As ligas de cobre têm excelentes propriedades de material e podem ser usadas em muitos cenários. O cobre puro é um dos metais mais importantes há milhares de anos, e suas maiores vantagens sobre outros metais são:
Boa condutividade elétrica, alta condutividade térmica, excelente combinação de resistência e plasticidade, resistência à corrosão em muitos ambientes.
Muitas das propriedades do cobre, incluindo o diamagnetismo, também estão presentes em suas ligas, e vários elementos de liga adicionam outras propriedades desejáveis. Apesar do preço relativamente alto do cobre, suas ligas de latão, bronze e cuproníquel ainda estão firmemente estabelecidas em vários campos, inclusive na engenharia.
latão
A adição de zinco ao cobre aumenta a resistência da liga e, ao mesmo tempo, aumenta sua plasticidade, o que é uma característica muito importante.
10-20 por cento das ligas de zinco são conhecidas como metais dourados e são usadas na indústria de joias e na produção de trocadores de calor; 30 por cento de ligas de zinco são conhecidas como cartucho de latão. O limite mais alto para zinco em latão moldável é de cerca de 35 por cento.
A adição de outros elementos de liga pode melhorar ainda mais as propriedades do latão. Por exemplo, estanho e alumínio aumentam sua resistência à corrosão na água do mar.
latão monofásico
Aplicações: Joias, Arte, Louça, Instrumentos Musicais e Cartuchos. O latão monofásico tem um teor de zinco de até 37%, conhecido como latão alfa, possui uma estrutura cristalina uniforme, é mais macio e mais dúctil. Essas qualidades tornam o Alpha Brass adequado para trabalho a frio, trefilação, dobra e outros processos.
latão duplex
Aplicações: trocadores de calor, capacitores, peças feitas de mesas de corte automáticas, etc. O latão duplex contém ambas as fases e, ou seja, tanto a estrutura de grãos quanto a estrutura de grãos estão presentes. O latão duplex é mais barato do que o latão monofásico porque usa muito zinco e também é suscetível à corrosão. Sua composição química lhe confere maior resistência e dureza, tornando-o adequado para processos como termoformagem e fundição.
bronze
As ligas de bronze são divididas em diferentes classes de acordo com os elementos de liga utilizados.
bronze estanho
Aplicações: molas, arruelas, moedas, artesanato, peças de bombas, peças fundidas resistentes à pressão, rolamentos, etc. Sua aplicação depende do percentual de estanho utilizado na liga. O teor máximo de estanho em ligas adequadas para trabalho a frio é de cerca de 7 por cento, e essas ligas de cobre têm boa plasticidade. O teor máximo de estanho é de cerca de 20 por cento, a partir de 5 por cento de estanho a estrutura da liga muda e algum tratamento térmico adicional é necessário, o que resulta em uma estrutura porosa que também os torna inadequados para outros métodos de conformação além do motivo de fundição. A principal aplicação do bronze de estanho duplex é na indústria de rolamentos, esta estrutura tem um bom equilíbrio, onde a fase alfa garante a resistência ao impacto, enquanto o composto duro e quebradiço suporta a carga e oferece alguma resistência ao desgaste. Às vezes, zinco e chumbo também estão presentes no bronze de estanho. O zinco melhorou a qualidade das peças fundidas e também tornou a liga mais barata. Este bronze também era conhecido como bronze de arma porque armas grandes eram feitas deste material no passado. Uma pequena quantidade de chumbo ajuda a melhorar as propriedades mecânicas de corte do bronze. O teor de chumbo no bronze de chumbo usado como material de rolamento é relativamente alto (25% maior que Z).
bronze de alumínio
Aplicações: moedas, peças de navios, ferragens de navios, mancais de deslizamento, bombas, válvulas e muito mais. O bronze de alumínio tem propriedades semelhantes ao bronze de estanho, principalmente monofásico e adequado para conformação a frio, muito adequado para fazer moedas, onde o teor de alumínio é geralmente entre 6-12 por cento. Os bronzes de alumínio duplex podem ser usados como ligas de fundição ou para trabalho a quente. O bronze de alumínio, com um teor de alumínio de cerca de 10 por cento, é usado para fazer hélices, válvulas, bombas, etc.
cuproníquel
Aplicações: moedas, equipamentos marítimos, equipamentos elétricos, trocadores de calor, sistemas de refrigeração, construção naval, etc. As ligas de cobre-níquel são fortes e altamente maleáveis. A adição de níquel (normalmente 2-30 por cento) ao cobre torna o metal altamente resistente à corrosão e possui excelente condutividade elétrica. A liga de cobre-níquel quase não tem coeficiente de expansão térmica em 40…50 por cento de níquel, e a resistência também é a maior, então Constantan (liga Cu-Ni com 45 por cento de níquel) é usado para equipamentos elétricos com grandes mudanças de temperatura. As ligas de cobre-níquel resistentes à corrosão contêm aproximadamente 30% de níquel, com pequenas quantidades de ferro e manganês, e são particularmente estáveis em água salgada.