การจำแนกประเภททั่วไปของโลหะผสมทองแดงและทองแดง: ทองแดงบริสุทธิ์ ทองเหลือง ทองแดง และคิวโปรนิกเกิล

สี่สาขาของตระกูลทองแดง

ทองแดงไม่ใช่วัสดุชนิดเดียว แต่เป็นตระกูลของโลหะบริสุทธิ์และโลหะผสมที่มีองค์ประกอบพื้นฐานร่วมกัน ในขณะที่องค์ประกอบ ความแข็งแรง ความนำไฟฟ้า และพฤติกรรมการกัดกร่อนแตกต่างกันอย่างมาก ในการซื้อเชิงพาณิชย์ คำว่าทองแดงอาจหมายถึงทองแดงที่มีความแข็งด้วยไฟฟ้า ทองแดง-สังกะสีทองเหลือง ดีบุกทองแดง หรือทองแดง-โลหะผสมนิกเกิล และแต่ละสาขาจะอยู่ภายใต้มาตรฐาน ช่วงอุณหภูมิ และระดับราคาของตัวเอง การจัดกลุ่มครอบครัวออกเป็นสี่สาขา - ทองแดงบริสุทธิ์ ทองเหลือง ทองแดง และคิวโปรนิกเกิล - ช่วยให้ผู้ซื้อ นักออกแบบ และผู้ตรวจสอบมีพื้นฐานในทางปฏิบัติสำหรับการกำหนดเกรดการอ่านและจับคู่วัสดุเข้ากับหน้าที่

อุตสาหกรรมของจีนอธิบายตระกูลนี้ผ่านมาตรฐานทองแดงดัดและองค์ประกอบโลหะผสมทองแดง GB/T 5231 ในขณะที่คำสั่งซื้อส่งออกมักจะอ้างอิงการกำหนด ASTM หรือ EN สำหรับวัสดุชนิดเดียวกัน ความสามารถในการเคลื่อนย้ายระหว่างทั้งสองระบบจะป้องกันข้อผิดพลาดในการสั่งซื้อที่พบบ่อยที่สุดในตลาดนี้: การซื้อโลหะผสมทองแดงที่ต้องใช้ทองแดงบริสุทธิ์ หรือการจ่ายเงินสำหรับความบริสุทธิ์ระดับตัวนำ-ที่ไม่จำเป็นต้องใช้

ทองแดงบริสุทธิ์: เกรด การนำไฟฟ้า และความเสี่ยงโรคไฮโดรเจน

ทองแดงบริสุทธิ์คือโลหะสีแดงกุหลาบ-ที่ทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์สีม่วง-ในอากาศ ซึ่งเป็นสาเหตุที่การค้าของจีนมักเรียกว่าทองแดงสีม่วง ความหนาแน่นประมาณ 8.96 g/cm³ และจุดหลอมเหลวประมาณ 1,084 องศา ในสภาวะอบอ่อน ค่าการนำไฟฟ้าจะเข้าใกล้ 100 % IACS รองจากโลหะเงินในเชิงพาณิชย์เท่านั้น และค่าการนำความร้อนสูงถึงประมาณ 400 W/(m·K) ทองแดงบริสุทธิ์ยังมีความสามารถในการใช้งานได้ทั้งร้อนและเย็นเป็นเลิศ และทนทานต่อบรรยากาศ น้ำทะเล และกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ สารละลายด่าง และเกลือจำนวนหนึ่ง-

ระบบการกำหนดจะกลายเป็นเรื่องง่ายเมื่อทราบคำนำหน้าแล้ว:

ทองแดงธรรมดา: T1 ถึง T4 โดยที่ T1 มีความบริสุทธิ์สูงสุดและมีปริมาณทองแดงลดลงเรื่อยๆ เมื่อจำนวนเพิ่มขึ้น

ทองแดงปลอดออกซิเจน-: TU1 และ TU2 ผลิตโดยไม่มีสารดีออกซิแดนท์ตกค้าง ใช้ในกรณีที่ต้องลดบรรยากาศหรือมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด

