Influência do C, Zr e P no refino de grão de ligas de cobre.

• Autor(a) principal: Silva, Fernando Takashi Massucado Rodrigues da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-22032022-144329/
• topic: Bronze; Bronze; Carbon; Cobre; Copper; Copper alloys, Zirconium; Estanho; Grain refinement; Grãos; Inoculação; Inoculation; Phosphorus; Refino; Tin; ZrC; ZrO; ZrP

As ligas de cobre são amplamente utilizadas devido a propriedades importantes como condutividades térmica e elétrica relativamente elevadas, alta resistência à corrosão, boa resistência mecânica, resistência à fadiga e facilidade na fabricação. Algumas propriedades mecânicas e de fundição dessas ligas podem ser otimizadas com o refino de grão a partir da inoculação do banho líquido. Estudos prévios reportaram que macroestruturas de grãos das ligas do sistema Cu-Sn-Zn podem ser refinadas com adições de Zr, C e P ao banho líquido, mostrando evidências de que esses elementos causam a formação de partículas sólidas formadas por ZrP ou ZrC, que parecem ser eficientes substratos para a nucleação heterogênea. Esses três elementos também podem reagir com outros elementos dissolvidos no banho, como o oxigênio e o enxofre, diminuindo a formação de partículas como ZrP ou ZrC e originando partículas como ZrO2 e sulfetos de zircônio, o que pode alterar o efeito de refino de grão. O principal objetivo do presente trabalho é adquirir evidências experimentais que esclareçam a função do Zr, P e C no refino de grão de ligas do sistema Cu-Sn-Zn. Foram conduzidos experimentos de solidificação envolvendo diferentes adições de Zr, P e C às ligas Cu-8%Sn, Cu-30%Zn e Cu-4%Sn-15%Zn. Os lingotes obtidos foram caraterizados por Microscopia Óptica, MEV, microanálises por EDS e por WDS. Resíduos de amostras dos lingotes foram obtidos por uma técnica de extração de precipitados e foram caracterizados por Difração de Raios X. Os resultados mostraram que adições simultâneas de Zr, P e C à liga Cu-8%Sn causam refino de grão significativo, reduzindo o tamanho médio de grão de aproximadamente 4 mm para 0,2 mm, o que não ocorre se algum dos três elementos não for adicionado. Porém, um refino significativo foi observado na liga Cu-30%Zn diante de menores adições de Zr e P, mesmo sem a adição de C. As microanálises das partículas encontradas e a Difração de Raios X dos resíduos mostram uma correlação entre o refino de grão significativo das ligas Cu-8%Sn, Cu-30%Zn e Cu-4%Sn-15%Zn e o aparecimento de partículas facetadas formadas pela fase ZrP com estrutura cristalina hexagonal, que pode ser o principal substrato causador da nucleação heterogênea e do refino de grão.