BRONZE.

Apresentação em tema: "BRONZE."— Transcrição da apresentação:

1 BRONZE

2 Introdução: 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;

3 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: d; Em aquecimento prolongado até 700ºC é possível dissolve-lo;

4 Diagrama de equílibrio

5 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.

6 Solidificação A Temperatura de fusão diminui muito ao aumentar a quantidade de Sn;

7 Ligas com conteúdo de Sn inferior a 13,5%:
Solidificam em fase a: Solução sólida de estanho no cobre; Sistema cristalino CFC; Dúctil e deformável no frio; Intervalo de solidificação muito amplo: Fenômeno de segregação acentuado; São recomendados resfriamentos muito lentos; Também recozidos prolongados a elevada temperatura;

8 Ligas com conteúdo de Estanho entre 13,5% e 25,5%:
Reação peritética (%Sn= 22%) L+a  b Formação de fase b: Sistema cristalino CCC Si 13,5 <%Sn<22: Estrutura resultante ao solidificar: a+b Si 22<%Sn<25,5%: Estrutura resultante ao solidificar: b

9 Ligas com conteúdo de Sn entre 25,5% e 30,6%:
Reação peritética (%Sn= 27): L+b  g Formação de fase g Sistema cristalino CCC Se 25,5<%Sn<27: Estrutura resultante ao solidificar: b+g Se %Sn≥ 27: Estrutura resultante ao solidificar: g

10 Transformações em estado sólido:
Transformação de g em fase e: 640ºC 34,2% de Sn Eutetóide: b  a+g 520ºC 27%Sn

11 Transformações em estado sólido:
Eutetóide: g  a+e 350ºC 32,6 de Sn Extrema lentidão da transformação. 23 dias a 300ºC somente transformam 5% de fase d. Na prática não se considera esta transformação. Se considera que o campo a+g se estende até a temperatura ambiente.

12 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 a+d se estende desde 520ºC até a temperatura ambiente.

13 Na realidade: Ligas com mais de 8% de Sn, em estado de moldagem se encontram fora do equilíbrio. Aparição da fase d; Formação do eutetóide a+e, duro e frágil; Mediante tratamentos de homogeneização pode manter-se a estrutura a até conteúdos de 15,8% de Sn;

14 Propriedades Gerais: Somente tem aplicação industrial os bronzes monofásicos com estruturas a e alguns bifásicos a+d; 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;

15 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: MPa Nos bronzes bifásicos: As características mecânicas dependem do conteúdo em fase d. Aumentam dureza e limite elástico Diminuem a carga de ruptura e alargamento. O conteúdo de fase d depende: Tratamento térmico aplicado (o tempo a aumenta o conteúdo de d). Quantidade de Sn.

16 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).

17 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.

18 Zinco: Níquel: Reduz o ponto de fusão; Diminui o conteúdo em fase d;
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;

19 Bronzes a 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 a e eutetóide a+d (duro e frágil).

20 Bronzes a Podem dissolver por completo a fase d 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.

21 Bronzes de estrutura complexa:
Por cima de 15,8% de Sn: Matriz mole de fase a. 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.

22 Bronzes Al Zn: Bronzes Al Pb: 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.

23 Bronzes Al Zn e Pb: Bronzes Al Ni:
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;

24 Fonte: Notas de aula, professor José Garcia – Universidad Politécnica de Madrid - UPM
Tradução: Karine Miranda