Bronze vs Cobre, qual é a diferença?

Durante milhares de anos, o bronze e o cobre foram um metal útil, mesmo antes da era do alumínio e do aço. Até hoje, ambos os metais continuam a ter uma vasta aplicação na indústria transformadora moderna. Ambos os metais são referidos como metais vermelhos na indústria e, em resultado da sua existência antiga, forneceram um ponto de partida para outros metais sob a forma de ligas. No entanto, o bronze é uma liga de cobre e pode ser um pouco difícil de diferenciar do cobre. Neste sentido, este artigo explora o cobre e o bronze para estabelecer comparações que permitam diferenciá-los. Este artigo apresenta as propriedades físicas, químicas e mecânicas do cobre e do bronze de uma forma pormenorizada.

Primeiro, vamos saber o que é o Bronze e o Cobre

Como já foi dito, este artigo tem como objetivo estabelecer comparações entre o bronze e o cobre, utilizando variedades de propriedades. Mas antes de procedermos à diferenciação entre o bronze e o cobre, vamos fazer uma análise do bronze e do cobre.

O que é o bronze?

Para um leigo, o bronze é simplesmente o resultado da adição de estanho ao cobre, embora contenha mais do que apenas estanho. O bronze foi descoberto em cerca de 3500 a.C., antes de se ter desenvolvido o método químico exato. Atualmente, o bronze é referido como uma liga de cobre que foi definida com base na especificação de elementos de liga e propriedades de trabalho.

O bronze, enquanto liga de cobre, é composto por outros elementos de liga para além do cobre e do estanho, incluindo manganês, chumbo, zinco, níquel, antimónio, silício, entre outros. Esta composição elementar do bronze é responsável pelo seu melhoramento e, consequentemente, os designers da indústria têm agora uma grande variedade de graus de bronze à escolha. Consequentemente, um bronze típico é frágil e tem um aspeto castanho-avermelhado/ouro com baixa fricção quando em contacto com outros metais.

O que é o cobre?

O cobre é conhecido como um metal nativo e é ocasionalmente encontrado como metal livre na natureza. Os artefactos deste metal nativo foram descobertos pela primeira vez em áreas primitivas, como os índios do noroeste do Pacífico, que são conhecidos desde a antiguidade, remontando a cerca de 5000 a.C. Durante este tempo antigo, o cobre era utilizado para curar armas, ferramentas e também estava disponível para aplicações decorativas.

Atualmente, o cobre tem uma grande variedade de aplicações porque é macio, dúctil e maleável, com uma condutividade eléctrica e térmica muito elevada. A sua aplicação encontra-se na construção de edifícios, como condutor de calor e eletricidade, e como constituinte para a produção de outras ligas metálicas. Estas ligas incluem o bronze, o latão, o cuproníquel e muitas outras. Um pedaço de cobre acabado de expor apresenta uma coloração castanho-avermelhada.

Comparemos 17 diferenças entre o bronze e o cobre

Bronze vs Cobre: Composição dos elementos

O bronze e o cobre podem ser diferenciados através de uma comparação da sua composição elementar. Em comparação, o cobre é um metal de transição não ferroso que existe no seu estado puro. Ao contrário do bronze, é um metal de ocorrência natural e é diretamente adequado para processamento. Para além da sua ocorrência natural, também pode existir como elemento de liga noutros metais, como o bronze.

Por outro lado, o bronze, que é uma liga de cobre, é constituído por cobre (Cu) e estanho (sn) na sua composição elementar primária. Para além da sua composição primária, contém outros elementos, dependendo da sua forma de liga, que incluem

• Níquel (Ni)
• Chumbo (Pb)
• Alumínio
• Fósforo (P)
• Antimónio
• Silício (Si)
• Cobalto
• Enxofre (S)
• Zinco
• Crómio

Bronze vs Cobre: Resistência à corrosão

Uma forma de diferenciar o bronze do cobre é estabelecer comparações utilizando o seu nível de resistência à corrosão. Bronze - uma liga de cobre que se oxida quando exposta ao ar, formando uma camada protetora chamada pátina mosqueada. Esta reatividade é atribuída ao seu teor de cobre e, como resultado, a superfície do bronze é impedida de sofrer corrosão. Isto é particular para um ambiente de água salgada, daí a razão da sua aplicação em peças marítimas e acessórios para barcos. No entanto, sempre que o bronze tem contacto com compostos de cloro, o seu teor de cobre degrada-se gradualmente ao longo do tempo. Este processo é conhecido como "doença do bronze".

