Typer av kopparlegeringar
Elektrolytisk tuffa tonhöjd (ETP) koppar. Elektrolytisk tuff tonhöjd, uns c11 0 0 0, är ren koppar (med högst 0,0355% av föroreningar) förfinad genom elektrolytisk raffineringsprocess och det är den mest använda klassen i koppar över hela världen. ETP har ett lägsta konduktivitetsvärde på 100% IAC och måste vara 99,9% ren. Det har 0,02% till 0,04% syreinnehåll (typiskt). Elektriska ledningar är den viktigaste marknaden för kopparindustrin. Detta inkluderar strukturella kraftledningar, strömfördelningskabel, apparattråd, kommunikationskabel, biltråd och kabel och magnettråd. Ungefär hälften av all kopparbrytning används för elektrisk ledning och kabelledare. Ren koppar har den bästa elektriska och värmeledningsförmågan hos alla kommersiella metaller. Kopparens konduktivitet är 97% av silver. På grund av dess mycket lägre kostnad och större överflöd har koppar traditionellt varit det standardmaterial som används för elöverföringsapplikationer.
Mässing. Mässing är är den generiska termen för en rad kopparzinklegeringar. Mässing kan legeras med zink i olika proportioner, vilket resulterar i ett material av varierande mekaniska, korrosions- och termiska egenskaper. Ökade mängder zink ger materialet förbättrad styrka och duktilitet. Mässingar med kopparinnehåll som är större än 63% är de mest duktila av någon kopparlegering och formas av komplexa kallformningsoperationer. Mässing har högre formbarhet än brons eller zink. Den relativt låga smältpunkten för mässing och dess fluiditet gör det till ett relativt enkelt material att kasta. Mässing kan variera i ytfärg från rött till gult beroende på zinkinnehållet. Några av de vanliga användningarna för mässingslegeringar inkluderar kostymsmycken, lås, gångjärn, kugghjul, lager, slangkopplingar, ammunitionshöljen, bilradiatorer, musikinstrument, elektroniska förpackningar och mynt. Mässing och brons är vanliga tekniska material i modern arkitektur och används främst för tak- och fasadbeklädnad på grund av deras visuella utseende.
Brons. Bronzerna är en familj av kopparbaserade legeringar som traditionellt legerade med tenn, men kan hänvisa till legeringar av koppar och andra element (t.ex. aluminium, kisel och nickel). Bronzer är något starkare än mässingarna, men de har fortfarande en hög grad av korrosionsmotstånd. I allmänhet används de när de, utöver korrosionsbeständighet, krävs goda dragegenskaper. Till exempel uppnår beryllium koppar den största styrkan (till 1 400 MPa) av någon kopparbaserad legering.
Kopparnicklegering. Cupronickels är kopparnicklegeringar som vanligtvis innehåller från 60 till 90 procent av koppar och nickel som det huvudsakliga legeringselementet. De två huvudlegeringarna är 90\/10 och 70\/30. Andra förstärkande element, såsom mangan och järn, kan också innehålla. Cupronickels har utmärkt motstånd mot korrosion orsakad av havsvatten. Trots sitt höga kopparinnehåll är Cupronickel silver i färg. Tillsatsen av nickel till koppar förbättrar också styrka och korrosionsbeständighet, men god duktilitet behålls.
Nickel Silver. Nickel Silver, även känd som German Silver, Nickel Brass eller Alpacca, är en kopparlegering med nickel och ofta zink. Exempelvis har UNS C75700 nickelsilver 65-12 kopparlegering god korrosion och plågsresistens och hög formbarhet. Nickel Silver heter på grund av dess silviga utseende, men det innehåller inget elementärt silver såvida det inte är pläterat.
Kopplegeringsegenskaper
Materialegenskaper är intensiva egenskaper, det betyder att de är oberoende av mängden massa och kan variera från plats till plats inom systemet när som helst. Grunden för materialvetenskap involverar att studera materialstrukturen och relatera dem till sina egenskaper (mekanisk, elektrisk etc.). När en materialforskare vet om denna struktur-egendom korrelation kan de sedan fortsätta för att studera det relativa prestanda för ett material i en given applikation. De viktigaste determinanterna för strukturen för ett material och därmed av dess egenskaper är dess beståndsdelade kemiska element och hur det har bearbetats till dess slutliga form.
Mekaniska egenskaper hos kopparlegeringar
Material väljs ofta för olika tillämpningar eftersom de har önskvärda kombinationer av mekaniska egenskaper. För strukturella tillämpningar är materialegenskaper avgörande och ingenjörer måste ta hänsyn till dem.
Styrka av kopparlegeringar
I materialmekanik är styrkan hos ett material dess förmåga att motstå en applicerad belastning utan fel eller plastisk deformation. Materialstyrka beaktar i princip förhållandet mellan de yttre belastningarna som appliceras på ett material och den resulterande deformationen eller förändringen i materialdimensioner. Styrkan hos ett material är dess förmåga att motstå denna applicerade belastning utan fel eller plastisk deformation.
Ultimat draghållfasthet
Ultimat draghållfasthet hos elektrolytisk-tuffa tonhöjd (ETP) koppar Det är cirka 250 MPa.
