Por que o nível de oxigênio no Cu e ligas de Cu deve ser mantido baixo. Qual é este nível e o que acontece quando ele ultrapassa os limites recomendados?
Passo 1
O enunciado pergunta por que o nível de oxigênio no cobre e em suas ligas deve ser mantido baixo, qual é esse nível e o que ocorre quando ele ultrapassa o recomendado. O conteúdo envolve metalurgia do cobre, oxidação no estado sólido e fundição.
Passo 2
O oxigênio dissolvido no cobre tende a formar óxidos, sobretudo
. Esses óxidos precipitam nos contornos de grão e geram:
- Fragilização intergranular, pois as partículas de óxido atuam como pontos de concentração de tensão.
- Porosidade e bolhas durante fusão, já que o óxido libera oxigênio gasoso na forma de bolhas.
- Redução da condutividade elétrica e térmica, porque os óxidos são isolantes.
Passo 3
Os valores típicos recomendados são:
- Cobre eletrolítico (ETP):
em massa (200 ppm). - Cobre sem oxigênio (OF e OFHC):
ppm. - Ligas de cobre (bronzes, latões): geralmente
a , dependendo da aplicação, para evitar respingos e porosidade.
Passo 4
Quando o teor de oxigênio ultrapassa esses limites:
- Em ETP acima de
, surgem poros abundantes na solidificação, comprometendo a integridade do lingote. - Em OFHC acima de
ppm, em ambientes de vácuo ou alta temperatura formam-se “blisters” (bolhas) que prejudicam fusão e soldagem. - Em ligas, o excesso de oxigênio pode causar fissuração a quente, queda acentuada da ductilidade e perda de condutividade.
Resposta
O oxigênio deve ficar abaixo de
(200 ppm) em cobre ETP ou abaixo de
ppm em cobre OFHC (e tipicamente abaixo de
em ligas) porque, acima desses níveis, formam-se óxidos que geram fragilização intergranular, porosidade e perda de condutividade, comprometendo propriedades mecânicas e elétricas.