENTO DO COBRE REFINO DO COBRE Placa para o refino Cobre 99,9% de Cobre Refino Térmico Refino Eletrolítico Cobre 99,99% de Cobre

14 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 14 BENEFICIAMENTO DO COBRE REFINO ELETROLÍTICO DO COBRE

15 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 15 BENEFICIAMENTO DO COBRE VIDEO HDTDI (303) 9:48

16 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 16 CARACTERÍSTICAS DO COBRE (CFC)

17 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 17 MICROESTRUTURA COBRE NÃO LIGADO

18 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 18 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

19 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 19 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.

20 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 20 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

21 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 21 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

22 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 22 APLICAÇÕES AUTOMOTIVAS Radiadores; Componentes de freio; Bico injetor; Elementos de suspensão.

23 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 23 APLICAÇÕES ELÉTRICAS Fios elétricos; Bobinas; Conectores; Motores; Circuitos integrados;

24 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 24 APLICAÇÕES INDUSTRIAIS Tubos; Trocadores de calor; Conexões; Rolamentos.

25 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 25 - Estatuas; - Torres; - Estruturas submetidas atmosferas agressivas; Torre de cobre – Minneapolis City Hall Estátua da Liberdade – Nova York 81,3 toneladas de cobre APLICAÇÕES EM CONSTRUÇÕES

26 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 26 APLICAÇÕES - MOEDAS

27 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 27 EFEITO DAS IMPUREZAS NA C ONDUTIVIDADE E LÉTRICA

28 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 28 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

29 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 29 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

30 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 30 LIGAS DE COBRE (ALTO TEOR DE E.L.)

31 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 31 NOMENCLATURA 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 tipos C9xx - 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 %Cu %Cu ,90Cu-0.02P Cu-5.0Zn Cu-30.0Zn Cu-39.25Zn-0.75Sn Cu-14.5Zn-4.0Si

32 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 32 LATÃO

33 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 33 LATÃO: cobre + zinco uZinco: 5% - 45% uo zinco confere maior ductibilidade, porém com o Zn tem-se uma nova fase mais frágil que torna o latão menos conformável; uadição de estanho ou alumínio aumenta resistência a corrosão por água do mar; uuso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de automóveis, componentes estampados e conformados, etc.

34 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 34 LATÃO – Características (vs aço) uBoa usinabilidade; uExcelente resistência à corrosão (é geralmente a 1ª escolha...); uBoa condutividade elétrica e térmica; uResistência ao desgaste razoável; uColoração interessante (decorativo) uFacilidade de se fazer acabamento final uBoa soldabilidade uHigiene (propriedades anti-bactericidas)

35 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 35 LATÃO

36 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 36 LATÃO 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

37 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 37 Latão comercial 90%Cu-10%Zn 75X Microestrutura do Latão Latão comercial 70%Cu-30%Zn recozido - cartucho 75X

38 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 38 LATÃO 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.

39 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 39 Microestrutura do Latão + Latão 60%Cu-40%Zn dendritas matriz Latão 60%Cu-40%Zn Metal Muntz estado bruto de fusão estado trabalhado a quente fase (escuro) fase (claro) 75X fase

40 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 40 fase (escuro) fase (claro) Cu + 40%Zn Dureza 178 HK Dureza 185 HK Microestrutura do Latão + (Metal Muntz)

41 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 41 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

42 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 42 RESUMO - 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

43 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 43 LATÃO – Propriedades Mecânicas

44 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 44 LATÃO – Variação de cor com o %Zn A cor avermelhada do cobre adquire uma faixa de tonalidades de amarelo com a adição de zinco %ZnDescrição da cor > 5%Cor vermelha do cobre 5% a 20%Diferentes tons de dourado 30%Latão amarelo 40%Amarelo claro + MnLatão com tonalidade bronze + AlLatão com tonalidade prateada

45 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 45 LATÃO – 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:

46 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 46 LATÃO – 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

47 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 47 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

48 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 48 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..

49 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 49 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..)

50 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 50 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...