Ultimat draghållfasthet hos Carthridge -mässing - UNS C26000 är cirka 315 MPa.
Ultimat draghållfasthet hos aluminiumbrons - UNS C95400 är cirka 550 MPa.
Ultimat draghållfasthet hos tennbrons - UNS C90500 - Gun Metal är cirka 310 MPa.
Ultimat draghållfasthet hos kopparberyllium - UNS C17200 är cirka 1380 MPa.
Ultimat draghållfasthet hos cupronickel - UNS C70600 är cirka 275 MPa.
Ultimat draghållfasthet hos nickelsilver - UNS C75700 är cirka 400 MPa.
Den ultimata draghållfastheten är det maximala på konstruktionspänningskurvan. Detta motsvarar den maximala spänningen som kan upprätthållas genom en spänning. Ultimat draghållfasthet förkortas ofta till "draghållfasthet" eller till och med till "det ultimata." Om denna spänning appliceras och underhålls kommer fraktur att resultera. Ofta är detta värde betydligt mer än avkastningsspänningen (så mycket som 50 till 60 procent mer än avkastningen för vissa typer av metaller). När ett duktilt material når sin ultimata styrka upplever det halsning där tvärsnittsområdet minskar lokalt. Stress-töjningskurvan innehåller ingen högre stress än den ultimata styrkan. Även om deformationer kan fortsätta öka, minskar stressen vanligtvis efter att den ultimata styrkan har uppnåtts. Det är en intensiv egendom; Därför beror dess värde inte på storleken på testprovet. Det är emellertid beroende av andra faktorer, såsom framställning av provet, närvaron eller på annat sätt av ytfel och temperaturen i testmiljön och materialet. Ultimata draghållfastheter varierar från 50 MPa för ett aluminium till så högt som 3000 MPa för mycket höghållfast stål.
Avkastningsstyrka
Bevisstyrkan för elektrolytisk tuffa tonhöjd (ETP) koppar är mellan 60-300 MPA.
Utbytesstyrka för aluminiumbrons - UNS C95400 är cirka 250 MPa.
Utbytesstyrka för tennbrons - UNS C90500 - Gun Metal är cirka 150 MPa.
Utbytesstyrkan för kopparberyllium - UNS C17200 är cirka 1100 MPa.
Utbytet av Cupronickel - UNS C70600 är cirka 105 MPa.
Utbytesstyrkan för nickelsilver - UNS C75700 är cirka 170 MPa.
Avkastningspunkten är punkten på en stress-töjningskurva som indikerar gränsen för elastiskt beteende och det början plastbeteende. Utbytesstyrka eller avkastningsspänning är den materialegenskapen som definieras som spänningen vid vilken ett material börjar deformera plastiskt medan avkastningspunkten är punkten där icke -linjär (elastisk + plast) deformation börjar. Före avkastningspunkten kommer materialet att deformeras elastiskt och återgår till sin ursprungliga form när den applicerade spänningen tas bort. När avkastningspunkten har godkänts kommer en del av deformationen att vara permanent och icke-reversibel. Vissa stål och andra material uppvisar ett beteende som benämns ett fenomen med avkastningspunkt. Utbytesstyrkorna varierar från 35 MPa för ett låghållfast aluminium till mer än 1400 MPa för mycket höghållfast stål.
Kopparlegeringar
Vickers hårdhet i elektrolytisk tuffa tonhöjd (ETP) koppar beror mycket på materialets humör, men det är mellan 50-150 HV.
Brinell -hårdhet hos Carthridge Brass - UNS C26000 är ungefär 100 MPa.
Brinell -hårdhet av aluminiumbrons - UNS C95400 är ungefär 170 MPa. Hårdheten hos aluminiumbrons ökar med aluminium (och annat legering) innehåll samt med spänningar orsakade genom kallt arbete.
Brinell Hardness of Tin Bronze - UNS C90500 - Gun Metal är ungefär 75 BHN.
Rockwell Hardness of Copper Beryllium - UNS C17200 är ungefär 82 timmar.
Brinell -hårdhet hos Cupronickel - UNS C70600 är ungefär HB 100.
Rockwell Hardness of Nickel Silver - UNS C75700 är ungefär 45 HRB.
Rockwell Hardness Test är ett av de vanligaste indragningstesterna som har utvecklats för hårdhetstestning. I motsats till Brinell -testet mäter Rockwell -testaren djupet för penetrering av en indragare under en stor belastning (större belastning) jämfört med penetrationen av en förbelastning (mindre belastning). Den mindre belastningen fastställer nollläget. Huvudbelastningen appliceras och avlägsnas sedan medan du fortfarande bibehåller den mindre belastningen. Skillnaden mellan penetreringsdjupet före och efter applicering av den stora belastningen används för att beräkna Rockwell -hårdhetsnumret. Det vill säga penetrationsdjupet och hårdheten är omvänt proportionell. Den främsta fördelen med Rockwell -hårdhet är dess förmåga att visa hårdhetsvärden direkt. Resultatet är ett dimensionslöst nummer som noteras som HRA, HRB, HRC, etc. där den sista bokstaven är respektive Rockwell -skala.
