10% Circonio Cobre

El 10% Circonio Cobre debe especificarse en lugar del grado 50% cuando se requieren adiciones muy pequeñas y precisas de circonio que serían difíciles de controlar con el grado de mayor concentración. Las situaciones específicas incluyen: fusiones pequeñas de laboratorio (1-10 kg) donde el nivel de circonio objetivo es de 0;02-0;05% y la cantidad de aleación madre necesaria con el grado 50% sería de solo 0;4-1 g (difícil de pesar con precisión); aplicaciones de joyería donde se añade circonio como modificador traza de microestructura en cantidades de décimas de gramo; y correcciones de composición precisas en fusiones de producción donde se necesita aumentar el circonio en solo 0;01-0;02% y cualquier sobreaddición sería costosa de corregir. Para fusiones de producción a gran escala (más de 100 kg) donde se necesitan adiciones de circonio de varios gramos; el grado 50% o 33% es más eficiente ya que requiere menor masa de aleación madre.

A niveles muy bajos de 0;02-0;05%; el circonio tiene efectos microestructurales beneficiosos sutiles pero medibles en las aleaciones de cobre. El circonio a estas concentraciones actúa principalmente como refinador de grano de solidificación; produciendo una estructura de grano ligeramente más fina que mejora la resistencia mecánica y la ductilidad simultáneamente en comparación con el mismo metal sin circonio. Como desoxidante; 0;02-0;05% de Zr puede reducir el contenido de oxígeno disuelto de la fusión aunque de manera menos efectiva que el fósforo o el litio a estas concentraciones. En aleaciones de cobre para conductores eléctricos; el circonio a estos niveles reduce la conductividad eléctrica mínimamente (menos del 1% IACS) siendo prácticamente despreciable para la mayoría de las aplicaciones. El mayor beneficio a estas concentraciones es el refinamiento de grano sin comprometer otras propiedades.

El 10% Circonio Cobre puede almacenarse durante varios años en condiciones herméticas sin pérdida significativa de su efectividad como refinador de grano o desoxidante. La clave para el almacenamiento a largo plazo es mantener las piezas en recipientes herméticos sellados con atmósfera inerte (argón o nitrógeno) o en bolsas selladas al vacío para prevenir la oxidación del circonio en la superficie de las piezas. El circonio tiene alta afinidad con el oxígeno y forma ZrO2 en la superficie cuando se expone al aire; aunque esta capa superficial de óxido es autoprotectora y limita la oxidación más profunda. Las piezas con oxidación superficial moderada (capa de óxido gris-blanca) siguen siendo efectivas para la mayoría de las aplicaciones ya que el ZrO2 se reduce en la fusión caliente de cobre y el circonio metálico subyacente se disuelve. Para aplicaciones de muy alta especificación donde la pureza del circonio añadido es crítica; se recomienda verificar la efectividad de material almacenado por más de 2 años mediante prueba de fusión antes de su uso en producción crítica.