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Compreendendo as interações cobre-alumínio

Quando o cobre e o alumínio são ligados, o material resultante é uma liga metálica , uma mistura que não possui uma fórmula química fixa. Em vez disso, as ligas são definidas pelas percentagens em peso dos seus metais constituintes.

Da mistura à solução sólida

A 550°C (1.022°F), o cobre líquido se dissolve em alumínio fundido, formando uma solução sólida homogênea. Esta solução pode conter até 5,6% de cobre em peso – a solubilidade máxima antes da saturação. O resfriamento reduz a solubilidade do cobre, levando a solução a um estado supersaturado.

Formação do CuAl2 Intermetálico

Durante o resfriamento, os átomos de cobre se difundem através da matriz de alumínio e precipitam como o composto intermetálico CuAl2 . Essa fase tem estequiometria fixa – dois átomos de alumínio para cada átomo de cobre – e representa 49,5% de alumínio em peso, dando-lhe uma fórmula química definitiva.

Endurecimento por precipitação e aumento de resistência

A cristalização do CuAl2 interrompe os planos de deslizamento na rede de alumínio, um mecanismo conhecido como endurecimento por precipitação . Ao controlar cuidadosamente o perfil temperatura-tempo durante o processamento, os fabricantes podem maximizar esse efeito de endurecimento, resultando em ligas de cobre-alumínio mais fortes.

Outros intermetálicos cobre-alumínio

Além do CuAl2, o sistema pode produzir os intermetálicos CuAl e Cu9Al4 durante longos períodos de tempo e sob condições térmicas específicas. Sua aparência depende da taxa exata de resfriamento, do tempo de residência e da composição local da liga.