الفرق بين البرونز والنحاس نيكل

ما هو الفرق بين البرونز والنحاس نيكل؟

1. التكوين

البرونز:

المكونات الأولية: النحاس (Cu) كمعادن أساسية ، عادةً ما يلبس من القصدير (SN) ، على الرغم من أن البرونز الحديثة قد تشمل عناصر أخرى مثل الألمنيوم أو السيليكون أو المنغنيز أو الزنك (E . g .

تكوين القصدير البرونزي الشائع: 80-95 ٪ Cu ، 5-20 ٪ SN (تختلف سبائك أخرى) .

النحاس نيكل (Cupronickel):

المكونات الأولية: النحاس (Cu) والنيكل (NI) ، غالبًا مع إضافات صغيرة من الحديد أو المنغنيز أو الزنك لتعزيز الخصائص .

التركيبات الشائعة: 90/10 (90 ٪ Cu ، 10 ٪ Ni) أو 70/30 (70 ٪ Cu ، 30 ٪ Ni) ، مع إضافة الحديد والمنغنيز أحيانًا (E . g . ، للتطبيقات البحرية) .

2. الخصائص الميكانيكية

صلابة وقوة:

البرونز: عمومًا أصعب وأقوى من النحاس الخالص ، مع قوة الشد التي تتراوح بين 200 و 800 ميجا باسكال (اعتمادًا على السبائك والمعالجة) . على سبيل المثال ، يمكن أن يصل برونز القصدير إلى 300-500 ميجا باسكال ، في حين أن البرونز المصنوع من الألومنيوم قد يتجاوز 600 mpa .

النحاس-نيكل: ليونة من العديد من البرونز ، مع قوة الشد حوالي 300-700 ميجا باسكال (e . g . ، 70/30 cu-ni عادة ما يكون ~ 350–650 mpa)

المرونة والليونة:

البرونز: يمكن أن يكون هشًا إذا كان محتوى القصدير مرتفعًا ، لكن معظم البرونز تكون دكتايل ومناسبة للبث أو تزوير .

النحاس-نيكل: الدكتايل للغاية ، حتى في الحالات التي تعمل على البارد ، مما يجعلها مثالية للتشكيل في الأوراق أو الأنابيب أو الأسلاك .

3. مقاومة التآكل

البرونز:

يقاوم التآكل في المياه العذبة وبعض الظروف الجوية ولكنه أكثر عرضة لتآكل المياه المالحة من النحاس نيكل .

يشكل القصدير برونزية طبقة أكسيد واقية ، ولكن في البيئات البحرية ، قد تواجه "dezincification" (إذا كان الزنك موجودًا) أو التآكل من نقل الماء .

النحاس نيكل:

مقاومة تآكل ممتازة في المياه المالحة ، والأحماض ، والحلول القلوية . يعزز محتوى النيكل قدرته على تحمل البيئات البحرية ، مما يجعله مثاليًا لبناء السفن ، والأنابيب البحرية ، والمبادلات الحرارية .

يقاوم الوقود الحيوي (نمو الكائنات البحرية) ، ميزة رئيسية في تطبيقات مياه البحر .

4. الخصائص الحرارية والكهربائية

الموصلية الحرارية:

البرونز: أقل من النحاس النقي ولكن لا يزال مرتفعًا نسبيًا (E . g . ، يحتوي القصدير على ~ 50-80 w/m · k) .

النحاس-نيكل: الموصلية الحرارية السفلية (حوالي 25-40 واط/م · ك) بسبب تأثير النيكل ، مما يجعله أقل ملاءمة لنقل الحرارة مقارنة بالبرونز .

الموصلية الكهربائية:

البرونز: الموصلية المعتدلة (10-30 ٪ من النحاس النقي) ، المستخدمة في الموصلات الكهربائية أو المكونات التي تكون فيها الموصلية مطلوبة ولكن ليست بارزة .

النحاس-نيكل: الموصلية الكهربائية المنخفضة (~ 2-5 ٪ من النحاس النقي) ، نادرًا ما يتم استخدامه للتطبيقات الكهربائية ما لم تكن المقاومة مطلوبة (E . g . ، عناصر التدفئة) .

5. التطبيقات

البرونز:

الاستخدامات التاريخية: التماثيل ، العملات المعدنية ، والفن (E . g . ، العصر البرونزي) .

التطبيقات الحديثة: المحامل ، البطانات (بسبب الاحتكاك المنخفض) ، والصمامات ، والأجهزة البحرية (بالمياه العذبة) ، والآلات الموسيقية (النحاس هي سبيكة نحاسية زينك ، ونوع من البرونز) ، والعناصر الزخرفية .

النحاس نيكل:

الهندسة البحرية: أجسام السفن والمراوح وأنابيب مياه البحر والمبادلات الحرارية .

الصناعة الكيميائية: معدات للتعامل مع السوائل المسببة للتآكل .

العملات المعدنية: بعض العملات المعدنية (e . g . ، نيكل الولايات المتحدة ، على الرغم من أن النيكل الأمريكي الحديث نحاس مع طلاء النيكل) .

الكهربائية: المقاومات أو المكونات التي تكون الموصلية المنخفضة مقصودة .

6. اللون والمظهر

البرونز: عادةً ما يكون له لون بني أو ذهبي ، والذي يظلم بمرور الوقت بسبب الأكسدة .

Copper-Nickel: يعرض لونًا فضيًا رماديًا ، على غرار النيكل ، بسبب محتوى النيكل العالي .

ما هو أكثر ليونة ، نحاس أم نيكل؟

1. قياسات صلابة

النحاس (نقي):

صلابة موس: ~ 2.5-3

صلابة فيكرز: ~ 35-40 HV

ناعمة ومرنة ، بسهولة باليد أو الأدوات .

النيكل (نقي):

صلابة موس: ~ 4-4.5

صلابة فيكرز: ~ 70-100 HV

أصعب وأكثر مقاومة للتشوه ، مع قوة شد أعلى من النحاس النقي .

2. اختلافات الخصائص الميكانيكية

قوة الشد:

النحاس النقي: ~ 220 ميجا باسكال

النيكل النقي: ~ 400 ميجا باسكال

الروابط الذرية القوية للنيكل تمنحها قوة وصياغة أعلى .

ليونة:

كلاهما دكتايل ، لكن النحاس أكثر مرونة (أسهل في التسوية في أوراق) ، في حين أن النيكل أكثر دقة (أسهل في السحب إلى الأسلاك) ولكنه أقل مرحة بسبب صلابة .

3. الآثار العملية

نعومة النحاس: يجعلها مثالية للأسلاك الكهربائية (من السهل الانحناء والإنهاء) ، وأنابيب السباكة ، والعناصر الزخرفية . يتيح له نعمها أيضًا تكوين ختم في تركيبات الأنابيب دون قوة مفرطة .

صلابة النيكل: يجعلها مفيدة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة للارتداء ، مثل الطلاء على المعادن لمنع التآكل أو كعنصر لسبائك في تعزيز المعادن الأخرى (E . g . ، في الفولاذ المقاوم للصدأ أو ألعاب النحاس) .}