Lezione 21 su rame e sue leghe

la deposizione del rame. Questo perché il rame essendo più nobile

si può depositare a discapito degli altri elementi presenti come

impurezze. Il materiale assume una purezza del 99,9%. L’unico

problema è legato alla presenza di ossigeno che si può ridurre al

catodo. Una volta solidificato l’idrogeno tende ad uscire oppure se

rimane intrappolato forma dei micro-vuoti. Il rame non è quindi

scusettibile ad infragilimento da idrogeno poiché non ci può essere

all’interno sotto forma di idrogeno molecolare.

conduttore termico-> viene utilizzato in parecchi sistemi di scambio

termico. Abbiamo però diversi problemi legati al fatto che il rame

pur essendo nobile, è meno nobile dell’ossigeno. Il rame come gli

inox forma un film di passività resistenze che ha un buon rapporto

con i cloruri (a differenza degli acciai). In presenza di cloruri il film dí

passività forma osso-cloruri resistenti. In soluzioni acide in assenza

dí ossigeno il rame resiste bene mentre in presenza di ossigeno il

film di passività viene sciolto e l’ossigeno è in grado di attaccare il

rame. Il rame ha però una durezza molto bassa e resiste poco agli

sforzi di taglio. Possiamo usare il rame se la velocità del fluido è

inferiore a 3m/s, altrimenti inizia ad assottigliarsi.

Resistenza alla corrosione -> forma una patinatura che con il tempo

tende ad evolvere e ad avere colori verso il verde/blu molto belle

esteticamente. Il problema principale è il costo e che la patinatura

si deve poter formare (nell’ambiente atmosferico non devono

essere presenti sostanze inquinanti (ambienti ammoniacali e

composti solforati sono i peggiori nemici del rame).

Il rame raffinato per via elettrolitica non risulta saldabile perché

l’ossigeno reagisce con il rame dando delle parti fragili. Per renderlo

saldabile possiamo aggiungere fosforo andando però ad abbattere

la conducibilità elettrica. Se vogliamo saldare e mantenere l’utilizzo

elettrico dobbiamo raffinare il rame sottovuoto andando ad alzare di

molto il costo.

Leghe di rame:

Tutte le leghe diminuiscono la conducibilità elettrica. Le leghe di

rame sono talmente tanto utilizzate che hanno nomi propri:

bronzi -> rame stagno

cuproallumini

cupronichel

metalli bianchi -> rame nichel zinco

ottoni-> sono leghe rame zinco. L’aggiunta di zinco ha un effetto di

migliorare la resistenza meccanica che cresce in maniera

abbastanza lineare al scendere della percentuale di rame questo

perché lo zinco ha una solubilità del 37% di zinco. Se rimaniamo al

di sotto di questa percentuale abbiamo la lega alfa (zinco in

soluzione solida); se superiamo questa percentuale abbiamo una

fase Intermetallica che viene chiamata fase beta che ha

caratteristiche meccaniche superiori rispetto a quella alfa.

Abbiamo:

- Ottoni rossi -> Sono leghe a basso tenore di Zn (5÷20%),

α

sono facilmente lavorabili sia a caldo che a freddo. Tra i vari

ottoni sono quelli dotati di migliore lavorabilità alle macchine

utensili e resistenza alla corrosione. Hanno una colorazione

che va dal rosa al dorato e sono noti come“similori”. Per il loro

contenuto in rame sono più costosi

degli ottoni ad alto zinco. Esistono

vari tipi come:

Dorato (Zn 5%) usato per

o monete e medaglie

Commerciale (Zn 10%) usato per ferramenta, marina,

o gioielleria

Rosso (Zn 15%) usato per conduttori elettrici

o Basso (Zn 20%) usato per strumenti musicali e articoli da

o profonda trafilatura

- Ottoni gialli -> Sono leghe che contengono dal 30÷35% di

α

Zn. Combinano buona resistenza meccanica a ottima duttilità.

Sono adatti a subire forti deformazioni a freddo per trafilatura

o stampaggio. Esistono vari tipi:

Ottoni cartridge (Zn 30%) usati in Industria

o automobilistica (radiatori), lampade, ferramenta,

industria bellica.

Lega ammiragliato (Zn 29%, Sn 1%, 0.03% As) e ottone

o all’alluminio (76Cu-22Zn-2Al) con resistenza alla

dezincificazione. Sono usati in impieghi marini e

scambiatori di calore con acqua di mare.

- Ottoni -> Contengono Zn in tenori tra il 35 e il 40%.

+

α β

Hanno le migliori caratteristiche meccaniche. Presentano a

temperatura ambiente due fasi (α e β) e sono difficilmente

lavorabili a freddo: la fase β è lavorabile solo a caldo. Sono

usati in settore navale, applicazioni architettoniche e in

corrimani.

I problemi principali legati all’ottone sono:

nel momento i cui il film di passività cede l’ottone si scioglie ma gli

ioni take invece di andarsene con gli ioni zinco si ridepositano

sull’ottobre portando via gli elettroni dello…. (1.00.00).

Apparentemente il sistema sembra integro ma in realtà quella parte

é completamente porosa.

Corrosione sotto sforzo -> gli ottoni possono essere incruditi per

aumentarne la resistenza meccanica. Il rame puro non è suscettibile

a corrosione sotto sforzo ma le sue leghe sì. In particolare, gli ottoni

se incruditi lo diventano ancora di più. Gli ambienti ammoniacali

sono quelli che creano problemi alle leghe di rame.

I bronzi sono leghe rame-stagno (Sn ÷ 12-25%).. Lo stagno

incrementa la durezza e la resistenza all’usura del rame, più dello