Por outro lado, o cobre também pode sofrer oxidação, formando uma pátina manchada para evitar a corrosão. Uma vez que ambos os metais não contêm ferro, diz-se que possuem uma excelente resistência à corrosão. Em suma, o bronze é naturalmente mais resistente à corrosão do que o cobre.

Bronze vs Cobre: Condutividade eléctrica

A condutividade eléctrica de um metal é referida como a medida da quantidade de geração de corrente criada pela superfície alvo de um material. Principalmente nas indústrias transformadoras, o cobre é o padrão pelo qual os materiais eléctricos são classificados. Isto significa que a classificação da condutividade destes materiais é então expressa como uma medida relativa ao cobre. O cobre é considerado condutor 100%, enquanto outras classificações de condutividade são expressas como IACS - International Annealed Copper Standard.

Por outro lado, diz-se que o bronze é tão condutor como o cobre. O bronze é constituído principalmente por cobre, mas tem uma baixa condutividade eléctrica que pode ser atribuída à presença de outros elementos de liga.

Bronze vs Cobre: Condutividade térmica

A condutividade térmica é outra medida com a qual o cobre e o bronze podem ser diferenciados. É a medida de como o cobre e o bronze podem ser utilizados em aplicações térmicas. No processo de medição da sua condutividade térmica, é determinada a quantidade de energia e a taxa a que a energia pode ser transferida. Em comparação, o bronze é uma liga de cobre, enquanto o cobre está na forma.

As ligas têm uma condutividade térmica que aumenta com a temperatura, enquanto os metais puros têm uma condutividade térmica que permanece igual com o aumento da temperatura. O bronze tem a condutividade térmica mais elevada (229 - 1440 BTU-in/hr-ft²-°F), enquanto o cobre é o menos (223 BTU-in/hr-ft²-°F).

Bronze vs Cobre: Ponto de fusão

É muito importante ter em conta o ponto de fusão de um material para um projeto. Isto porque, na fusão, um material utilizado como componente de uma máquina pode falhar. Neste ponto, os materiais não podem servir o seu objetivo, uma vez que transitaram da sua forma sólida para o estado líquido.

Além disso, se os materiais forem considerados para a conformabilidade, o ponto de fusão desses materiais é uma consideração muito importante. Isto deve-se ao facto de quanto mais baixa for a temperatura, mais maleável será o material. O cobre tem o ponto de fusão mais elevado do que o bronze. O cobre funde a 1084 oC, enquanto o ponto de fusão do bronze varia entre 315 e 1080 °C.

Bronze vs Cobre: Dureza

A dureza de um material é referida como a sua resistência à deformação plástica local que é obtida a partir da indentação de uma força pré-determinada numa superfície plana. A dureza de um material pode ser medida utilizando a escala de dureza Brinell, que é um dos testes comuns de dureza disponíveis. Nesta escala, o cobre tem uma pontuação de 35, que é mais baixa em comparação com o bronze, com uma pontuação que varia entre 40 e 420. Este resultado mostra que o bronze é muito mais duro do que o cobre. Consequentemente, é frágil, o que o torna mais propenso a fracturas em comparação com o cobre.

Se a capacidade de trabalho for um requisito para um projeto, o cobre é a escolha perfeita. No entanto, se a resistência ao desgaste e a força se tornarem o requisito mais importante do que a capacidade de trabalho, então o bronze é considerado em vez do cobre.

Bronze vs Cobre: Peso

A comparação do peso é também um fator crucial na seleção do bronze ou do cobre para um projeto. Numa situação em que a leveza é um requisito importante para o sucesso de um projeto, o bronze parece ser a escolha perfeita. Com base no sistema métrico, o bronze apresenta uma densidade que varia entre 7400 - 8900 kg/cu.m, o que faz do bronze o mais leve dos pares. Por outro lado, o cobre apresenta uma densidade de 8930 kg/cu.m, o que o torna o mais pesado.

Bronze vs Cobre: Durabilidade

A durabilidade de um material baseia-se numa boa capacidade de renovação, numa boa capacidade de reparação e numa boa manutenção. Qualquer material durável deve ser capaz de se adaptar às evoluções tecnológicas, técnicas e de design. Neste contexto, o bronze é um material metálico duro e robusto, que não se flexiona facilmente. É altamente resistente à corrosão devido à sua capacidade de resistir à água. Por outro lado, o cobre apresenta uma grande flexibilidade em comparação com o bronze. Por conseguinte, pode dizer-se que o bronze é uma alternativa muito mais forte e mais duradoura do que o cobre.

