Por que se adiciona fósforo em ligas de cobre, em particular em bronzes?

Passo 1

O enunciado pergunta por que se adiciona fósforo em ligas de cobre, em particular em bronzes. O conteúdo aqui é metalurgia de ligas, em que vamos precisar entender o papel do fósforo no processo de fusão, nas reações de desoxidação e na formação de fases que afetam as propriedades finais da liga.

Passo 2

O fósforo atua como agente desoxidante durante a fusão do cobre. Como ele tem afinidade com o oxigênio, reage formando óxidos de fósforo (por exemplo, \mathrm{P_2O_5}), que se incorporam à escória e são facilmente removidos. Isso reduz o teor de oxigênio dissolvido na liga, evitando porosidade e fragilização.
Além disso, parte do fósforo dissolve-se no cobre e acaba formando compostos intermetálicos de fosfeto de cobre, de fórmula aproximada \mathrm{Cu_3P}. Esses precipitados nos contornos de grão refinam a microestrutura, limitando o crescimento dos grãos durante o resfriamento.

Passo 3

O refinamento de grão e a presença de pequenos precipitados de \mathrm{Cu_3P} elevam a dureza e a resistência mecânica da liga. Como consequência, a usinabilidade e a resistência ao desgaste dos bronzes fosforados aumentam, tornando-os ideais para partes sujeitas a atrito e cargas cíclicas.
Por fim, o fósforo melhora a fluidez do metal fundido, reduzindo a viscosidade da escória e facilitando o preenchimento de moldes finos e complexos. Isso diminui defeitos de fundição, como trincas a quente, e garante peças com melhores superfícies e tolerâncias.

Resposta

Adiciona-se fósforo aos bronzes porque ele desoxida a liga, forma fosfetos que refinam o grão e criam reforços intermetálicos, eleva a dureza e resistência ao desgaste, melhora a usinabilidade e otimiza a fluidez do metal fundido.

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