Чиста мідь і мідні сплави

1. Хімічний склад

Чиста мідь

Відноситься до нелегованої міді з мінімальним вмістом міді (Cu) 99,3% (відповідно до таких стандартів, як ASTM B152 або GB/T 5231). Зазвичай сліди домішок (наприклад, кисень, залізо, свинець).<0.7% and not added intentionally. Common grades include:

C11000 (вільна-мідь, OFHC): 99,99% Cu, низький вміст кисню для високої провідності.

C12200 (Фосфор-деоксидована мідь): 99,90% Cu + ~0,02–0,05% фосфору (для видалення кисню, запобігання «водневій крихкості» в -температурному середовищі).

Мідні сплави

Створюється шляхом додавання одного або кількох легуючих елементів (наприклад, цинку, олова, алюмінію, нікелю, заліза, кремнію) до чистої міді для підвищення міцності, твердості, стійкості до корозії або оброблюваності. Легуючі елементи зазвичай складають 1-40% від загального складу. приклади:

Латунь: мідь + цинк (наприклад, C26000 «Картриджна латунь»: 70% Cu + 30% Zn).

Бронза: мідь + олово (наприклад, C90700 «Морська бронза»: 88% Cu + 10% Sn + 2% Zn) або мідь + не-олов’яні елементи (наприклад, алюмінієва бронза, кремнієва бронза).

Мідно-нікель (мельхіор): мідь + нікель (наприклад, C71500 "70/30 мельхіор": 70% Cu + 30% Ni).

2. Механічні властивості

Власність	Чиста мідь	Мідні сплави
Міцність на розрив	Низькі (220–300 МПа в розпеченому стані). М'який і пластичний, схильний до деформації при навантаженні.	Вищі (300–900 МПа залежно від сплаву та термообробки). Легуючі елементи (наприклад, олово, нікель, залізо) утворюють тверді розчини або інтерметалічні сполуки для зміцнення матриці.
Твердість (Брінель)	Низький (40–60 HB). Легко дряпається або деформується.	Вищий (60–200 HB). Наприклад, морська бронза (C90700) має твердість ~110 HB, тоді як алюмінієва бронза (C61400) може досягати 180 HB.
Пластичність (% подовження)	Високий (40–50% у відпаленому стані). Чудово підходить для витягування, згинання або формування складних форм (наприклад, дроту, труб).	Нижче (10–40%). Пластичність зменшується зі збільшенням міцності/твердості, але деякі сплави (наприклад, картриджна латунь C26000) все ще зберігають хорошу пластичність.
Стійкість до втоми	Бідний. Сприйнятливий до втомного руйнування при багаторазовому навантаженні.	Покращений. Легуючі елементи покращують стійкість до циклічних навантажень (важливо для таких компонентів, як шестерні, клапани або морське обладнання).

3. Стійкість до корозії

Чиста мідь

Хороша корозійна стійкість у м’якому середовищі (наприклад, повітря, прісна вода, не-окислювальні кислоти) завдяки захисній оксидній плівці. Однак:

Уразливий до «знецинкування» в -багатих хлоридами середовищах (наприклад, у морській воді) за наявності домішок.

Сприйнятливий до корозії в середовищах,-які містять аміак (наприклад, промислові викиди) або сірчану кислоту у високих концентраціях.

Мідні сплави

Стійкість до корозії налаштовується за допомогою легування:

Латунь: Хороша стійкість до повітря та прісної води, але погана до морської води (схильна до децинкації, якщо не стабілізована миш’яком, наприклад, C26800 «Миш’якова латунь»).

Військово-морська бронза: чудова стійкість до морської води, біологічних забруднень (наприклад, вусоподібних молюсків) і соляних бризок-ідеально підходить для морських застосувань.

Мідь-нікель (C71500): надзвичайна стійкість до корозії, ерозії та кавітації в морській воді-використовується в корпусах кораблів, теплообмінниках і морських платформах.

Алюмінієва бронза: стійка до корозії в агресивних середовищах (наприклад, промислові хімікати, солона вода) і має проти-зношувальні властивості.

