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O que são ligas de estanho – Definição

As ligas de estanho têm um ponto de fusão muito baixo, estanho ligado com chumbo forma uma mistura eutética na proporção de peso de 61,9% de estanho e 38,1% de chumbo com temperatura de fusão de 183°C (361,4°F). Essas soldas são usadas principalmente para unir tubos ou circuitos elétricos.

O estanho é um metal pós-transição no grupo 14 da tabela periódica. É obtido principalmente do mineral cassiterita, que contém dióxido de estanho. A primeira liga usada em larga escala foi o bronze, feito de estanho e cobre, já em 3000 AC. O estanho é um dos primeiros metais conhecidos pelos seres humanos, é atóxico, macio e flexível e adequado para laminação a frio. O estanho resiste à corrosão, tornando-o um revestimento ideal para outros metais. O estanho tem baixo coeficiente de atrito e a adição de elementos de liga como cobre, antimônio, bismuto, cádmio e prata aumenta sua dureza. O estanho é usado há muito tempo em ligas com chumbo como solda. O próprio estanho tem um ponto de fusão muito baixo, o estanho ligado ao chumbo forma uma mistura eutéticana proporção em peso de 61,9% de estanho e 38,1% de chumbo com temperatura de fusão de 183°C (361,4°F). Essas soldas são usadas principalmente para unir tubos ou circuitos elétricos.

Folha de Flandres – Estanhagem – Imersão a Quente – Galvanoplastia

lata folheada a estanhoA maior aplicação individual de estanho é na fabricação de folha-de-flandres (folha de aço revestida com estanho), que responde por aproximadamente 40% do consumo mundial total de estanho. O estanho liga-se facilmente ao ferro e ao aço para prevenir a corrosão. Recipientes de aço estanhado são amplamente utilizados para conservação de alimentos, e isso representa uma grande parte do mercado de estanho metálico.

Estanhagem é o processo de revestimento fino de folhas de ferro forjado ou aço com estanho, e o produto resultante é conhecido como folha-de-flandres. O termo também é amplamente utilizado para os diferentes processos de revestimento de um metal com solda antes da soldagem. Existem dois processos para o estanhamento das chapas pretas: imersão a quente e galvanoplastia.

  • Mergulho quente. A folha-de-flandres feita por meio de revestimento de estanho por imersão a quente é feita por aço ou ferro laminado a frio, que é então revestido com uma fina camada de estanho.
  • Galvanoplastia. A galvanoplastia é um processo que usa uma corrente elétrica para reduzir os cátions metálicos dissolvidos, de modo que formem um revestimento fino e coerente de metal em um eletrodo. O método tradicional de imersão a quente de fazer folha-de-flandres foi amplamente substituído pela eletrodeposição de estanho em tiras contínuas de aço laminado.

Solda – Estanho – Liga Eutética de Chumbo

solda de estanhoA soldagem é uma técnica para unir metais usando uma liga de metal de adição que tem uma temperatura de fusão inferior a cerca de 425°C (800°F). Devido a essa temperatura mais baixa e às diferentes ligas usadas como cargas, a reação metalúrgica entre a carga e a peça de trabalho é mínima, resultando em uma junta mais fraca. Na montagem eletrônica, a liga eutética com 63% de estanho e 37% de chumbo (ou 60/40, que é quase idêntico no ponto de fusão) tem sido a liga preferida. Esta liga eutética tem ponto de fusão inferior ao do estanho ou do chumbo.

O estanho é um constituinte importante em soldas porque molha e adere a muitos metais básicos comuns a temperaturas consideravelmente abaixo de seus pontos de fusão. Pequenas quantidades de vários metais, principalmente antimônio e prata, são adicionadas às soldas de estanho-chumbo para aumentar sua resistência. A solda 60-40 fornece juntas fortes e confiáveis ​​sob uma variedade de condições ambientais. Existem também soldas com alto teor de estanho, que são usadas para unir partes de aparelhos elétricos porque sua condutividade elétrica é maior que a das soldas com alto teor de chumbo. Essas soldas também são usadas onde o chumbo pode ser um perigo, por exemplo, em contato com água potável ou alimentos.

propriedades de solda de estanho macio densidade força preço

Resumo

Nome Solda de Estanho Suave
Fase em STP N/D
Densidade 8600 kg/m3
Resistência à tração 56 MPa
Força de Rendimento N/D
Módulo de elasticidade de Young 30 GPa
Dureza Brinell 16 BHN
Ponto de fusão 183°C
Condutividade térmica 50 W/mK
Capacidade de calor 167 J/gK
Preço 70 $/kg

solda macia - liga de estanho

60%Estanho na Tabela Periódica

40%Chumbo na Tabela Periódica

Propriedades da Solda Suave – Solda 60-40

As propriedades dos materiais são propriedades intensivas, ou seja, independem da quantidade de massa e podem variar de um lugar para outro dentro do sistema a qualquer momento. A base da ciência dos materiais envolve estudar a estrutura dos materiais e relacioná-los com suas propriedades (mecânicas, elétricas, etc.). Uma vez que um cientista de materiais conheça essa correlação estrutura-propriedade, ele poderá estudar o desempenho relativo de um material em uma determinada aplicação. Os principais determinantes da estrutura de um material e, portanto, de suas propriedades são seus elementos químicos constituintes e a maneira como ele foi processado em sua forma final.