Bronze vs Cobre: Maquinabilidade

A maquinabilidade é uma pontuação comparativa atribuída a materiais metálicos para determinar a forma como os materiais metálicos reagem ao esforço de maquinagem. Este esforço de maquinação pode incluir estampagem, torneamento, fresagem, entre outros. Quando a maquinabilidade do bronze e do cobre é comparada, o cobre apresenta uma maior maquinabilidade. Este facto pode ser atribuído à dureza do bronze. O bronze é duro e estudado, não se flexiona facilmente em comparação com o cobre altamente flexível.

Além disso, as ligas de cobre são bastante dúcteis para maquinar. Assim sendo, se a maquinabilidade for um objetivo na seleção do bronze ou do cobre para um projeto, não há dúvida de que o cobre é a escolha perfeita.

Bronze vs Cobre: Formabilidade

A formabilidade é referida como a capacidade de um material apresentar deformação plástica sem ser danificado quando é conformado. A este respeito, diz-se que o cobre tem uma formabilidade excecional, o que é evidente na sua capacidade de produzir fio de dimensão micrométrica com o mínimo de recozimentos de amolecimento. No entanto, alguns bronzes são conformáveis, incluindo o bronze fosforoso PB1, que pode ser conformado a frio através de técnicas de conformação por matriz.

Bronze vs Cobre: Soldabilidade

O bronze e o cobre são soldáveis nos seus respectivos domínios e também podem ser unidos utilizando equipamento MIG e soldadura de bronze silício. De todos os tipos de bronze que são soldáveis, o bronze sem chumbo demonstra uma soldabilidade fraca porque fissura sob tensão. Isto pode ser evitado com a utilização de SMAW.

Por outro lado, o cobre sem oxigénio e desoxidado é mais fácil de soldar. Os métodos de soldadura MIG e TIG são os preferidos, enquanto a soldadura MMA e oxiacetilénica podem ser utilizadas na reparação de componentes de cobre de passo difícil.

Bronze vs Cobre: Resistência ao escoamento

O limite de elasticidade de um material é referido como a tensão à qual ocorre uma quantidade pré-determinada de deformação permanente nesse material. Em comparação, o bronze apresenta um limite de elasticidade mais elevado do que o cobre. Para apoiar a afirmação, o bronze tem o limite de elasticidade mais elevado, 69,0 - 800 MPa (10000 - 116000 psi), enquanto o cobre possui 33,3 MPa (4830 psi).

Bronze vs Cobre: Resistência à tração

Atualmente, na indústria, muitos fabricantes consideram a resistência do material como um dos factores cruciais para a seleção de um material em detrimento de outro. Este caso não é uma exceção - daí uma das razões para esta comparação. Quando comparamos os dois, descobrimos que, numa situação em que a resistência é necessária, o bronze é a escolha perfeita. O bronze apresenta uma resistência à tração que varia entre 350 MPa e 635 MPa, enquanto o cobre apresenta uma resistência à tração de 210 MPa.

Bronze vs Cobre: Resistência ao cisalhamento

A resistência ao cisalhamento de um metal é a propriedade que descreve a resistência desse metal contra uma carga de cisalhamento antes de o componente falhar no cisalhamento. A falha por deslizamento da força ou a ação de cisalhamento, tal como descrita pela resistência ao cisalhamento, ocorre normalmente paralelamente à direção da força que actua num plano. Em comparação, o bronze apresenta a maior resistência ao cisalhamento, variando de 35000 psi a 47000 psi. Por outro lado, o cobre apresenta a menor resistência ao cisalhamento (25000 psi).

Bronze vs Cobre: Cor

Pode ser um pouco complicado determinar a cor do bronze e do cobre. Ambos os metais são de alguma forma castanho-avermelhados, mas podem ser diferenciados. O castanho-avermelhado do bronze é caracterizado por um dourado baço, enquanto um cobre acabado de expor é caracterizado por uma cor laranja-rosada.

Bronze vs Cobre: Preço

Uma vez que o bronze e o cobre podem existir em diferentes graus, o seu preço pode variar. No entanto, embora o preço do bronze e do cobre possa variar consoante o grau, o cobre é normalmente o mais caro quando se comparam as mesmas peças de materiais. O preço reduzido do bronze pode ser atribuído ao teor reduzido de cobre na liga de cobre.

Bronze vs Cobre: Aplicações

Bronze

O bronze é uma liga de cobre que existe numa grande variedade de formas. Encontra-se numa vasta gama de aplicações. O bronze é utilizado em aplicações como instrumentos musicais, contactos eléctricos, hélices de navios e rolamentos submersos. Alguns rolamentos específicos são feitos de bronze devido às suas excelentes propriedades de resistência ao atrito, dureza e resistência ao desgaste. Por isso, são utilizados para molas, casquilhos, rolamentos de piloto de transmissão automóvel, rolamentos para pequenos motores eléctricos e muitos outros.

