O que é bronze?
O que é Bronze e de que é feito?
O bronze é um tipo de liga composta principalmente de cobre. É uma mistura de cobre com outros elementos como estanho, alumínio, berílio, silício, manganês, cádmio, zircônio, titânio, magnésio e ferro.
Todas as ligas de cobre, exceto o cobre puro e as séries cobre-zinco (latão) e cobre-níquel (cobre branco), podem ser classificadas como bronze.
A adição de outros elementos ao cobre no bronze aumenta sua resistência e lhe confere propriedades específicas. O bronze tem alta resistência à compressão e sua alta elasticidade, resistência ao amolecimento e resistência à corrosão e ao desgaste o tornam um material útil para uma variedade de aplicações. Embora possa ser difícil de processar, essas propriedades levaram a uma ampla gama de utilizações para o bronze.
Tipos de Bronze
Quantos tipos de bronze existem?
O bronze pode ser classificado em diversas categorias com base em seus elementos principais. Estes incluem bronze de estanho (incluindo bronze de estanho e fósforo), bronze de alumínio, bronze de berílio, bronze de silício, bronze de manganês, bronze de cromo, bronze de cádmio, bronze de zircônio, bronze de cromo zircônio, bronze de titânio, bronze de magnésio e bronze de ferro, entre outros.
Bronze de estanho
O tipo de liga à base de cobre que tem o estanho como elemento principal é conhecido como bronze-estanho. O bronze de estanho usado no setor industrial normalmente contém entre 3% e 14% de estanho.
O bronze de estanho com menos de 5% de teor de estanho é ideal para processos de trabalho a frio. Por outro lado, o bronze de estanho com teor de estanho variando de 5% a 7% é adequado para trabalho a quente. Para aplicações de fundição, é preferido o bronze-estanho com mais de 10% de teor de estanho.
O bronze de estanho é amplamente utilizado em vários setores, incluindo construção naval, química, maquinário e instrumentação. É usado principalmente para fabricar peças resistentes ao desgaste, como rolamentos, buchas de eixo e componentes elásticos como molas, bem como peças anticorrosivas e antimagnéticas.
Bronze de alumínio
O tipo de liga à base de cobre que tem o alumínio como elemento principal é conhecido como bronze-alumínio. O bronze de alumínio tem propriedades mecânicas superiores em comparação com o latão e o bronze de estanho.
Na prática, o bronze-alumínio contém de 5% a 12% de alumínio, sendo que o teor de alumínio entre 5% e 7% proporciona a melhor plasticidade, tornando-o ideal para trabalho a frio. Porém, quando o teor de alumínio é superior a 7% a 8%, a resistência da liga aumenta, mas sua plasticidade diminui significativamente. Portanto, é usado principalmente na forma fundida ou após trabalho a quente.
Em termos de resistência ao desgaste e à corrosão, o bronze de alumínio supera o latão e o bronze de estanho em ácido atmosférico, água do mar, ácido carbônico da água do mar e a maioria dos ácidos orgânicos.
O bronze de alumínio pode ser usado para fabricar peças de alta resistência e resistentes ao desgaste, como engrenagens, luvas de eixo e engrenagens helicoidais, bem como elementos elásticos de alta resistência à corrosão.
Bronze de berílio
O tipo de liga de cobre que tem o berílio como elemento principal é conhecido como bronze-berílio. O conteúdo de berílio no bronze de berílio normalmente varia de 1,7% a 2,5%.
O bronze de berílio é caracterizado por seu alto limite elástico e limite de fadiga, excelente resistência ao desgaste e à corrosão, boa condutividade e condutividade térmica, não magnetismo e ausência de faíscas quando impactado.
É usado principalmente para a fabricação de molas críticas em instrumentos de precisão, engrenagens de relógio, rolamentos e buchas que funcionam sob alta velocidade e alta pressão, bem como eletrodos de soldagem, ferramentas à prova de explosão, bússolas de navegação e outros componentes vitais.
