É um elemento químico, classificado como metal de transição de símbolo, Cu. Seu estado físico em temperatura ambiente é o estado sólido, possui coloração avermelhada, dúctil e maleável, com ótima condutibilidade elétrica e térmica. Sua condutibilidade só pode ser superada pela prata, sendo assim um dos metais mais importantes industrialmente, na maioria dos casos seus compostos apresentam estados de oxidação baixos, sendo o mais comum o +2, ainda que existam alguns com estado de oxidação +1. Exposto ao ar, a coloração vermelho salmão inicial torna-se vermelho violeta devido à formação do óxido cuproso ( Cu2O ) para enegrecer-se posteriormente devido à formação do óxido cúprico ( CuO ). Exposto longamente ao ar úmido forma uma capa aderente e impermeável de carbonato básico de coloração verde, característica de seus sais, que é venenosa. Quando se utilizam caçarolas de cobre para a cocção de alimentos não são infrequentes as intoxicações, devido à ação dos ácidos da comida que originam óxidos, contaminando os alimentos.
Os halogênios atacam com facilidade o cobre, especialmente em presença de umidade; no seco o cloro e o bromo não produzem efeito e o flúor só o ataca a temperaturas superiores a 500 °C. Os oxiácidos atacam o cobre.
Suas propriedades se salientam em baixas temperaturas.
terça-feira, 9 de setembro de 2008
Aplicações
Por ser um ótimo condutor, o cobre é utilizado na grande maioria dos casos como fios e cabos de eletricidade, onde está a demanda de 45% do consumo anual. Também sendo utilizado em:
· Tubos de condensadores e encanamentos;
· Eletroimãs;
· Motores elétricos;
· Interruptores e relés, tubos de vácuo e magnetrons de fornos microondas;
· Circuitos integrados substutuindo o alumínio;
· Cunhagem de moedas;
· Os óxidos de cobre ainda podem formar materiais super condutores associados a outros metais;
· Quando utilizado a baixas temperaturas, também pode ser utilizado em aplicações criogênicas;
· Tubos de condensadores e encanamentos;
· Eletroimãs;
· Motores elétricos;
· Interruptores e relés, tubos de vácuo e magnetrons de fornos microondas;
· Circuitos integrados substutuindo o alumínio;
· Cunhagem de moedas;
· Os óxidos de cobre ainda podem formar materiais super condutores associados a outros metais;
· Quando utilizado a baixas temperaturas, também pode ser utilizado em aplicações criogênicas;
Apresentação e Usos
O cobre é o metal não ferroso mais utilizado, após o alumínio, por ser excelente condutor de
eletricidade e calor.
A indústria de cobre primário se organiza em torno de quatro tipos de produtos, originados
em etapas distintas dos processos de extração, fundição e refino, os quais estão relacionados a
seguir:
minério de cobre: corresponde ao mineral extraído da mina, cujo conteúdo oscila entre
0,7% e 2,5% de cobre;
concentrado de cobre: corresponde ao minério de cobre que, através de um processo de
moagem das rochas e mistura com água e reagentes, passa a apresentar entre 30% e 38% de cobre fino;
cobre fundido: corresponde aos concentrados que, por meio de processos pirometalúrgicos, se transformam no chamado cobre blister (98,5%) e, posteriormente, no anodo de cobre, cujo teor é de 99,7% de cobre;
cobre refinado: corresponde aos anodos e às soluções (no caso da lixiviação) que
são refinados por processo de eletrólise, resultando nos catodos, com pureza de 99,9% de cobre.
Em relação ao cobre secundário, pode-se citar dois tipos principais de sucata:
sucata para refino - é a sucata industrial de processo, assim como a sucata comprada de
terceiros no mercado, necessitando processamento de refino;
sucata para uso direto - direcionada aos transformadores, sem necessidade de refino.
O cobre tem extenso uso nas indústrias de fios e cabos elétricos, que absorve mais de 50%
desse metal, sendo o restante utilizado em ligas especiais, tubos, laminados e extrudados.
