Latão (propriedades)

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quase não há contornos de grão para inibir o deslizamento e contribuir para o encruamento, e à medida que o grão cresce o latão apresenta menor alongamento até a fratura. Sendo assim, o controle do tamanho de grão antes da deformação a frio é muito importante, e os recozimentos anteriores devem ser rigorosamente controlados, quanto ao tempo e à temperatura, para produzir grãos finos.

Nos latões com teores de zinco mais elevados, acima de 35% e chegando até 40%, ocorre a presença de fase beta, ou seja, ao contrário dos latões com menos de 35% de zinco, que são monofásicos (contêm somente a fase alfa), os latões com teores de zinco mais elevados são bifásicos (contêm fases alfa e beta). Estes latões bifásicos apresentam transformações de fase mais complexas, que dão origem a uma maior variedade de microestruturas e, consequentemente, de propriedades. Esse tipo de liga é utilizado industrialmente basicamente devido à sua excelente trabalhabilidade a quente e excelente usinabilidade. A figura 2 ilustra o diagrama de fase na região bifásica alfa e beta com alguns produtos. Dentre estas ligas sobressai-se o latão com 40% de zinco, também conhecido comercialmente como metal de Muntz.

Figura 2.

A fase beta é conhecida como um composto intermetálico com estequiometria aproximada de CuZn, ou seja, proporção entre os números de átomos de cobre e zinco em torno de 50% cada, ao contrário da fase alfa, que possui estrutura cúbica de face centrada na qual parte dos átomos de cobre é substituída por átomos de zinco.

Entretanto, a faixa de variação da composição da fase beta depende da temperatura. A fase beta é cúbica de corpo centrado e acima de 470ºC torna-se desordenada, com átomos de zinco e cobre ocupando posições aleatórias, devido à vibração dos átomos associada à energia térmica. Em baixa temperatura essa vibração não existe e o consequente ordenamento leva à formação da chamada fase beta linha. Essa fase ordenada reduz a ductilidade do latão bifásico a temperaturas relativamente baixas (abaixo de 470ºC), sendo responsável por essa caraterística de menor ductilidade a frio do que a quente (temperaturas na qual só se forma a fase beta desordenada). Por este motivo os latões bifásicos são indicados para extrusão (a quente), porém não são recomendados para laminação a frio. A fase beta linha pode ter sua dureza aumentada mediante tratamento térmico de envelhecimento em temperaturas da ordem de 200 a 500ºC. A coexistência das fases alfa e beta garante uma ductilidade reduzida à temperatura ambiente, mas nem mesmo esta seria possível se a microestrutura fosse constituída totalmente por faz beta. E o trabalho a quente da liga bifásica (alfa e beta) é fácil nas temperaturas altas o suficiente para que a fase beta desordenada substitua a fase beta linha ordenada. Uma das poucas vantagens da liga bifásica com 40% de zinco sobre a liga monofásica com 30% é a sua melhor usinabilidade, devido à presença da fase beta linha frágil.

Diagrama de fases Cu-Zn parcial com as microestruturas

Classificação do latão binário

% de Zinco Cor do latão

2 Cobre

10 Ouro velho

15-20 Avermelhada (latão vermelho)

30-35 Amarelo brilhante (latão amarelo)

40 Amarelo claro

Latões com chumbo (Cu-Zn-Pb)

Os latões com chumbo são ligas cobre-zinco-chumbo nas quais o chumbo é adicionado com o propósito principal de aumentar a usinabilidade. O chumbo não se combina com o cobre, nem com o zinco, nem com qualquer elemento de liga secundário e está presente nessas ligas sobre a forma de partículas (glóbulos) que se distribuem aleatoriamente na microestrutura do latão. Essas partículas de chumbo lubrificam a ferramenta de corte durante a usinagem e ao promoverem uma fragilização localizada, favorecem a retirada do cavaco.

Nos latões com chumbo em geral o teor de zinco é superior a 35%, fazendo com que, do ponto de vista micro estrutural, estas ligas sejam bifásicas (alfa e beta) nas quais, adicionalmente, as partículas de chumbo se distribuem. Entretanto, estas mesmas partículas de chumbo causam problemas quanto à deformação plástica. Por este motivo, os latões com chumbo são mais empregados para a fabricação de parafusos e peças usinadas a partir de barras e perfis extrudados, e não são usados para processos de deformação plástica considerável a frio. O teor de chumbo varia entre 0,3 e 3,5% para os chamados latões de corte fácil.

Latão com estanho (Cu-Zn-Sn)

Os latões com estanho são latões nos quais uma pequena parte do zinco é substituída pelo estanho, ou seja, são ligas cobre-zinco-estanho. O objetivo da utilização do estanho neste tipo de latão é melhorar a resistência à corrosão em ambientes particularmente agressivos, como água do mar e ambientes contendo cloretos em geral. Entre os latões com estanho encontram-se exatamente o latão do almirantado (70 % de cobre, 29% de zinco e 1% de estanho) e o latão naval (60% de cobre, 39% de zinco e 1%) ambos para aplicações na construção naval.

Aplicações dos latões

Os latões são aplicados na indústria para os mais diversos fins, dependendo de sua composição química. A seguir faz-se uma breve descrição das principais aplicações de alguns tipos de latões mais utilizados.

Latão C210 (95% de cobre e 5% de zinco) – Esta liga, que não é suscetível à dezincificação, tipo de corrosão mais frequente nos latões com maiores teores de zinco, na qual o zinco é atacado preferencialmente e eliminado da liga, é muito utilizada na fabricação de moedas, medalhas, emblemas, joias e placas, sendo também usada como base para aplicação de ouro e de esmaltes vítreos.

Latão C220 (90% de cobre e 10% de zinco) – Pode ser encontrada nos formatos de bobinas, chapas e tiras. Excelente conformabilidade a frio e boa a quente, excelente soldagem e brasagem. Usada em arquitetura (ferragens, condutos e peças ornamentais) e na fabricação de objetos decorativos. Além disso, é usada em algumas aplicações específicas na fabricação