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Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS BRONZES (Cu+Sn) CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS BRONZES Elevada resistência à corrosão Elevada resistência à corrosão A dureza.

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1 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS BRONZES (Cu+Sn) CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS BRONZES Elevada resistência à corrosão Elevada resistência à corrosão A dureza e a resistência mecânica aumentam com o teor de Sn A dureza e a resistência mecânica aumentam com o teor de Sn A partir de 5% de Sn a ductilidade diminui A partir de 5% de Sn a ductilidade diminui

2 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS BRONZES (Cu+Sn) α + L L + α α+βα+β

3 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS BRONZES (Cu+Sn) FASES Fase cfc, dúctil e tenaz Fase cfc, dúctil e tenaz Até 16% de Sn é monofásica Até 16% de Sn é monofásica A fase está presente até 36% de Sn A fase está presente até 36% de Sn Fase é + dura Fase é + dura Está presente a partir de 16% de Sn Está presente a partir de 16% de Sn

4 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Cu 88-90, Sn 10-12, Pb.50, Zn.50, Ni.50, P.30, Sb.20, Fe.15, S.05, Al.005 Microestrutura de Bronze fundido Microestrutura de Bronze fundido α + δ

5 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS BRONZE TM-23 – 4%Sn-9%Zn-20%Pb AUMENTO DE 500X α Pb

6 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS BRONZES (Cu+Sn) PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA

7 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS PRINCIPAIS BRONZES COMERCIAIS A- BRONZES 1) Cu-Sn ) Cu-Sn ) Cu-Sn ) Cu-Sn 94-6

8 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS PRINCIPAIS BRONZES COMERCIAIS A- BRONZES

9 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS PRINCIPAIS BRONZES COMERCIAIS B- BRONZES +

10 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS PRINCIPAIS BRONZES COMERCIAIS C- BRONZES PARA FUNDIÇÃO

11 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS CUPRONÍQUEIS (Cu + Ni)

12 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS CUPRONÍQUEIS (Cu + Ni) Apresentam excelente resistência à corrosão, especialmente à água do mar; Apresentam excelente resistência à corrosão, especialmente à água do mar; São dúcteis, São dúcteis, Permanecem monofásicas para qualquer composição, Permanecem monofásicas para qualquer composição, Podem ser trabalhadas a frio e à quente; Podem ser trabalhadas a frio e à quente; Algumas ligas apresentam resistividade independente da temperatura (aplicações em resistência elétrica) Algumas ligas apresentam resistividade independente da temperatura (aplicações em resistência elétrica)

13 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS CUPRONÍQUEIS (Cu + Ni) A medida que aumenta o teor de Ni aumenta a dureza, a resistência mecânica e o limite a fadiga; A medida que aumenta o teor de Ni aumenta a dureza, a resistência mecânica e o limite a fadiga; A ductilidade não é alterada com o teor de Ni A ductilidade não é alterada com o teor de Ni Nas ligas comerciais o teor de Ni varia de 5- 45% Nas ligas comerciais o teor de Ni varia de 5- 45% A maioria das ligas Cuproníqueis contém Fe e Mn em teores em torno de 2%, para elevar a resist. à corrosão. A maioria das ligas Cuproníqueis contém Fe e Mn em teores em torno de 2%, para elevar a resist. à corrosão.

14 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS EXEMPLO DE LIGAS CUPRONÍQUEIS (Cu + Ni)

15 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS CUPRONÍQUEIS PARA FUNDIÇÃO (Cu + Ni) A maioria das ligas contém Si, Fe e Mn, além do Cu-Ni Aplicações das ligas para fundição: Aplicações das ligas para fundição: Buchas Buchas Flanges Flanges Conecções Conecções

16 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Cu 86.5, Ni , Fe , Zn 1.0, Mn 1.0, Pb 0.05

17 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Ni + Zn ALPACAS COMPOSIÇÃO DAS ALPACAS: COMPOSIÇÃO DAS ALPACAS: Ni: 10-30% Ni: 10-30% Cu: 45-70% Cu: 45-70% Zn: restante Zn: restante

18 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Cu , Ni , Zn , Mn 0.50, Fe 0.25, Pb0,10 Grãos maclados. Estrutura recristalizada. Grãos maclados. Estrutura recristalizada.