Ocorrência
Os principais tipos de ocorrência de cobre são de minério sulfetado, de minério oxidado ou
ocorrências mistas, com presença de sulfetos, óxidos, hidróxidos e carbonatos.
Das reservas mundiais, cerca de 80% são de minério sulfetado, sendo que mais da metade
é do tipo sulfetado porfirítico, como as da mina de Escondida, no Chile. Normalmente, são reservas de grande significado econômico pelo volume de minério, podem ser lavradas a céu aberto e apresentam baixo teor de cobre, até 1,5%, visto que este encontra-se disseminado em rochas.
As reservas mundiais de alto teor encontram-se esgotadas, sendo que as mais ricas
atualmente apresentam teores de cerca de 4% de cobre. Note-se que unidades novas para lavrasubterrânea de minérios apresentam viabilidade econômica para teores normalmente superiores a 1,5% de cobre.
ocorrências mistas, com presença de sulfetos, óxidos, hidróxidos e carbonatos.
Das reservas mundiais, cerca de 80% são de minério sulfetado, sendo que mais da metade
é do tipo sulfetado porfirítico, como as da mina de Escondida, no Chile. Normalmente, são reservas de grande significado econômico pelo volume de minério, podem ser lavradas a céu aberto e apresentam baixo teor de cobre, até 1,5%, visto que este encontra-se disseminado em rochas.
As reservas mundiais de alto teor encontram-se esgotadas, sendo que as mais ricas
atualmente apresentam teores de cerca de 4% de cobre. Note-se que unidades novas para lavrasubterrânea de minérios apresentam viabilidade econômica para teores normalmente superiores a 1,5% de cobre.
Tecnologia e Processos
Existem dois processos básicos de produção de cobre primário: o processo pirometalúrgico,
mais utilizado para os minérios sulfetados, e o processo hidrometalúrgico, apropriado para a extração de cobre de minérios oxidados de baixo teor.
Processo Pirometalúrgico
A indústria de transformação do cobre tem início a partir do minério, cuja extração se dá a
céu aberto ou em galerias subterrâneas. Com um teor metálico que varia normalmente entre 0,7% e 2,5%, o minério é submetido à britagem, moagem, flotação e secagem, obtendo-se o concentrado cujo teor de cobre contido já alcança 30%.
O concentrado é então submetido ao forno flash, de onde sai o mate com teor de 45% a
60%, e este ao forno conversor de onde obtêm-se o blister com 98,5% de cobre. Dependendo
da pureza desejável para o cobre, tendo em vista a sua utilização final, o blister pode ser submetido apenas ao refino a fogo, onde se obtém cobre com 99,7% (anodo) ou ser também refinado eletrolíticamente, atingindo um grau de pureza de 99,9% (catodo).
Os catodos são submetidos ao processo de refusão para obtenção do cobre no formato de
tarugos ou placas. A partir da trefilação destes tarugos, produz-se os semi-elaborados de cobre nas formas de barras, perfis e tubos e através da laminação das placas, são produzidos semi-elaborados nos formatos de tiras, chapas e arames. Se, entretanto, ao invés da simples refusão o catodo for fundido e laminado em processo contínuo, obtêm-se o vergalhão, a partir do qual serão fabricados os fios e cabos.
No refino eletrolítico, obtêm-se subprodutos como ouro, prata, platina e outros metais, através
da lama anódica que se deposita e é retirada por sifão.
Ressalte-se que o ritmo de difusão do processo técnico na pirometalurgia de cobre é relativamente lento, sendo esta rota tecnológica utilizada de longa data. A principal mudança
tecnológica foi a substituição dos fornos de revérbero por fornos elétricos flash na etapa de fundição a partir dos anos 50. Pretendeu-se com tal substituição atender às exigências de conservação energética e de redução de poluição.
Processo Hidrometalúrgico
A hidrometalurgia é apropriada, principalmente, para a extração de cobre de minérios
oxidados de baixo teor. A utilização deste processo para minérios sulfetados implica em uma etapa anterior de beneficiamento do minério para obtenção do concentrado sulfetado, o qual deve sofrer processo de ustulação para transformação em produto intermediário oxidado.
