ما هي خصائص سبيكة النحاس

أنواع سبائك النحاس

نحاس النحاس المنحل بالكهرباء (ETP). Electrolytic Tough Pitch Copper ، UNS C11 0 0 0 ، هو النحاس النقي (بحد أقصى 0.0355 ٪ من الشوائب) المكررة بواسطة عملية تحسين الإلكتروليتيك ، وهي درجة النحاس الأكثر استخدامًا في جميع أنحاء العالم. يحتوي ETP على الحد الأدنى من تصنيف الموصلية بنسبة 100 ٪ من IAC ، ويطلب من 99.9 ٪ نقية. لديها 0.02 ٪ إلى 0.04 ٪ محتوى الأكسجين (نموذجي). الأسلاك الكهربائية هي أهم سوق لصناعة النحاس. ويشمل ذلك أسلاك الطاقة الهيكلية ، وكابل توزيع الطاقة ، وأسلاك الأجهزة ، وكابلات الاتصالات ، وسلك السيارات والكابلات ، وسلك المغناطيس. يتم استخدام ما يقرب من نصف جميع ملغى النحاس في موصلات الأسلاك والكابلات الكهربائية. النحاس النقي لديه أفضل الموصلية الكهربائية والحرارية لأي معدن تجاري. موصلية النحاس هي 97 ٪ من الفضة. نظرًا لتكلفة أقل بكثير ووفرة أكبر ، كان النحاس تقليديًا المادة القياسية المستخدمة في تطبيقات نقل الكهرباء.

النحاس. النحاس هو المصطلح العام لمجموعة من سبائك النحاس والزنك. يمكن أن يبلد النحاس مع الزنك بنسب مختلفة ، مما يؤدي إلى مادة ميكانيكية وتآكل وخصائص حرارية متفاوتة. تزداد كميات الزنك للمواد مع تحسين القوة والليونة. تعد النحاس ذات المحتوى النحاسي أكبر من 63 ٪ هي أكثر ما يثبت من أي سبيكة نحاسية ويتم تشكيلها من خلال عمليات تشكيل البرد المعقدة. النحاس لديه قابلية أعلى من البرونز أو الزنك. إن نقطة الانصهار المنخفضة نسبيًا للنحاس والسيولة تجعلها مادة سهلة نسبيًا. يمكن أن تتراوح النحاس باللون السطحي من اللون الأحمر إلى الأصفر اعتمادًا على محتوى الزنك. تشمل بعض الاستخدامات الشائعة لسبائك النحاس مجوهرات الأزياء ، والأقفال ، والمفصلات ، والتروس ، والمحامل ، وقرطات الخرطوم ، وأغلفة الذخيرة ، ومشعات السيارات ، والآلات الموسيقية ، والتعبئة الإلكترونية ، والعملات المعدنية. النحاس والبرونز هي مواد هندسية شائعة في الهندسة المعمارية الحديثة وتستخدم في المقام الأول للتسقيف وكسوة الواجهة بسبب مظهرها البصري.

البرونز. البرونز هي عائلة من السبائك القائمة على النحاس تقليديا مع القصدير ، ولكن يمكن أن تشير إلى سبائك النحاس والعناصر الأخرى (مثل الألومنيوم والسيليكون والنيكل). البرونز أقوى إلى حد ما من النحاس ، ومع ذلك لا يزال لديهم درجة عالية من مقاومة التآكل. بشكل عام ، يتم استخدامها عندما ، بالإضافة إلى مقاومة التآكل ، مطلوب خصائص الشد الجيدة. على سبيل المثال ، يحقق Beryllium Copper أكبر قوة (إلى 1400 ميجا باسكال) من أي سبيكة قائمة على النحاس.

سبيكة النحاس نيكل. Cupronickels هي سبائك النحاس نيكل التي تحتوي عادة من 60 إلى 90 في المئة من النحاس والنيكل كعنصر سبائك. السبائك الرئيسية هي 90\/10 و 70\/30. يمكن أيضًا احتواء عناصر تعزيز أخرى ، مثل المنغنيز والحديد. Cupronickels لديها مقاومة ممتازة للتآكل الناجم عن مياه البحر. على الرغم من محتوى النحاس العالي ، فإن Cupronickel هو الفضة. إن إضافة النيكل إلى النحاس أيضًا يحسن مقاومة القوة والتآكل ، ولكن يتم الاحتفاظ بمحونة جيدة.

