Liga fusível - Fusible alloy

Uma liga fusível é uma liga metálica capaz de ser facilmente fundida , isto é, facilmente fundível, a temperaturas relativamente baixas. Ligas fusíveis são comumente, mas não necessariamente, ligas eutéticas .

Às vezes, o termo "liga fusível" é usado para descrever ligas com um ponto de fusão abaixo de 183 ° C (361 ° F; 456 K). Ligas fusíveis, neste sentido, são usadas para solda .

Introdução

Do ponto de vista prático, ligas de baixo ponto de fusão podem ser divididas nas seguintes categorias:

Algumas ligas fusíveis razoavelmente bem conhecidos são de metal de Wood , de metal do Campo , Rose de metal , Galinstan e NaK .

Formulários

Ligas fusíveis derretidas podem ser usadas como refrigerantes , pois são estáveis ​​sob aquecimento e podem fornecer condutividade térmica muito mais alta do que a maioria dos outros refrigerantes; particularmente com ligas feitas com um metal de alta condutividade térmica , como índio ou sódio . Metais com baixa seção transversal de nêutrons são usados ​​para resfriar reatores nucleares .

Estas ligas são utilizadas para fazer os bujões fusíveis inseridos nas coroas dos fornos das caldeiras a vapor , como salvaguarda no caso de o nível da água descer muito. Quando isso acontece, o plugue, não estando mais coberto de água, é aquecido a tal temperatura que derrete e permite que o conteúdo da caldeira escape para o forno. Nos sprinklers automáticos, os orifícios de cada sprinkler são fechados com um tampão que é mantido no lugar por metal fusível, que derrete e libera a água quando, devido a um foco de incêndio na sala, a temperatura sobe acima de um limite predeterminado.

O bismuto no resfriamento se expande em cerca de 3,3% em volume. Ligas com pelo menos metade de bismuto também exibem essa propriedade. Isso pode ser usado para a montagem de peças pequenas, por exemplo, para usinagem, pois elas serão seguras com firmeza.

Ligas de baixo ponto de fusão e elementos metálicos

Ligas bem conhecidas

Liga Ponto de fusão Eutético ? Bismuto
%
% De chumbo		 Lata
%		 Indium
%		 Cádmio
%
% De tálio
% De gálio
% De antimônio
Metal de rosa 98 ° C (208 ° F) não 50 25 25 - - - - -
Cerrosafe 74 ° C (165 ° F) não 42,5 37,7 11,3 - 8,5 - - -
Metal de madeira 70 ° C (158 ° F) sim 50 26,7 13,3 - 10 - - -
Metal do campo 62 ° C (144 ° F) sim 32,5 - 16,5 51 - - - -
Cerrolow 136 58 ° C (136 ° F) sim 49 18 12 21 - - - -
Cerrolow 117 47,2 ° C (117 ° F) sim 44,7 22,6 8,3 19,1 5,3 - - -
Bi-Pb-Sn-Cd-In-Tl 41,5 ° C (107 ° F) sim 40,3 22,2 10,7 17,7 8,1 1,1 - -
Galinstan −19 ° C (−2 ° F) sim <1,5 - 9,5-10,5 21-22 - - 68-69 <1,5

Outras ligas

(ver também ligas de solda )