O processo hidrometalúrgico consiste, em linhas gerais, em lixiviar o minério moído com
solventes adequados, sendo o mais utilizado o ácido sulfúrico, obtendo-se soluções ricas.
Segue-se a filtragem da solução e a precipitação do metal através de concentração
(utilizando-se ferro), de aquecimento ou por eletrólise.
No caso da eletrólise, promove-se a eletrodeposição do cobre sob a forma de catodos com
99,9% de pureza a partir das soluções ricas. Trata-se do processo SX-EW (solvent extraction and eletrowinning).
Processo SX-EW
O processo SX-EW, ao contrário do processo pirometalúrgico que é utilizado há 6000 anos,
foi desenvolvido há apenas cerca de 25 anos. Neste período, sua utilização vem crescendo largamente devido às facilidades de aproveitamento de depósitos oxidados de baixo teor, partindo-se diretamente do minério e obtendo-se o catodo com teor 99,9% de cobre, sem necessitar de fundição e refinaria.
Além do menor custo de produção do cobre obtido pelo processo SX-EW, podem ser citadas
vantagens relativas ao meio ambiente, visto que não há emissão de gases poluentes. No processo pirometalúrgico, a etapa de fundição tem como subproduto gás com enxofre, sendo por este motivo necessária a existência de planta acoplada para produção de ácido sulfúrico a partir deste gás.
Outra vantagem do processo SX-EW é o reaproveitamento de minérios de baixo teor não
aproveitados pelos processos tradicionais de concentração.
O investimento no processo SX-EW é cerca de 30% superior ao processo tradicional, porém
a maior desvantagem refere-se à dificuldade do aproveitamento de subprodutos como ouro e prata, que também se apresentam em menores teores nos minérios oxidados. Neste caso, são necessárias instalações adicionais de neutralização e cianetação, que geralmente não apresentam viabilidade econômica, enquanto no processo tradicional estes subprodutos são obtidos diretamente na lama anódica, na etapa de refino eletrolítico do cobre.
Em termos de escala, o processo SX-EW apresenta maior flexibilidade, podendo-se operar
economicamente plantas de até 30.000 t/ano de cobre contido. No processo pirometalúrgico, a escala mínima atualmente utilizada é de 200.000 t/ano.
O processo SX-EW é utilizado principalmente nos Estados Unidos, Chile e Zâmbia, sendo
que metade da expansão prevista para a produção do Chile será através desta rota.
mais utilizado para os minérios sulfetados, e o processo hidrometalúrgico, apropriado para a extração de cobre de minérios oxidados de baixo teor.
Processo Pirometalúrgico
A indústria de transformação do cobre tem início a partir do minério, cuja extração se dá a
céu aberto ou em galerias subterrâneas. Com um teor metálico que varia normalmente entre 0,7% e 2,5%, o minério é submetido à britagem, moagem, flotação e secagem, obtendo-se o concentrado cujo teor de cobre contido já alcança 30%.
O concentrado é então submetido ao forno flash, de onde sai o mate com teor de 45% a
60%, e este ao forno conversor de onde obtêm-se o blister com 98,5% de cobre. Dependendo
da pureza desejável para o cobre, tendo em vista a sua utilização final, o blister pode ser submetido apenas ao refino a fogo, onde se obtém cobre com 99,7% (anodo) ou ser também refinado eletrolíticamente, atingindo um grau de pureza de 99,9% (catodo).
Os catodos são submetidos ao processo de refusão para obtenção do cobre no formato de
tarugos ou placas. A partir da trefilação destes tarugos, produz-se os semi-elaborados de cobre nas formas de barras, perfis e tubos e através da laminação das placas, são produzidos semi-elaborados nos formatos de tiras, chapas e arames. Se, entretanto, ao invés da simples refusão o catodo for fundido e laminado em processo contínuo, obtêm-se o vergalhão, a partir do qual serão fabricados os fios e cabos.
No refino eletrolítico, obtêm-se subprodutos como ouro, prata, platina e outros metais, através
da lama anódica que se deposita e é retirada por sifão.