4. Теплова та електропровідність

Чиста мідь

Виняткова провідність:

Електропровідність: ~98–100% IACS (Міжнародний стандарт відпаленої міді)-еталон для електричних провідників.

Теплопровідність: ~390 Вт/(м·K)-перевершена для застосувань теплопередачі.

Мідні сплави

Провідність зменшується зі збільшенням вмісту сплаву (легуючі елементи порушують потік електронів):

Латунь (C26000): Електропровідність ~28% IACS; теплопровідність ~110 Вт/(м·К).

Мідь-нікель (C71500): Електропровідність ~2% IACS; теплопровідність ~29 Вт/(м·К).

Бронза: електропровідність різна (наприклад, морська бронза: ~15% IACS; кремнієва бронза: ~30% IACS).

info-448-439 info-443-447

info-443-447 info-441-447

5. Обробка та виготовлення

Чиста мідь

Легко обробити за допомогою:

Холодна обробка (волочіння, прокатка, екструзія) завдяки високій пластичності.

Гаряча обробка (кування, лиття) при помірних температурах (700-900 градусів).

Зварювання (пайка, паяння, зварювання TIG/MIG) з мінімальним ризиком утворення тріщин.

Механічна обробка: вимагає змащування, щоб запобігти прилипанню (чиста мідь «липка» і може забити ріжучі інструменти).

Мідні сплави

Перероблюваність залежить від сплаву:

Латунь (C26000): відмінна механічна обробка ("вільне-різання" з додаванням свинцю, наприклад, C36000 "вільне-різання латуні") і формування-використовується для гвинтів, клапанів і декоративних деталей.

Бронза: Важче піддається машинній обробці, ніж латунь, але її можна кувати або відливати у складні форми (наприклад, підшипники, шестерні).

Мідь-нікель: Важко обробляти через високу міцність-потрібні гострі інструменти та низька швидкість; зварювання можливе за належної техніки.

6. Вартість

Чиста мідь

Вища вартість через високі вимоги до чистоти (особливо безкисневої-міді для електроніки). Ціни безпосередньо пов’язані зі світовими товарними ринками міді.

Мідні сплави

Вартість залежить від легуючих елементів:

Латунь: нижча вартість, ніж чиста мідь (цинк дешевший за мідь).

Бронза: вища вартість, ніж латунь (олово дорожче за цинк).

Мідь-нікель: найдорожча (нікель є першокласним металом)-використовується лише у -високоефективних програмах, де стійкість до корозії є критичною.

7. Сценарії застосування

Чиста мідь

Електротехніка: дроти, кабелі, шини, трансформатори та друковані плати (висока провідність).

Теплові: Теплообмінники, радіатори та системи охолодження (висока теплопровідність).

Сантехніка: труби та фітинги (стійкість до корозії в прісній воді).

Електроніка: напівпровідникові компоненти (-безкиснева мідь, щоб уникнути забруднення).

Мідні сплави

Латунь: декоративні предмети (дверні ручки, крани), музичні інструменти, гільзи для боєприпасів і сантехніка (баланс вартості, здатності до формування та стійкості до корозії).

Бронза: підшипники, втулки, шестерні, морські гвинти та архітектурне обладнання (висока міцність, зносостійкість і стійкість до корозії в морській воді).

Мідь-нікель: корпуси суден, теплообмінники, опріснювальні установки та морські нафтові платформи (надзвичайна стійкість до корозії в морській воді).

Алюмінієва бронза: промислова арматура, насоси та гірниче обладнання (стійкість до стирання та агресивних хімікатів).

Резюме

Чиста мідь цінується за їївиняткова провідність і пластичністьале не має міцності та стійкості до корозії в суворих умовах. Мідні сплави, навпаки, розроблені для оптимізаціїміцність, твердість, стійкість до корозії або оброблюваністьдля конкретних застосувань-змінюючи деяку провідність на покращену продуктивність. Вибір між чистою міддю та мідними сплавами залежить від необхідних властивостей (наприклад, електропровідність, міцність, корозійна стійкість) і обмежень щодо вартості в сценаріях кінцевого-використання.