Ligas de baixo ponto de fusão e elementos metálicos
Composição em porcentagem de peso Ponto de fusão Eutético? Nome ou observação
Cs 73,71, K 22,14, Na 4,14 -78,2 ° C (-108,76 ° F) sim
Hg 91,5, Tl 8,5 −58 ° C (-72,4 ° F) sim usado em termômetros de baixa leitura
Hg 100 -38,8 ° C (-37,84 ° F) (sim)
Cs 77,0, K 23,0 -37,5 ° C (-35,5 ° F)
K 76,7, Na 23,3 -12,7 ° C (9,14 ° F) sim
K 78,0, Na 22,0 −11 ° C (12,2 ° F) não NaK
Ga 61, In 25, Sn 13, Zn 1 8,5 ° C (47,3 ° F) sim
Ga 62,5, In 21,5, Sn 16,0 10,7 ° C (51,26 ° F) sim liga galinstan
Ga 69,8, In 17,6, Sn 12,5 10,8 ° C (51,44 ° F) não liga galinstan
Ga 68,5, In 21,5, Sn 10 11 ° C (51,8 ° F) não liga galinstan
Ga 75,5, em 24,5 15,7 ° C (60,26 ° F) sim
Cs 100 28,6 ° C (83,48 ° F) (sim)
Ga 100 29,8 ° C (85,64 ° F) (sim)
Rb 100 39,30 ° C (102,74 ° F) (sim)
Bi 40.3, Pb 22.2, In 17.2, Sn 10.7, Cd 8.1, Tl 1.1 41,5 ° C (106,7 ° F) sim
Bi 40,63, Pb 22,1, In 18,1, Sn 10,65, Cd 8,2 46,5 ° C (115,7 ° F)
Bi 44,7, Pb 22,6, In 19,1, Cd 5.3, Sn 8.3 47 ° C (116,6 ° F) sim Cerrolow 117 . Usado como solda em física de baixa temperatura.
Bi 49, Pb 18, In 21, Sn 12 58 ° C (136,4 ° F) Liga de desoldagem ChipQuik. Cerrolow 136 . Expande ligeiramente no resfriamento, mais tarde mostra leve encolhimento algumas horas depois. Usado como solda em física de baixa temperatura. Lens Alloy 136 , usado para montar lentes e outros componentes ópticos para retificar. Usado para montar pequenos componentes delicados de formato estranho para usinagem.
Bi 32,5, In 51,0, Sn 16,5 60,5 ° C (140,9 sim Metal do campo
K 100 63,5 ° C (146,3 ° F) (sim)
Bi 50, Pb 26,7, Sn 13,3, Cd 10 70 ° C (158 ° F) sim Cerrobend . Usado em física de baixa temperatura como solda.
Bi 49,5, Pb 27,3, Sn 13,1, Cd 10,1 70,9 ° C (159,62 ° F) sim Liga de lipowitz
Bi 50,0, Pb 25,0, Sn 12,5, Cd 12,5 71 ° C (159,8 ° F) sim Metal de madeira
Em 66.3, Bi 33.7 72 ° C (161,6 ° F) sim
Bi 42,5, Pb 37,7, Sn 11,3, Cd 8,5 74 ° C (165,2 ° F) não Cerrosafe
Bi 56, Sn 30, In 14 79-91 ° C (174,2-195,8 ° F) não Liga de desoldagem ChipQuik, sem chumbo
Bi 50, Pb 30, Sn 20, Impurezas 92 ° C (197,6 ° F) não Liga de Lichtenberg, também chamada Liga Fusível de Cebola
Bi 52,5, Pb 32,0, Sn 15,5 95 ° C (203 ° F) sim
Bi 52, Pb 32,0, Sn 16 96 ° C (204,8 ° F) sim Bi52 . Boa resistência à fadiga combinada com baixo ponto de fusão. Resistência ao cisalhamento e propriedades de fadiga razoáveis. A combinação com solda de chumbo-estanho pode reduzir drasticamente o ponto de fusão e levar à falha da junta.
Bi 50,0, Pb 31,2, Sn 18,8 97 ° C (206,6 ° F) não Metal de newton
Na 100 97,8 (208,04 ° F) (sim)
Bi 50,0, Pb 28,0, Sn 22,0 94-98 ° C (201,2-208,4 ° F) não Metal de rosa
Bi 55,5, Pb 44,5 125 ° C (257 ° F) sim
Bi 58, Sn 42 138 ° C (280,4 ° F) sim Bi58 . Resistência ao cisalhamento e propriedades de fadiga razoáveis. A combinação com solda de chumbo-estanho pode reduzir drasticamente o ponto de fusão e levar à falha da junta. Solda eutética de baixa temperatura com alta resistência. Particularmente forte, muito frágil. Usado extensivamente em montagens de tecnologia de orifício em computadores mainframe IBM onde a baixa temperatura de soldagem era necessária. Pode ser usado como revestimento de partículas de cobre para facilitar sua ligação sob pressão / calor e criar uma junta metalúrgica condutora. Sensível à taxa de cisalhamento. Bom para eletrônicos. Usado em aplicações termelétricas. Bom desempenho de fadiga térmica. Resistência ao escoamento 7.119 psi (49,08 MPa), resistência à tração 5.400 psi (37 MPa).
Bi 57, Sn 43 139 (282,2 ° F) sim
Em 100 157 ° C (314,6 ° F) (sim) In99 . Usado para fixação de matrizes de alguns chips. Mais adequado para soldar ouro , a taxa de dissolução do ouro é 17 vezes mais lenta do que nas soldas à base de estanho e até 20% do ouro pode ser tolerado sem fragilização significativa. Bom desempenho em temperaturas criogênicas . Molha muitas superfícies incl. quartzo, vidro e muitas cerâmicas. Deforma indefinidamente sob carga. Não se torna quebradiço mesmo em baixas temperaturas. Usado como solda em física de baixa temperatura, liga-se ao alumínio. Pode ser usado para soldar em filmes finos de metal ou vidro com um ferro de solda ultrassônico .
Li 100 180,5 ° C (256,9 ° F) (sim)
Sn 62,3, Pb 37,7 183 ° C (361,4 ° F) sim
Sn 63,0, Pb 37,0 183 ° C (361,4 ° F) não Solda eutética . Sn63 , ASTM63A , ASTM63B . Comum em eletrônica; propriedades excepcionais de estanhagem e umectação, também boas para aço inoxidável. Uma das soldas mais comuns. Baixo custo e boas propriedades de colagem. Usado em SMT e eletrônicos através de orifícios. Dissolve rapidamente ouro e prata, não recomendado para aqueles. Sn 60 Pb 40 é um pouco mais barato e costuma ser usado por razões de custo, uma vez que a diferença do ponto de fusão é insignificante na prática. Em resfriamento lento dá juntas ligeiramente mais brilhantes do que Sn 60 Pb 40 .