Ressalte-se que o ritmo de difusão do processo técnico na pirometalurgia de cobre é relativamente lento, sendo esta rota tecnológica utilizada de longa data. A principal mudança
tecnológica foi a substituição dos fornos de revérbero por fornos elétricos flash na etapa de fundição a partir dos anos 50. Pretendeu-se com tal substituição atender às exigências de conservação energética e de redução de poluição.
Processo Hidrometalúrgico
A hidrometalurgia é apropriada, principalmente, para a extração de cobre de minérios
oxidados de baixo teor. A utilização deste processo para minérios sulfetados implica em uma etapa anterior de beneficiamento do minério para obtenção do concentrado sulfetado, o qual deve sofrer processo de ustulação para transformação em produto intermediário oxidado.
O processo hidrometalúrgico consiste, em linhas gerais, em lixiviar o minério moído com
solventes adequados, sendo o mais utilizado o ácido sulfúrico, obtendo-se soluções ricas.
Segue-se a filtragem da solução e a precipitação do metal através de concentração
(utilizando-se ferro), de aquecimento ou por eletrólise.
No caso da eletrólise, promove-se a eletrodeposição do cobre sob a forma de catodos com
99,9% de pureza a partir das soluções ricas. Trata-se do processo SX-EW (solvent extraction and eletrowinning).
Processo SX-EW
O processo SX-EW, ao contrário do processo pirometalúrgico que é utilizado há 6000 anos,
foi desenvolvido há apenas cerca de 25 anos. Neste período, sua utilização vem crescendo largamente devido às facilidades de aproveitamento de depósitos oxidados de baixo teor, partindo-se diretamente do minério e obtendo-se o catodo com teor 99,9% de cobre, sem necessitar de fundição e refinaria.
Além do menor custo de produção do cobre obtido pelo processo SX-EW, podem ser citadas
vantagens relativas ao meio ambiente, visto que não há emissão de gases poluentes. No processo pirometalúrgico, a etapa de fundição tem como subproduto gás com enxofre, sendo por este motivo necessária a existência de planta acoplada para produção de ácido sulfúrico a partir deste gás.
Outra vantagem do processo SX-EW é o reaproveitamento de minérios de baixo teor não
aproveitados pelos processos tradicionais de concentração.
O investimento no processo SX-EW é cerca de 30% superior ao processo tradicional, porém
a maior desvantagem refere-se à dificuldade do aproveitamento de subprodutos como ouro e prata, que também se apresentam em menores teores nos minérios oxidados. Neste caso, são necessárias instalações adicionais de neutralização e cianetação, que geralmente não apresentam viabilidade econômica, enquanto no processo tradicional estes subprodutos são obtidos diretamente na lama anódica, na etapa de refino eletrolítico do cobre.
Em termos de escala, o processo SX-EW apresenta maior flexibilidade, podendo-se operar
economicamente plantas de até 30.000 t/ano de cobre contido. No processo pirometalúrgico, a escala mínima atualmente utilizada é de 200.000 t/ano.
O processo SX-EW é utilizado principalmente nos Estados Unidos, Chile e Zâmbia, sendo
que metade da expansão prevista para a produção do Chile será através desta rota.
Principais Setores Demandantes de Cobre
Construção Civil 36%
Eletroeletrônico 24%
Máquinas e Equipamentos 14%
Consumidores e Produtos Gerais 13%
Transportes 11%
Demais Setores 2%
Eletroeletrônico 24%
Máquinas e Equipamentos 14%
Consumidores e Produtos Gerais 13%
Transportes 11%
Demais Setores 2%
Cobre e suas ligas
O Cobre e suas ligas são o terceiro metal mais utilizado no mundo, perdendo apenas para os aços e para o alumínio e suas ligas. Suas principais características são as elevadas condutividades elétrica e térmica, boa resistência à corrosão e facilidade de fabricação, aliadas a elevadas resistências mecânica e à fadiga. Sua densidade é de 8,94 g/cm³, um pouco acima da do aço, e sua temperatura de fusão é de 1083 ºC.