51 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 51

52 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 52 Custo do material Pré-usinagem Fresamento Furação e Rosqueamento Revestimento Total Total economizado

53 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 53 LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS

54 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 54 LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS

55 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 55 LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS

56 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 56 LATÃO – OUTRAS APLICAÇÕES

57 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 57 LATÃO – OUTRAS APLICAÇÕES

58 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 58 BRONZE

59 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 59 BRONZE: cobre + estanho uNos bronzes comerciais o teor de estanho varia de 2 a 12% uÀ medida que aumenta o teor de estanho, aumentam a dureza e as propriedades relacionadas com a resistência mecânica, sem queda da ductilidade uFrequentemente adiciona-se chumbo para melhorar as propriedades lubrificantes das ligas, além da usinabilidade. uOs bronzes possuem elevada resistência à corrosão, o que amplia o campo de seu emprego. uO fósforo é geralmente adicionado ao bronze como agente des oxidante e por isso os bronzes também são comumente conhe cidos como bronzes fosforosos.

60 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 60 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

61 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 61 BRONZE – DIAGRAMA DE FASE (Cu-Sn)

62 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 62 -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

63 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 63 -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

64 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 64 BRONZE – 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 Cu 3 P 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.

65 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 65 BRONZE – MICROESTRUTURA

66 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 66 Microestrutura dentrítica do Bronze fundido (Cu – 5%Sn) Barra na foto 200 µm BRONZE – MICROESTRUTURA

67 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 67 Microestrutura dentrítica do Bronze fundido (Cu – 10%Sn 0,5%P) Ampliação 100x BRONZE – MICROESTRUTURA

68 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 68 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 Cu 31 Sn 8 (fase ), melhoram a sonoridade da liga. Autolubrificação e resistência a corrosão são as prorpiedades que levam a maioria de suas aplicações

69 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 69 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, para­fusos, 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

70 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 70 BRONZE - APLICAÇÕES

71 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 71 BRONZE - ANÁLISE MICROESTRUTURA Sn – 3,1% Zn – 9,9% Pb – 5,3% Al – 0,6% Cu – bal. ANÁLISE QUÍMICA

72 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 72 BRONZE - ANÁLISE Sn – 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.

73 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 73 COMPARAÇÃO BRONZE E LATÃO Características/ Material BronzeLatão Composição Básica Cobre + EstanhoCobre + Zinco CustoMais 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

74 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 74 LIGA COBRE ALUMÍNIO

75 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 75 uCobre Alumínio ualumínio: até 10% uuso: 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

76 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 76 COBRE ALUMÍNIO – FASES

77 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 77 -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

78 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 78 COBRE ALUMÍNIO – MICROESTRUTURA Cu – 11,5%Al Branco – alfa proeutetóide e eutetóide é uma mistura de alfa e γ 2, Al 4 Cu 9, Cu – 11,8%Al Trat termicamente Aquecido a 900ºC (1h) e temperado em água Microestrutura martensítica

79 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 79 -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

80 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 80 CUPRONÍQUEL

81 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 81 CUPRONÍQUEL - Características uO Níquel é totalmente dissolvido no cobre; uO %Ni varia de 5 a 50% uLigas muito dúcteis com excelente resistência à corrosão uAcima de 10%Ni a liga apresenta cor branca uBoa conformabilidade – facilidade em transformá-las em chapas, tiras, fios, etc.. uBoa soldabilidade uA adição de Ni ao cobre aumenta a resistência mecânica, resistência à corrosão e oxidação da liga.

82 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 82 -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.

83 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 83 -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

84 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 84 -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

85 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 85 CUPRONÍQUEL – APLICAÇÕES

86 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 86 -Recozimento -Realizado a 550 – 690 ºC e nunca além de 800ºC CUPRONÍQUEL – TRATAMENTOS TÉRMICOS

87 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 87 ALPACAS

88 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 88 u Também conhecida como prata de níquel u zinco: 17% - 27% u níquel: 8% - 18% uuso: chaves, equipamentos de telecomunicações, decoração, relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, etc. u são facilmente confundidas com a prata devido a sua coloração u Conforme aumenta-se o %Ni a coloração das alp acas muda de marfim para prateado ALPACAS – Cu + Ni + Zn - Características

89 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 89 ALPACAS – Cu + Ni + Zn - Microestrutura Fase alfa

90 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 90 ALPACAS – APLICAÇÃO

91 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 91 LIGAS DE COBRE – MOEDAS BRASILEIRAS Fonte: Casa da moeda do Brasil

92 Prof. Henrique Cezar Pavanati Cobre e suas ligas 92 ALPACAS – APLICAÇÃO Fonte: Casa da moeda do Brasil


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