19 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Ni + Zn ALPACAS CARACTERÍSTICAS DAS ALPACAS: CARACTERÍSTICAS DAS ALPACAS: Cor esbranquiçada, brilhante Cor esbranquiçada, brilhante Tem elevada resistência à corrosão Tem elevada resistência à corrosão Podem ser deformadas a frio e a quente Podem ser deformadas a frio e a quente APLICAÇÕES DAS ALPACAS: APLICAÇÕES DAS ALPACAS: Cutelaria Cutelaria Objetos decorativos Objetos decorativos Componentes de aparelhos ópticos e fotográficos Componentes de aparelhos ópticos e fotográficos Molas de contato para equip. elétricos Molas de contato para equip. elétricos

20 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS EXEMPLO DE LIGA Cu + Ni + Zn ALPACAS COMPOSIÇÃO TÍPICA: COMPOSIÇÃO TÍPICA: 18% de Ni 18% de Ni 63-66,5% de Cu 0,5% de Mn Restante de Zn A ADIÇÃO DE Pb: A ADIÇÃO DE Pb: Permite a fundição em areia Permite a fundição em areia Torna a liga susceptível à gravação, para fins decorativos Torna a liga susceptível à gravação, para fins decorativos

21 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Elementos de liga que promovem o endurecimento por precipitação no Cu e suas ligas Si Si Al Al Be Be

22 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Al CARACTERÍSTICAS : CARACTERÍSTICAS : Todas as ligas possuem boa resistência à corrosão Todas as ligas possuem boa resistência à corrosão A resist. varia de MPa COMPOSIÇÃO: COMPOSIÇÃO: Contém de 5-10% de Al Contém de 5-10% de Al ELEMENTOS DE LIGA que melhoram a resist mec. e à corrosão ELEMENTOS DE LIGA que melhoram a resist mec. e à corrosão - Ni: 7%- As: 0, 4% (pode conter) - Mn (até 3%)- Fe (até 6%)

23 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Al APLICAÇÕES : APLICAÇÕES : Tubos condensadores Tubos condensadores Recipientes para a indústria química Recipientes para a indústria química Autoclaves Autoclaves Instalações criogênicas Instalações criogênicas Tubos para água do mar Tubos para água do mar Engrenagens Engrenagens Buchas,… Buchas,…

24 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO Cu - Al

25 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS PROPRIEDADES DAS FASES Fase α CFC – Muito plástica - Trabalho à Quente / Frio. Fase α CFC – Muito plástica - Trabalho à Quente / Frio. Fase β CCC – Média plasticidade – Trabalho à quente. Fase β CCC – Média plasticidade – Trabalho à quente. Fase γ 2 Cúbica complexa - Muito frágil e dura. Fase γ 2 Cúbica complexa - Muito frágil e dura. Composição eutetóide – 11,8% de Al. Composição eutetóide – 11,8% de Al.

26 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Microestrutura de uma liga Cu-11,8AL, homogeneizada a 800°C por 2 h, e então resfriada lentamente no forno. A estrutura é perlita de fases alternadas de α e γ 2. O α é a fase clara e o γ 2 é a fase escura.

27 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Nos aços martensita é a estrutura mais dura. Fe-0,8C (resfriado lentamente) – 20HRC Fe-0,8C (temperado) – 65HRC

28 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Be Composição : 1-2,7 % de Be 1-2,7 % de Be Elementos de Liga : Co, Ni, Fe Co, Ni, FeCaracterísticas: Alta resist. Mecânica ( A resist. varia de Mpa) Alta resist. Mecânica ( A resist. varia de Mpa) Alta condutividade elétrica e térmica Alta condutividade elétrica e térmica

29 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Be Aplicações : Molas de instrumentos ( o módulo de elasticidade dessas ligas é MPa) Molas de instrumentos ( o módulo de elasticidade dessas ligas é MPa) Componentes eletro-eletrônicos em geral Componentes eletro-eletrônicos em geral

30 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LINGOTE DE LIGA Cu-Be

31 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO Cu-Be

32 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS Gráfico de temperatura em função do tempo mostrando solubilização e o endurecimento por precipitação

33 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS MICROESTRUTURA DE LIGA CuBe SOLUBILIZADA Solubilização em óleo 200x. (110,67HV)

34 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Si O Si melhora a resistência mecânica do Cu ( a resist. varia de Mpa) e a resist. à corrosão O Si melhora a resistência mecânica do Cu ( a resist. varia de Mpa) e a resist. à corrosão O Si melhora a soldabilidade e a fundibilidade O Si melhora a soldabilidade e a fundibilidade Composição das Ligas : 3-55% de Si para peças fundidas 3-55% de Si para peças fundidas Elementos de liga: Zn, Fe, Mn Elementos de liga: Zn, Fe, Mn

35 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS LIGAS Cu + Si Aplicações Tanques Tanques Tubulações Tubulações Parafusos Parafusos Eixos de hélice para navios,… Eixos de hélice para navios,…

36 Eleani Maria da Costa - DEM/PUCRS TRATAMENTOS TÉRMICOS DO Cu E SUAS LIGAS Recozimento para homogeneização para peças fundidas Recozimento para homogeneização para peças fundidas Recozimento para recristalização para ligas trabalhadas à frio Recozimento para recristalização para ligas trabalhadas à frio Temp. para o Cu: < 260 C Temp. para as ligas de Cu: C Alívio de tensões Alívio de tensões Solubilização e envelhecimento (bronzes ao Al e Si e ligas Cu-Be) Solubilização e envelhecimento (bronzes ao Al e Si e ligas Cu-Be)


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