الفضة النيكل. النيكل الفضي ، المعروف أيضًا باسم الفضة الألمانية أو النحاس النحاسي أو Alpacca ، هو سبيكة نحاسية مع النيكل وغالبًا ما تكون الزنك. على سبيل المثال ، يمتلك سبيكة النحاس UNS C75700 Nickel 65-12 تآكلًا جيدًا ومقاومة تشويه ، وقابلية تشكيل عالية. تم تسمية Nickel Silver بسبب ظهورها الفضي ، لكنها لا تحتوي على فضية عنصرية ما لم يتم مطلي.

خصائص سبائك النحاس

خصائص المواد هي خصائص مكثفة ، وهذا يعني أنها مستقلة عن كمية الكتلة وقد تختلف من مكان إلى آخر داخل النظام في أي لحظة. يتضمن أساس علوم المواد دراسة بنية المواد ، وربطها بخصائصها (الميكانيكية ، الكهربائية ، إلخ). بمجرد أن يعرف عالم المواد هذا الارتباط بين الهيكل ، يمكنه بعد ذلك الاستمرار في دراسة الأداء النسبي للمواد في تطبيق معين. المحددات الرئيسية لهيكل المادة وبالتالي خصائصها هي عناصرها الكيميائية المكونة والطريقة التي تمت معالجتها في شكلها النهائي.

الخصائص الميكانيكية لسبائك النحاس

يتم اختيار المواد بشكل متكرر لتطبيقات مختلفة لأن لديها مجموعات مرغوبة من الخصائص الميكانيكية. بالنسبة للتطبيقات الهيكلية ، تكون خصائص المواد حاسمة ويجب على المهندسين أن يأخذوها في الاعتبار.

قوة سبائك النحاس

في ميكانيكا المواد ، تكون قوة المادة هي قدرتها على تحمل الحمل المطبق دون فشل أو تشوه بلاستيكي. تدرس قوة المواد بشكل أساسي العلاقة بين الأحمال الخارجية المطبقة على المادة والتشوه الناتج أو التغيير في أبعاد المواد. قوة المادة هي قدرتها على تحمل هذا الحمل المطبق دون فشل أو تشوه بلاستيكي.

قوة الشد النهائية

قوة الشد في نهاية المطاف من النحاس النحاس الكهربائي (ETP) ، يبلغ حوالي 250 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية من Carthridge Brass - UNS C26000 حوالي 315 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية من البرونز الألمنيوم - UNS C95400 حوالي 550 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية من القصدير البرونز - UNS C90500 - المعدن بندقية حوالي 310 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية من البريليوم النحاسي - UNS C17200 حوالي 1380 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية من Cupronickel - UNS C70600 حوالي 275 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية من الفضة النيكل - UNS C75700 حوالي 400 ميجا باسكال.

قوة الشد النهائية هي الحد الأقصى على منحنى الإجهاد الهندسي. هذا يتوافق مع الحد الأقصى من الإجهاد الذي يمكن أن يستدامه بنية في التوتر. غالبًا ما يتم تقصير قوة الشد النهائية إلى "قوة الشد" أو حتى إلى "النهائي". إذا تم تطبيق هذا الإجهاد وصيانته ، فسوف يؤدي الكسر إلى. في كثير من الأحيان ، تكون هذه القيمة أكثر بكثير من إجهاد العائد (ما يصل إلى 50 إلى 60 في المائة أكثر من العائد لبعض أنواع المعادن). عندما تصل مادة الدكتايل إلى قوتها النهائية ، فإنها تواجه الابتعاد حيث تقل المنطقة المستعرضة محليًا. لا يحتوي منحنى الإجهاد الإجهاد على إجهاد أعلى من القوة النهائية. على الرغم من أن التشوهات يمكن أن تستمر في الزيادة ، إلا أن الإجهاد ينخفض ​​عادة بعد تحقيق القوة النهائية. إنها خاصية مكثفة. لذلك لا تعتمد قيمتها على حجم عينة الاختبار. ومع ذلك ، فإنه يعتمد على عوامل أخرى ، مثل إعداد العينة ، ووجود أو غير ذلك من العيوب السطحية ، ودرجة حرارة بيئة الاختبار والمواد. تختلف نقاط القوة الشد النهائية من 50 ميجا باسكال للألومنيوم إلى أعلى من 3000 ميجا باسكال في الفولاذ عالي القوة.