Classificação
Existem vários tipos de liga de cobre. Os elementos de liga são adicionados ao cobre com o intuito de melhorar a resistência, a ductilidade e a estabilidade térmica, sem causar prejuízos à formabilidade, condutividades elétrica e térmica e resistência à corrosão característicos do cobre. As ligas de cobre apresentam excelentes ductilidade a quente e a frio, ainda que um pouco inferiores às do metal puro. As grandes ligas de cobre são divididas nos grandes grupos listados abaixo:
· Cobre comercialmente puro;
· Ligas de alto teor de cobre;
· Latões;
· Bronzes;
· Ligas de Cobre-níquel;
· Ligas de Cobre-níquel-zinco;
Qualidade
As ligas de cobre podem ser encontradas como produtos trabalhados mecanicamente, fundidos e metalurgia do pó. Entre os produtos trabalhados estão os arames, planos (placas, chapas, tiras e folhas), tubos, fio-máquinas, perfis extrudados e forjados. Já os produtos fundidos podem ser produzidos por vários métodos, tais como em areia, contínua, centrífuga, sob pressão, cera perdida, gesso e coquilha.
Existem vários tipos de liga de cobre. Os elementos de liga são adicionados ao cobre com o intuito de melhorar a resistência, a ductilidade e a estabilidade térmica, sem causar prejuízos à formabilidade, condutividades elétrica e térmica e resistência à corrosão característicos do cobre. As ligas de cobre apresentam excelentes ductilidade a quente e a frio, ainda que um pouco inferiores às do metal puro. As grandes ligas de cobre são divididas nos grandes grupos listados abaixo:
· Cobre comercialmente puro;
· Ligas de alto teor de cobre;
· Latões;
· Bronzes;
· Ligas de Cobre-níquel;
· Ligas de Cobre-níquel-zinco;
Qualidade
As ligas de cobre podem ser encontradas como produtos trabalhados mecanicamente, fundidos e metalurgia do pó. Entre os produtos trabalhados estão os arames, planos (placas, chapas, tiras e folhas), tubos, fio-máquinas, perfis extrudados e forjados. Já os produtos fundidos podem ser produzidos por vários métodos, tais como em areia, contínua, centrífuga, sob pressão, cera perdida, gesso e coquilha.
Corrosão Do Cobre
O cobre comercialmente puro e as ligas de cobre são muito usados em diversos ambientes e aplicações por causa de sua excelente resistência à corrosão, combinada com outras propriedades desejáveis como alta condutividade térmica e elétrica, facilidade de fabricação por diferentes processos, uma grande amplitude de valores de propriedades mecânicas que podem ser obtidos e a resistência à degradação por agentes biológicos. O cobre sofre corrosão, porém em taxas muito reduzidas, no ar não poluído, na água e na presença de ácidos não oxidantes em ambientes não areados. Artefatos de cobre enterrados por milênios apresentam-se em condições bem razoáveis como materiais pouco usados, e telhados de cobre em atmosfera rural sofreram corrosão em taxas inferiores a 0,4 mm em 200 anos. As ligas de cobre resistem a muitas soluções salinas, alcalinas e substâncias químicas orgânicas. Entretanto, o cobre é suscetível a um ataque muito mais rápido por ácidos oxidantes, sais oxidantes de metais pesados, enxofre, amônia (NH3) e alguns compostos de enxofre e de amônia. A resistência a soluções ácidas depende principalmente do grau de severidade das condições oxidantes na solução. A relativa facilidade de reação do cobre com o enxofre e sulfetos para formar sulfetos de cobre (CuS e Cu2S) impede a utilização do cobre e das ligas de cobre em ambientes contendo enxofre ou seus compostos.