Bronze de silício
O tipo de bronze que tem o silício como elemento principal é conhecido como bronze de silício. Além do silício, o bronze de silício utilizado no setor industrial também contém vestígios de manganês, níquel, zinco ou outros elementos.
O silício é uma solução sólida limitada em cobre, com solubilidade máxima de 5,3% a 852°C, que diminui à medida que a temperatura diminui. No entanto, o efeito de endurecimento do envelhecimento não é significativo e, geralmente, nenhum tratamento térmico de reforço é realizado.
O teor de silício do bronze de silício deformável varia de 1% a 4%. Com o aumento do teor de silício, pode surgir uma fase frágil, reduzindo a plasticidade da liga.
O bronze de silício tem uma faixa estreita de temperatura de cristalização, boa fluidez e propriedades mecânicas mais altas em comparação ao bronze de estanho. Pode ser usado como substituto do bronze-estanho na indústria de fabricação de máquinas.
Bronze manganês
O bronze manganês é um tipo de liga que tem o cobre como elemento base e o manganês como principal elemento de liga. Os principais tipos de bronze manganês são QMn1,5 (Cu-1,5Mn) e QMn5 (Cu-5Mn), entre outros.
Bronze cromado
O bronze cromado é um tipo de liga de cobre que contém 0,4% a 1,1% de cromo. O bronze de cromo pode ser reforçado por meio de têmpera, envelhecimento ou tratamentos de têmpera e envelhecimento por deformação a frio.
Na temperatura eutética de 1072°C, a solubilidade máxima do cromo no cobre é de 0,65%. À medida que a temperatura diminui, a solubilidade sólida do cromo diminui rapidamente e as partículas de cromo são precipitadas após solução sólida e tratamentos de envelhecimento.
A adição de cromo melhora significativamente a temperatura de recristalização e a resistência térmica da liga, mas diminui ligeiramente a condutividade do cobre. A condutividade da haste de bronze cromo tratada com solução é de 45% IACS, que aumenta para 80% IACS após o tratamento de envelhecimento. A temperatura de amolecimento do bronze cromo envelhecido é de 400°C, o dobro da do cobre trabalhado a frio.
Esta liga pode ser usada tanto em estados de fundição quanto de deformação. Quando alumínio e magnésio são adicionados como elementos de liga de bronze de cromo, um filme de óxido fino e denso se forma na superfície da liga de Cu-Cr que está firmemente ligado ao metal base, melhorando a resistência à oxidação em alta temperatura e a resistência ao calor do Liga. O teor de alumínio e magnésio na liga geralmente não é superior a 0,3%.
Bronze de cádmio
O bronze de cádmio é um tipo especial de bronze que tem o cádmio como principal elemento de liga e, às vezes, é adicionado de 0,35% a 0,65% de cromo. O cádmio e o cobre formam uma solução sólida a altas temperaturas, mas a solubilidade sólida diminui rapidamente à medida que a temperatura diminui.
O baixo teor de cádmio resulta num fraco efeito de fortalecimento das partículas da fase precipitada e, portanto, a liga não pode ser endurecida por tratamento térmico e só pode ser reforçada através de deformação a frio.
O bronze de cádmio possui alta condutividade e condutividade térmica, boa resistência ao desgaste, desempenho de redução de desgaste e resistência à corrosão, bem como bom desempenho de processamento. É amplamente utilizado na fabricação de peças condutoras, resistentes ao calor e ao desgaste para dispositivos elétricos.
É importante ressaltar que a matéria volátil do cádmio é tóxica e o material deve ser preparado por meio de métodos de fusão, atentando-se às medidas de segurança durante o processo de fusão. O tipo doméstico de bronze de cádmio é QCd1. Está disponível na forma de placas, tiras, hastes e fios.
Suas principais aplicações incluem comutadores de motores, elementos de comutação, contatos de mola, cavidades de guias de onda, linhas de transmissão de alta resistência, juntas e eletrodos de soldagem de contato, rolos, entre outros.