O bronze é aplicável no fabrico de martelos, maços, chaves inglesas, bem como outras ferramentas duráveis, porque, quando batido contra uma superfície dura, não gera faíscas. O bronze é amplamente utilizado para o fabrico de lã de bronze para aplicações de trabalho da madeira. Outra aplicação comum do bronze é o facto de ser utilizado para fundir esculturas de bronze. Estas são consideradas como a forma mais elevada de arte escultórica da Grécia Antiga. O bronze existe em diferentes ligas e as suas propriedades são descritas de seguida:

863 - Bronze manganês

Este tipo de bronze é normalmente utilizado na indústria devido à sua elevada força e resistência à corrosão. O bronze manganês 863 é uma opção ideal para aplicações pesadas devido à sua durabilidade e longevidade. Encontra-se maioritariamente em aplicações que incluem equipamento de construção e agrícola. É aplicável no fabrico do seguinte:

• Bronze para engrenagens
• Pinos de ponte
• Cames Gibs
• Rolamentos de carga
• Componentes do cilindro hidráulico
• Porcas aparafusadas
• Válvulas de haste grande

907 Bronze estanho

Esta liga de bronze é altamente conhecida pela sua resistência à corrosão de qualidade e a sua aplicação é encontrada na exposição à água do mar. Embora o bronze estanho 907 seja moderadamente maquinável, tem um excelente desempenho em aplicações de desgaste e fadiga. Este tipo de bronze é aplicável no fabrico de

• Bronze para engrenagens
• Rolamentos
• Acessórios marítimos
• Buchas
• Componentes da bomba
• Anéis de pistão

Bronze estanho 917

O bronze estanhado 917 é popularmente conhecido pela sua capacidade de carga num material de capacidade de carga de movimento lento e irregular. Quando utilizado, requer uma lubrificação adequada e é altamente resistente à corrosão. O bronze-estanho 917 pode ser encontrado nas seguintes aplicações:

• Gira-discos para pontes
• Rodas em transmissões de parafuso sem-fim
• Rolamentos com baixa velocidade e carga elevada
• Engrenagens
• Componentes de pontes móveis

Bronze alumínio 955

Entre as ligas não ferrosas mais resistentes disponíveis no sector está o bronze-alumínio 955. Oferece uma grande variedade de vantagens aos seus utilizadores, tais como elevada dureza e alongamento, resistência superior à compressão e ao escoamento, resistência à corrosão pela água do mar, elevada resistência térmica e muitas outras. O bronze-alumínio 955 é um dos bronzes soldáveis e maquináveis mais procurados. Oferece aplicações nas seguintes áreas:

• Motor de avião (assentos, guias de válvulas)
• Buchas
• Agitadores
• Bronze para engrenagens
• Componentes do trem de aterragem
• Vermes
• Decapagem (cestos/ganchos)

Bronze alumínio 954

Este tipo de liga de bronze é um grau extremamente forte que apresenta uma resistência à corrosão superior entre todos os graus. Como resultado, é popularmente conhecido e utilizado na indústria transformadora atual. O bronze-alumínio 954 oferece maior capacidade de soldadura, elevado rendimento e resistência à tração, resistência à temperatura e muito mais. O bronze-alumínio 954 é encontrado nas seguintes aplicações:

• Engrenagens de dentes rectos
• Rolamentos
• Decapagem (cestos/ganchos)
• Sem-fins e engrenagens sem-fim (baixa velocidade/alta resistência)
• Buchas
• Componentes da válvula

Cobre

O cobre é maioritariamente utilizado como metal puro, mas numa situação em que é prioritária uma maior dureza, é transformado em bronze ou latão. Há mais de dois séculos que a tinta de cobre é utilizada nos cascos dos barcos para controlar o crescimento de plantas e moluscos. Além disso, o cobre tem sido utilizado, embora em pequenas quantidades, em suplementos nutricionais e fungicidas na agricultura. Seguem-se as principais aplicações do cobre encontradas no ambiente fabril:

Fios e cabos

Tal como referido no capítulo 2, na secção relativa à condutividade eléctrica, o cobre é sempre utilizado como padrão na medição da condutividade eléctrica de outros materiais condutores. Possui uma condutividade 100% e os outros materiais condutores são medidos em relação ao cobre.