O cobre e suas ligas apresentam excelente comportamento em serviço nas seguintes aplicações:
- Aplicações que exigem resistência à exposição à atmosfera, como o uso em telhados na construção civil e outros usos arquitetônicos como maçanetas de portas, por exemplo. - Encanamentos e tubulações de água que necessitem de elevada resistência à corrosão causada por vários tipos de águas e solos. - Aplicações navais, como por exemplo tubulações de água fresca e de água salgada, trocadores de calor, condensadores, válvulas, nas quais o material deve resistir ao ataque da água salgada, de depósitos de sais hidratados e de agentes biológicos. - Trocadores de calor e condensadores em serviço marítimo, usinas de energia a vapor e componentes usados na indústria química em contato com produtos orgânicos e inorgânicos. - Fiação elétrica, hardware, conectores, circuitos impressos e dispositivos eletrônicos em geral, que necessitam de uma boa combinação de condutividade térmica e elétrica com boas propriedades mecânicas. A oxidação do cobre leva à formação do óxido cuproso (Cu2O), que se forma de acordo com a 2Cu2O.àseguinte reação: 4Cu + O2
O cobre e suas ligas apresentam excelente comportamento em serviço nas seguintes aplicações:
- Aplicações que exigem resistência à exposição à atmosfera, como o uso em telhados na construção civil e outros usos arquitetônicos como maçanetas de portas, por exemplo. - Encanamentos e tubulações de água que necessitem de elevada resistência à corrosão causada por vários tipos de águas e solos. - Aplicações navais, como por exemplo tubulações de água fresca e de água salgada, trocadores de calor, condensadores, válvulas, nas quais o material deve resistir ao ataque da água salgada, de depósitos de sais hidratados e de agentes biológicos. - Trocadores de calor e condensadores em serviço marítimo, usinas de energia a vapor e componentes usados na indústria química em contato com produtos orgânicos e inorgânicos. - Fiação elétrica, hardware, conectores, circuitos impressos e dispositivos eletrônicos em geral, que necessitam de uma boa combinação de condutividade térmica e elétrica com boas propriedades mecânicas. A oxidação do cobre leva à formação do óxido cuproso (Cu2O), que se forma de acordo com a 2Cu2O.àseguinte reação: 4Cu + O2
Efeito dos Elementos de Liga na Resistência à Corrosão do Cobre
O cobre comercialmente puro e os chamados cobres ligados apresentam excelente resistência à corrosão causada por águas salgadas e por agentes biológicos, mas são suscetíveis à corrosão-erosão causada por águas em movimento com altas velocidades. O processamento mecânico com o objetivo de melhorar a resistência mecânica de cobres ligados também aumenta sua resistência à corrosão-erosão, sem prejudicar sensivelmente sua condutividade térmica e elétrica e sua resistência á corrosão atmosférica.
Os latões com teores de zinco de até 15 % apresentam satisfatória resistência à corrosão causada por soluções aquosas, mas acima desse teor podem sofrer dezincificação, que é um ataque corrosivo preferencial que leva à oxidação e eliminação do zinco presente no latão, que assim assume coloração mais avermelhada em determinados locais. Soluções salinas mesmo com velocidade moderada, água salobra e soluções suavemente ácidas já são suficientes para levar à dezincificação do latão. Do mesmo modo, a susceptibilidade á corrosão sob tensão também é dependente do teor de zinco do latão, sendo mais acentuada nos latões com mais alto teor de zinco (15 % ou mais). A corrosão sob tensão praticamente não ocorre no cobre comercialmente puro.
Elementos de liga adicionados com o objetivo de aumentar a usinabilidade, como o chumbo, ou a resistência mecânica, como berílio, telúrio, cromo, fósforo e manganês, praticamente não têm efeito, ou têm um efeito muito limitado sobre a resistência sobre a resistência à corrosão do cobre comercialmente puro e dos latões.Os latões com estanho possuem resistência à corrosão significativamente maior do a dos latões binários (Cu-Zn), principalmente melhor resistência à dezincificação, devido à presença do estanho como elemento de liga em teores significativos. É o caso do latão do almirantado (C443), modificação do latão para cartuchos (C280) ao qual 1 % de estanho é adicionado, e do latão naval (C464), modificação do metal de Muntz (C280) ao qual 0,75 % de estanho é adicionado. Outros elementos em menor escala podem ser adicionados ao latão para aplicações navais, como o níquel e o chumbo.
