Metalurgia: Cobre, Estanho, Zinco e suas Ligas

8) O que é a doença do cobre?

Com o aumento da temperatura, o hidrogênio (H) penetra na rede cristalina do cobre (Cu) através dos contornos de grão, reagindo com o oxigênio do óxido e formando vapor de água. Como a difusão do H é maior que a da H₂O, formam-se pressões internas que favorecem a propagação de trincas, a formação de bolhas e a ruptura do material.

9) Qual o efeito da presença de Cu₂O?

Em contato com o carbono (C), gera a reação: 2Cu₂O + C → 4Cu + CO₂ (ou simplificadamente 2Cu + CO).

10) O que são latões?

São ligas de cobre e zinco, com teor de zinco variando geralmente entre 5% e 45%.

11) O que são bronzes?

São ligas de cobre e estanho (Sn), contendo geralmente até 11% de Sn.

12) O que é dezincificação? Em quais ligas ocorre e como pode ser evitada?

A dezincificação ocorre nos latões com alto teor de zinco. O zinco, por ser mais anódico, sofre corrosão, tornando o material frágil e poroso. Ela pode ser evitada através de:

• Tratamento térmico de solubilização da liga;
• Adição de elementos inibidores como estanho, arsênico, antimônio e fósforo.

13) Defina latão alfa e beta. Em que se diferenciam?

• Latão alfa: possui até 37% de Zn e estrutura cristalina CFC (Cúbica de Face Centrada).
• Latão beta: possui entre 45% e 50% de Zn e estrutura CCC (Cúbica de Corpo Centrado).

A fase beta diminui a ductilidade e dificulta a deformação a frio, pois o aumento do teor de Zn eleva a fragilidade do material.

14) Explique o fenômeno do choro do estanho.

A maclagem é comum em estruturas de baixa simetria cristalográfica, que tendem a ter menos sistemas de escorregamento independentes. Para o estanho, a deformação da estrutura (que é tetragonal) ocorre predominantemente por maclagem. Nesse processo, o movimento dos átomos ocorre de forma cooperativa: todos se movem ao mesmo tempo, no mesmo sentido e direção. Esse movimento gera ondas acústicas pela nucleação e crescimento das maclas, produzindo o som característico conhecido como "choro do estanho".

15) O que é a peste do estanho?

O estanho apresenta polimorfismo, e suas transformações alotrópicas são acompanhadas por aumentos excessivos de volume. Ao mudar da fase branca (Sn beta - tetragonal) para a cinzenta (Sn alfa - cúbica), há um aumento do parâmetro de rede "a", levando à expansão volumétrica. O metal torna-se, então, pulverulento e frágil.

16) O que é estanhagem? Por que o estanho é usado como protetor superficial?

A estanhagem é o recobrimento de peças metálicas por uma película de estanho. O estanho é utilizado devido à sua:

• Alta capacidade de difusão, capilaridade e plasticidade;
• Resistência à corrosão, com potencial de redução de -0,13 V (em relação aos -0,44 V do ferro).

Isso o torna ideal para a produção de folhas-de-flandres, utilizadas em latas de conserva.

17) Como o zinco protege o ferro contra a corrosão?

Ao revestir o aço (galvanização), o zinco promove proteção galvânica, pois possui um menor potencial padrão de redução que o ferro. Assim, mesmo que a camada protetora seja rompida, o zinco atua como metal de sacrifício, sofrendo corrosão no lugar do ferro.