Como resultado, o cobre continua a ser o condutor elétrico mais preferido neste espaço. Este pode ser encontrado onde o cobre é utilizado para a cablagem eléctrica, embora seja menos preferido para a transmissão aérea de energia eléctrica. A sua utilização verifica-se principalmente na transmissão, distribuição, produção de energia, telecomunicações e circuitos, transformador de potênciae uma grande variedade de equipamentos eléctricos.

Eletrónica e dispositivos relacionados

O cobre é utilizado para substituir o alumínio em circuitos impressos e placas de circuitos integrados devido à sua condutividade superior. O cobre é também utilizado em dissipadores de calor e permutadores de calor porque tem a propriedade superior de dissipação de calor. Pode ser utilizado em electroímanes, tubos de raios catódicos, tubos de vácuo, magnetrões em micro-ondas abertas e muito mais.

Motores eléctricos

O cobre sempre foi procurado devido à sua eficiência em motores eléctricos. Tem-se verificado um aumento da utilização do cobre no fabrico das bobinas utilizadas nos motores eléctricos. Em todo o consumo de eletricidade, o motor e o sistema motorizado consomem entre 43% e 46%. Isto significa que o cobre é muito utilizado neste espaço.

Arquitetura

Desde a descoberta do cobre, verificou-se que este tem aplicações em rufos, abóbadas, portas, telhados, caleiras, algerozes, portas, telhados, cúpulas, pináculos e muito mais. Isto deve-se ao facto de o cobre ser um material arquitetónico durável, resistente à corrosão e às intempéries.

Atualmente, o cobre tem vantagens acrescidas, uma vez que é utilizado no revestimento de paredes interiores e exteriores, nas juntas de dilatação de edifícios, na proteção contra radiofrequências e muito mais. Nos projectos arquitectónicos, o cobre é utilizado em produtos decorativos para interiores, incluindo corrimões, acessórios, bancadas, casas de banho e muito mais.

Antimicrobiano

Outra utilização impressionante do cobre é a utilização antimicrobiana. Pode ser convertido em ligas que oferecem actividades antimicrobianas. Um exemplo de uma série de organismos que pode prevenir é a Escherichia Coli. As peças fabricadas a partir desta liga de cobre são principalmente utilizadas no sector da saúde pública no fabrico de mesas de cama, equipamento de clubes de saúde, sanitas, lavatórios, pegas de cartões de compras, entre outros. Esta aplicação pode ser encontrada em países como o Reino Unido, Japão, EUA, China, Coreia, Austrália, Brasil e muitos outros.

Utilizado como anti-biofouling

O cobre tem aplicação na prevenção do crescimento de muitas formas de vida, sendo considerado bioestático. Devido à sua natureza bioestática, o cobre é utilizado para revestir as partes do navio para proteção contra cracas e mexilhões. O cobre tem uma atividade antimicrobiana impressionante e, por isso, é frequentemente utilizado no fabrico de materiais de rede para evitar a bioincrustação.

Meios de investimento

Atualmente, o cobre é utilizado como um meio de investimento devido à sua crescente utilização no sector da indústria transformadora. Alguns investidores armazenam agora o cobre sob a forma de barras e rodelas de metal, enquanto outros investem na sua utilização para a produção de painéis solares, motores de turbina e outras fontes de energia renováveis.

Quadro recapitulativo

Como saber a diferença entre bronze e cobre?

O bronze e o cobre podem ser diferenciados através da sua respectiva cor. Embora possa ser complicado, pode ser feito rapidamente.

• Para diferenciar o bronze do cobre, é necessário começar por limpar os dois metais, pois ambos podem desenvolver uma pátina esverdeada na superfície.
• Após a limpeza, os metais originais tornam-se visíveis. Tenha em atenção que, ao limpar, utilize produtos de limpeza comerciais para cobre e bronze, para estar do lado mais seguro.
• Colocar os dois metais sob luz branca ou luz solar. Isto porque tanto o bronze como o cobre têm uma coloração castanho-avermelhada, mas são de tonalidades diferentes
• Identificar os dois metais - se descobrir uma cor avermelhada que se caracteriza por uma coloração dourada baça, então é bronze. No entanto, se o metal castanho-avermelhado for caracterizado por uma cor laranja-rosada, então o metal é cobre.

Bronze Vs Cobre: F.A.Q

Resumo: Bronze Vs Cobre, Qual é o melhor para o seu projeto?

Saber distinguir entre o bronze e o cobre ajudaria a poupar gigantescas quantias de capital. Isto porque utilizar o metal errado para um projeto pode ser desastroso. No entanto, o melhor metal entre o cobre e o bronze continua a depender dos requisitos do seu projeto. Não obstante, se não tiver a certeza da linha de ação perfeita, procure aconselhamento especializado.

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