Os latões (Cu-Zn-Al) e bronzes de alumínio (Cu-Al) se beneficiam, no que se refere à resistência à corrosão, pela formação da camada passivada protetora de alumina (Al2O3) que impede o prosseguimento da corrosão. O uso de inibidores, como arsênico, fósforo e antimônio evita a dezincificação nos latões.
Os bronzes fosforosos apresentam boa resistência à corrosão causada por águas salgadas em movimento e pela maioria dos ácidos não oxidantes, exceto o ácido clorídrico (HCl). Ligas contendo 8 a 10 % de estanho apresentam alta resistência à corrosão associada ao impacto de partículas e gotas. Os bronzes fosforosos são muito menos suscetíveis à corrosão sob tensão do que os latões são tão resistentes ao ataque pelo ácido sulfúrico quanto o cobre comercialmente puro. De um modo geral os bronzes também resistem bem à corrosão causada por agentes biológicos.Os cuproníqueis se constituem no grupo de ligas de alumínio com maior resistência à corrosão, principalmente o cuproníquel C715 (70% de cobre e 30 % de níquel), que apresenta a maior resistência à corrosão aquosa, embora muitas vezes o cuproníquel C706 (10 de níquel) seja preferido por apresentar resistência à corrosão ainda muito boa, porém com menor custo do que o C715. São ligas que apresentam resistência à corrosão causada por soluções ácidas em nível superior à do cobre comercialmente puro e à das outras ligas de cobre, além de uma elevada resistência à corrosão sob tensão e à corrosão associada ao impacto de partículas e gotas.
As alpacas apresentam boa resistência à corrosão causada por água fresca e por água salgada. O elevado teor de níquel inibe a dezincificação. Alpacas como a C752 e C770 são muito mais resistentes à corrosão em soluções salinas do que latões com teores de zinco semelhantes.
Os bronzes de silício (Cu-Si) em geral apresentam resistência à corrosão semelhante à do cobre comercialmente puro, mas possuem melhores propriedades mecânicas e soldabilidade superior. As ligas Cu-Si são muito mais resistentes à corrosão sob tensão que os latões comuns. Os bronzes de silício são suscetíveis à fragilização por vapor em alta pressão e devem ser testados para comprovar adequação ao serviço em ambiente agressivo antes de serem especificados para a fabricação de componentes usados em altas temperaturas.
Os bronzes de alumínio (Cu-Al) contendo de 5 a 12 % de alumínio possuem excelente resistência à corrosão pelo impacto de partículas e gotas e à oxidação em alta temperatura. Resistem bem à abrasão mecânica e ao ataque químico de soluções de sulfetos. Quando o teor de alumínio é inferior a 8 % a liga é monofásica e resiste bem à maioria dos tipos de ataques corrosivos, porém acima de 8 % de alumínio a liga é bifásica (fases alfa e beta) em alta temperatura (565 ºC ou acima) e o resfriamento rápido mantém estas fases à temperatura ambiente. Entretanto, o aquecimento posterior a temperaturas intermediárias (entre 320 e 565 ºC) leva á decomposição da fase beta numa mistura eutetóide de fases alfa e gama 2 de aspecto lamelar ou nodular. A fase beta já é menos resistente á corrosão do que a fase alfa e a microestrutura eutetóide (alfa + gama 2) é ainda menos resistente á corrosão.
Os latões com teores de zinco de até 15 % apresentam satisfatória resistência à corrosão causada por soluções aquosas, mas acima desse teor podem sofrer dezincificação, que é um ataque corrosivo preferencial que leva à oxidação e eliminação do zinco presente no latão, que assim assume coloração mais avermelhada em determinados locais. Soluções salinas mesmo com velocidade moderada, água salobra e soluções suavemente ácidas já são suficientes para levar à dezincificação do latão. Do mesmo modo, a susceptibilidade á corrosão sob tensão também é dependente do teor de zinco do latão, sendo mais acentuada nos latões com mais alto teor de zinco (15 % ou mais). A corrosão sob tensão praticamente não ocorre no cobre comercialmente puro.