Bronze de zircônio
O bronze de zircônio é um tipo especial de bronze que tem o zircônio como principal elemento de liga e, às vezes, uma pequena quantidade de zircônio é adicionada para melhorar sua resistência. Os graus comuns de bronze de zircônio são QZr0.2 e QZr0.4.
Possui boa resistência térmica e resistência à fluência e mantém boa plasticidade e condutividade em altas temperaturas. O bronze de zircônio é produzido pelo método de fusão.
É usado principalmente como peças de soldagem por resistência e materiais de eletrodo de alta resistência. O uso do bronze de zircônio está se tornando cada vez mais difundido na indústria siderúrgica devido à sua alta condutividade, condutividade térmica e facilidade de processamento.
Bronze cromo zircônio
O bronze de cromo zircônio é uma liga que possui alta resistência, dureza, condutividade elétrica e condutividade térmica, além de boa resistência ao desgaste. Após o tratamento de envelhecimento, sua dureza, resistência, condutividade elétrica e condutividade térmica são significativamente melhoradas, facilitando a soldagem.
É amplamente utilizado em aplicações como comutadores de motor, máquinas de solda por pontos, máquinas de solda de costura, eletrodos para máquinas de solda de topo e outros componentes que requerem resistência, dureza, condutividade e condutividade em altas temperaturas.
Como eletrodo de faísca elétrica, o bronze de cromo-zircônio pode produzir uma superfície espelhada ideal com bom desempenho vertical. Ele pode obter efeitos difíceis de obter com cobre vermelho puro, como descamação, e é adequado para materiais difíceis de usinar, como aço de tungstênio.
Os graus de bronze cromo zircônio incluem C18150, C18200, C15000 e C15100.
Bronze titânio
Bronze de titânio refere-se a uma liga de cobre que tem o titânio como principal elemento de liga. É um novo tipo de material elástico que apresenta boa trabalhabilidade, tanto a frio como a quente. Através do tratamento térmico, as propriedades do bronze de titânio podem ser bastante melhoradas e fortalecidas. Por exemplo, a sua resistência à tração pode ser aumentada de 686 MPa para 1009 MPa.
O bronze de titânio é utilizado na fabricação de elementos elásticos de alta resistência, alta elasticidade e alta resistência ao desgaste, interruptores elétricos, elementos elásticos de relé, caixas de membrana, diafragmas, engrenagens, rolamentos, mancais e buchas de mancal, entre outros. formulários.
Bronze de magnésio
O bronze de magnésio é um tipo de liga de magnésio e cobre. O grau doméstico de bronze de magnésio é QMg0,8. É uma liga binária de cobre e magnésio e é comumente usada como material condutor, como cabos, e pode substituir o bronze de cádmio em muitas aplicações.
O bronze de magnésio é fornecido principalmente na forma de fio e é usado principalmente para fabricar componentes condutores, como cabos e antenas de aeronaves.
Bronze de ferro
O bronze de ferro é um tipo de bronze que tem o ferro como elemento principal. As ligas cobre-ferro, também conhecidas como ferro-bronze, são representadas pela liga C19400 na América.
Através do tratamento térmico, a precipitação do ferro na liga melhora sua resistência e resistência ao calor. A resistência à tração em seu estado endurecido pode atingir 415-485 MPa e sua condutividade pode atingir 60% IACS.
O bronze de ferro é amplamente utilizado como material de estrutura de chumbo para circuitos integrados e está incluído no padrão ASTM B465-85 nos Estados Unidos. Este padrão também inclui as ligas C19200, C19500 e C19600, que possuem teores de ferro de 0,8% a 12%, 10% a 20% e 9% a 12%, respectivamente, e teores de fósforo de 0,01% a 0,04%, 0,01% para 0,35% e 0,25% para 0,35%, respectivamente.
Na China, o equivalente à liga C19400 é o bronze de ferro QFe2.5-0.1.
