Sobre as ligas não-ferrosas:
Por que o bronze é preferível ao aço como material para mancais?

Passo 1

O enunciado pergunta por que, em mancais liso (buchas), usamos bronze em vez de aço. O conteúdo é ligas não-ferrosas aplicadas a mancais, então vamos precisar entender conceitos de atrito, desgaste e lubrificação em superfícies deslizantes.

Passo 2

Em um mancal liso, a bucha de bronze desliza contra o eixo (geralmente de aço). O coeficiente de atrito \mu entre bronze lubrificado e aço é menor do que entre aço e aço lubrificado. Isso faz com que o bronze tenha menos perdas por atrito e gere menos calor.

Passo 3

Outra propriedade importante é a “conformabilidade” do material: o bronze é relativamente mais macio que o aço, permitindo que ele sofra pequenas deformações plásticas localizadas. Isso faz com que imperfeições do eixo (poeirinha, microdesalinhamento) sejam absorvidas pelo bronze sem danificar o eixo.

Passo 4

O bronze também tem boa “capacidade de embedibilidade”: partículas duras que eventualmente entrem na zona de contato ficam retidas no bronze, em vez de riscar o eixo. Isso reduz o desgaste do eixo de aço, preservando a sua superfície.

Passo 5

Quanto à lubrificação, muitas ligas de bronze (bronze fosforoso, bronze alumínio, etc.) podem ser produzidas com poros controlados ou canaletas para lubrificante. Esse tipo de “auto-lubrificação” mantém um filme de óleo mais estável entre bucha e eixo.

Passo 6

Em termos de corrosão e aderência, o aço tende a “gallow” ou soldar a frio contra o eixo em caso de lubrificação insuficiente. O bronze, por ser uma liga não-ferrosa, forma filmes de óxido menos aderentes e reduz muito esse risco de aderência ou travamento.

Resposta

Os principais motivos para o bronze ser preferível ao aço em mancais liso são:
(a) coeficiente de atrito \mu menor e menor geração de calor;
(b) maior conformabilidade, que absorve imperfeições do eixo;
(c) boa capacidade de embedibilidade de partículas duras, protegendo o eixo;
(d) possibilidade de auto-lubrificação (poros ou canaletas no bronze);
(e) menor tendência ao “gallow” ou soldagem por adesão em falha de lubrificação.

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