Elementos de liga adicionados com o objetivo de aumentar a usinabilidade, como o chumbo, ou a resistência mecânica, como berílio, telúrio, cromo, fósforo e manganês, praticamente não têm efeito, ou têm um efeito muito limitado sobre a resistência sobre a resistência à corrosão do cobre comercialmente puro e dos latões.Os latões com estanho possuem resistência à corrosão significativamente maior do a dos latões binários (Cu-Zn), principalmente melhor resistência à dezincificação, devido à presença do estanho como elemento de liga em teores significativos. É o caso do latão do almirantado (C443), modificação do latão para cartuchos (C280) ao qual 1 % de estanho é adicionado, e do latão naval (C464), modificação do metal de Muntz (C280) ao qual 0,75 % de estanho é adicionado. Outros elementos em menor escala podem ser adicionados ao latão para aplicações navais, como o níquel e o chumbo.
Os latões (Cu-Zn-Al) e bronzes de alumínio (Cu-Al) se beneficiam, no que se refere à resistência à corrosão, pela formação da camada passivada protetora de alumina (Al2O3) que impede o prosseguimento da corrosão. O uso de inibidores, como arsênico, fósforo e antimônio evita a dezincificação nos latões.
Os bronzes fosforosos apresentam boa resistência à corrosão causada por águas salgadas em movimento e pela maioria dos ácidos não oxidantes, exceto o ácido clorídrico (HCl). Ligas contendo 8 a 10 % de estanho apresentam alta resistência à corrosão associada ao impacto de partículas e gotas. Os bronzes fosforosos são muito menos suscetíveis à corrosão sob tensão do que os latões são tão resistentes ao ataque pelo ácido sulfúrico quanto o cobre comercialmente puro. De um modo geral os bronzes também resistem bem à corrosão causada por agentes biológicos.Os cuproníqueis se constituem no grupo de ligas de alumínio com maior resistência à corrosão, principalmente o cuproníquel C715 (70% de cobre e 30 % de níquel), que apresenta a maior resistência à corrosão aquosa, embora muitas vezes o cuproníquel C706 (10 de níquel) seja preferido por apresentar resistência à corrosão ainda muito boa, porém com menor custo do que o C715. São ligas que apresentam resistência à corrosão causada por soluções ácidas em nível superior à do cobre comercialmente puro e à das outras ligas de cobre, além de uma elevada resistência à corrosão sob tensão e à corrosão associada ao impacto de partículas e gotas.
As alpacas apresentam boa resistência à corrosão causada por água fresca e por água salgada. O elevado teor de níquel inibe a dezincificação. Alpacas como a C752 e C770 são muito mais resistentes à corrosão em soluções salinas do que latões com teores de zinco semelhantes.
Os bronzes de silício (Cu-Si) em geral apresentam resistência à corrosão semelhante à do cobre comercialmente puro, mas possuem melhores propriedades mecânicas e soldabilidade superior. As ligas Cu-Si são muito mais resistentes à corrosão sob tensão que os latões comuns. Os bronzes de silício são suscetíveis à fragilização por vapor em alta pressão e devem ser testados para comprovar adequação ao serviço em ambiente agressivo antes de serem especificados para a fabricação de componentes usados em altas temperaturas.
Os bronzes de alumínio (Cu-Al) contendo de 5 a 12 % de alumínio possuem excelente resistência à corrosão pelo impacto de partículas e gotas e à oxidação em alta temperatura. Resistem bem à abrasão mecânica e ao ataque químico de soluções de sulfetos. Quando o teor de alumínio é inferior a 8 % a liga é monofásica e resiste bem à maioria dos tipos de ataques corrosivos, porém acima de 8 % de alumínio a liga é bifásica (fases alfa e beta) em alta temperatura (565 ºC ou acima) e o resfriamento rápido mantém estas fases à temperatura ambiente. Entretanto, o aquecimento posterior a temperaturas intermediárias (entre 320 e 565 ºC) leva á decomposição da fase beta numa mistura eutetóide de fases alfa e gama 2 de aspecto lamelar ou nodular. A fase beta já é menos resistente á corrosão do que a fase alfa e a microestrutura eutetóide (alfa + gama 2) é ainda menos resistente á corrosão.
Assinar:
Postagens (Atom)