قوة العائد

قوة دليل النحاس من نحاس الملعب الكهربائي (ETP) بين 60-300 mpa.

قوة العائد من البرونز الألمنيوم - UNS C95400 حوالي 250 ميجا باسكال.

قوة العائد من القصدير البرونز - UNS C90500 - المعدن بندقية حوالي 150 ميجا باسكال.

قوة العائد من النحاس البريليوم - UNS C17200 حوالي 1100 ميجا باسكال.

قوة العائد من Cupronickel - UNS C70600 حوالي 105 ميجا باسكال.

قوة العائد من الفضة النيكل - UNS C75700 حوالي 170 ميجا باسكال.

نقطة العائد هي النقطة على منحنى الإجهاد الذي يشير إلى الحد من السلوك المرن والسلوك البلاستيكي البداية. قوة العائد أو إجهاد العائد هي خاصية المواد المحددة على أنها الإجهاد الذي تبدأ به المادة في التشوه بشكل بلوبي ، في حين أن نقطة العائد هي النقطة التي يبدأ فيها تشوه غير خطية (مرن + بلاستيك). قبل نقطة العائد ، ستشوه المادة بشكل مرن وستعود إلى شكلها الأصلي عند إزالة الإجهاد المطبق. بمجرد تمرير نقطة العائد ، سيكون جزء من التشوه دائم وغير قابل للانعكاس. بعض الفولاذ والمواد الأخرى تظهر سلوك يطلق عليه ظاهرة نقطة العائد. تختلف نقاط قوة العائد من 35 ميجا باسكال لألمنيوم منخفض القوة إلى أكبر من 1400 ميجا باسكال في الفولاذ عالي القوة.

صلابة سبائك النحاس

تعتمد صلابة Vickers من النحاس في الملعب الكهربائي (ETP) بشكل كبير على مزاج المادة ، لكنه يتراوح بين 50-150 HV.

Brinell Hardness of Carthridge Brass - UNS C26000 حوالي 100 ميجا باسكال.

برينيل صلابة من البرونز الألمنيوم - UNS C95400 حوالي 170 ميجا باسكال. تزداد صلابة البرونز الألمنيوم مع محتوى الألومنيوم (وغيرها من السبائك) وكذلك مع الضغوط الناتجة من خلال العمل البارد.

برينيل صلابة من القصدير البرونزية - UNS C90500 - المعدن بندقية حوالي 75 BHN.

ROCKWELL صلابة من النحاس البريليوم - UNS C17200 حوالي 82 HRB.

Brinell Hardness of Cupronickel - UNS C70600 حوالي HB 100.

ROCKWELL Hardness of Nickel Silver - UNS C75700 حوالي 45 HRB.

يعد اختبار صلابة Rockwell أحد أكثر اختبارات صلابة المسافة البادئة شيوعًا ، والتي تم تطويرها لاختبار الصلابة. على عكس اختبار Brinell ، يقيس اختبار Rockwell عمق تغلغل Indenter تحت حمولة كبيرة (حمولة كبيرة) مقارنة بالاختراق الذي تم إجراؤه بواسطة التحميل المسبق (الحمل البسيط). يحدد الحمل البسيط موقف الصفر. يتم تطبيق الحمل الرئيسي ، ثم إزالته مع الحفاظ على الحمل البسيط. يتم استخدام الفرق بين عمق الاختراق قبل وبعد تطبيق الحمل الرئيسي لحساب رقم صلابة Rockwell. وهذا هو ، عمق الاختراق والصلابة متناسبة عكسيا. تتمثل الميزة الرئيسية في صلابة Rockwell في قدرتها على عرض قيم الصلابة مباشرة. والنتيجة هي رقم غير أبعاد لوحظ باسم HRA ، HRB ، HRC ، وما إلى ذلك ، حيث الحرف الأخير هو مقياس Rockwell المعني.