Resistência ao escoamento 3.950 psi (27,2 MPa), resistência à tração 4.442 psi (30,63 MPa).

Sn 91,0, Zn 9,0 198 ° C (388,4 ° F) sim KappAloy9 Projetado especificamente para soldagem de alumínio para alumínio e alumínio para cobre . Possui boa resistência à corrosão e resistência à tração. Situa-se entre a solda macia e ligas de brasagem de prata, evitando assim danos aos componentes eletrônicos críticos e deformação e segregação do substrato. Melhor solda para fio de alumínio para barramentos de cobre ou fio de cobre para barramentos ou contatos de alumínio. UNS #: L91090
Sn 92,0, Zn 8,0 199 ° C (390,2 ° F) não Papel laminado
Sn 100 231,9 ° C (449,42 ° F) (sim) Sn99 . Boa resistência, não entorpece. Uso em equipamentos de processamento de alimentos, estanhagem de fios e ligas. Susceptível à praga do estanho .
Bi 100 271,5 ° C (520,7 ° F) (sim) Usado como solda não supercondutora em física de baixa temperatura. Não molha bem os metais, forma uma junta mecanicamente fraca.
Tl 100 304 ° C (579,2 ° F) (sim)
Cd 100 321,1 ° C (607 ° F) (sim)
Pb 100 327,5 ° C (621,5 ° F) (sim)
Zn 100 419,5 ° C (787,1 ° F) (sim) Para soldar alumínio. Boa molhabilidade do alumínio, resistência à corrosão relativamente boa.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • "ASTM B774 - Especificação padrão para ligas de baixo ponto de fusão". ASTM International . 1900. doi : 10.1520 / B0774 . Citar diário requer |journal=( ajuda )
  • Weast, RC, "CRC Handbook of Chemistry and Physics", 55ª ed, CRC Press, Cleveland, 1974, pág. F-22

links externos