Propriedades Mecânicas da Solda Suave – Solda 60-40

Os materiais são freqüentemente escolhidos para várias aplicações porque possuem combinações desejáveis ​​de características mecânicas. Para aplicações estruturais, as propriedades do material são cruciais e os engenheiros devem levá-las em consideração.

Resistência das ligas de níquel

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou mudança nas dimensões do material. A resistência de um material é sua capacidade de suportar essa carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Resistência à tração

A resistência à tração máxima da solda macia – a solda 60-40 depende muito da temperatura, mas para 19°C é de cerca de 56 MPa.

Resistência ao escoamento - Resistência à tração máxima - Tabela de materiaisresistência à tração final é o máximo na curva de tensão-deformação de engenharia. Isso corresponde à tensão máxima que pode ser sustentado por uma estrutura em tensão. A resistência à tração final é muitas vezes abreviada para “resistência à tração” ou mesmo para “o máximo”. Se essa tensão for aplicada e mantida, ocorrerá fratura. Freqüentemente, esse valor é significativamente maior do que o limite de escoamento (até 50 a 60 por cento a mais do que o rendimento de alguns tipos de metais). Quando um material dúctil atinge sua resistência máxima, ele sofre estricção onde a área da seção transversal é reduzida localmente. A curva tensão-deformação não contém tensão maior do que a resistência máxima. Mesmo que as deformações possam continuar a aumentar, a tensão geralmente diminui após o limite de resistência ter sido alcançado. É uma propriedade intensiva; portanto, seu valor não depende do tamanho do corpo de prova. Porém, depende de outros fatores, como o preparo do corpo de prova, temperatura do ambiente de teste e do material. A resistência máxima à tração varia de 50 MPa para um alumínio até 3000 MPa para aços de alta resistência.

Módulo de elasticidade de Young

O módulo de elasticidade de Young da solda macia – solda 60-40 é de cerca de 30 GPa.

módulo de elasticidade de Young é o módulo de elasticidade para tensão de tração e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e geralmente é avaliado por ensaios de tração. Até uma tensão limite, um corpo poderá recuperar suas dimensões com a retirada da carga. As tensões aplicadas fazem com que os átomos em um cristal se movam de sua posição de equilíbrio. Todos os átomos são deslocados na mesma quantidade e ainda mantêm sua geometria relativa. Quando as tensões são removidas, todos os átomos retornam às suas posições originais e nenhuma deformação permanente ocorre. De acordo com a lei de Hooke, a tensão é proporcional à deformação (na região elástica), e a inclinação é o módulo de Young. O módulo de Young é igual à tensão longitudinal dividida pela deformação.

Dureza da Solda Suave – Solda 60-40

Dureza Brinell de solda macia – 60-40 solda aproximadamente 16 HB.

número de dureza Brinell

O teste de dureza Rockwell é um dos testes de dureza de indentação mais comuns, que foi desenvolvido para testes de dureza. Em contraste com o teste Brinell, o testador Rockwell mede a profundidade de penetração de um penetrador sob uma grande carga (carga principal) em comparação com a penetração feita por uma pré-carga (carga menor). A carga menor estabelece a posição zero. A carga principal é aplicada e, em seguida, removida, mantendo a carga secundária. A diferença entre a profundidade de penetração antes e depois da aplicação da carga principal é usada para calcular o número de dureza Rockwell. Ou seja, a profundidade de penetração e a dureza são inversamente proporcionais. A principal vantagem da dureza Rockwell é sua capacidade de exibir valores de dureza diretamente. O resultado é um número adimensional anotado como HRA, HRB, HRC, etc., onde a última letra é a respectiva escala Rockwell.

O teste Rockwell C é realizado com um penetrador Brale (cone de diamante de 120°) e uma carga maior de 150kg.

Propriedades Térmicas da Solda Suave – Solda 60-40

As propriedades térmicas dos materiais referem-se à resposta dos materiais às mudanças de temperatura e à aplicação de calor. À medida que um sólido absorve energia na forma de calor, sua temperatura aumenta e suas dimensões aumentam. Mas diferentes materiais reagem à aplicação de calor de forma diferente.

A capacidade térmicaa expansão térmica e a condutividade térmica são propriedades frequentemente críticas no uso prático de sólidos.

Ponto de Fusão da Solda Suave – Solda 60-40

O ponto de fusão da solda macia – solda 60-40 é de cerca de 183°C.

Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a fase líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ocorre essa mudança de fase. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio.

Condutividade Térmica da Solda Suave – Solda 60-40

A condutividade térmica da solda macia – solda 60-40 é de 50 W/(mK).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

A condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão. Em geral:

condutividade térmica - definição

A maioria dos materiais são quase homogêneos, portanto podemos geralmente escrever k = k (T). Definições semelhantes estão associadas às condutividades térmicas nas direções y e z (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.

Resistividade Elétrica da Solda Suave – Solda 60-40

A resistividade elétrica da solda macia – solda 60-40 é 150 x 10−9 Ω·m.

A resistividade elétrica e seu inverso, a condutividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica o quão fortemente ele resiste ou conduz o fluxo de corrente elétrica. Uma baixa resistividade indica um material que permite prontamente o fluxo de corrente elétrica. O símbolo da resistividade é geralmente a letra grega ρ (rho). A unidade SI de resistividade elétrica é o ohm-metro (Ω⋅m). Observe que resistividade elétrica não é o mesmo que resistência elétrica. A resistência elétrica é expressa em Ohms. Enquanto a resistividade é uma propriedade do material, a resistência é uma propriedade de um objeto.

Referências:
Ciência dos Materiais:

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Ligas

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