ทองแดงดีออกซิไดซ์: TUP และ TUMn พร้อมการควบคุมฟอสฟอรัสหรือแมงกานีสเพิ่มเติม

ทองแดงพิเศษ: การเติมเงิน เทลลูเรียม หรือสารหนูเล็กน้อยเพื่อให้ได้ความต้านทานการคืบ ความสามารถในการแปรรูป หรือบริการการกัดกร่อนที่เฉพาะเจาะจง

สิ่งเจือปนมีความสำคัญในทองแดงบริสุทธิ์มากกว่าในสาขาอื่นๆ ไทเทเนียม ฟอสฟอรัส เหล็ก และซิลิคอนจะกดการนำไฟฟ้าลงอย่างรวดเร็ว ในขณะที่บิสมัทและตะกั่วทำให้เกิดยูเทคติก-ที่ละลายต่ำซึ่งทำให้เกิดความเปราะเมื่อร้อน รูปแบบความล้มเหลวที่รู้จักกันดีที่สุดคือโรคไฮโดรเจน: เมื่อทองแดงธรรมดาที่มีเกรน-ขอบเขตคิวรัสออกไซด์ได้รับความร้อนในบรรยากาศรีดิวซ์ ไฮโดรเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ทำปฏิกิริยากับออกไซด์เพื่อสร้าง-ไอน้ำแรงดันสูงหรือคาร์บอนไดออกไซด์ที่ขอบเขตของเมล็ดพืชและรอยแตกของโลหะ ดังนั้นเกรดปลอดออกซิเจน-จึงถูกกำหนดไว้สำหรับการบัดกรีแข็งและสำหรับการทำงานที่อุณหภูมิสูง-ใดๆ ในบรรยากาศรีดิวซ์

ทองเหลือง: ทองแดง-โลหะผสมสังกะสีและขอบเขตอัลฟ่า / อัลฟ่า-

ทองเหลืองเป็นโลหะผสมสังกะสีทองแดง- ในระบบไบนารี่ การเพิ่มสังกะสีจะเพิ่มความแข็งแรงและลดความเป็นพลาสติกลง และในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรมจะรักษาสังกะสีไว้ต่ำกว่า 45 % ซึ่งสูงกว่านั้นซึ่งความเปราะบางจะลดประสิทธิภาพลง โซนโครงสร้างสองโซนมีอิทธิพลเหนือการเลือก:

ทองเหลืองอัลฟ่าเฟสเดียว-ที่มีสังกะสีต่ำกว่าประมาณ 39 %: สังกะสีละลายในโครงตาข่ายทองแดง และโลหะผสมยังคงความเป็นพลาสติกที่ดีทั้งในการทำงานเย็นและร้อน H68 เป็นตัวอย่างทั่วไป

สอง-เฟสอัลฟ่าบวกเบตาทองเหลืองที่สูงกว่าสังกะสีประมาณ 39 %: เฟสเบต้าที่แข็งขึ้นจะปรากฏขึ้น ดังนั้นความเป็นพลาสติกจึงลดลงในขณะที่ความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้นและการทำงานที่ร้อนมีอิทธิพลเหนือกว่า H59 เป็นตัวอย่างทั่วไป

กฎการกำหนดของจีนคือตัวอักษร H ตามด้วยเศษส่วนมวลทองแดง ดังนั้น H96 จึงประกอบด้วยทองแดงในนาม 96 % และ H59 ประมาณ 59 % เกรดนักแสดงใช้คำนำหน้า Z เช่น ZH62 เมื่อมีการเพิ่มองค์ประกอบที่สาม สัญลักษณ์และเนื้อหาจะตามมา เช่นเดียวกับใน HPb59-1 โดยมีลีดประมาณ 1 % สำหรับความสามารถในการแปรรูป หรือ HSn70-1 และ HAl77-2 ด้วยการเติมดีบุกและอะลูมิเนียมสำหรับคอนเดนเซอร์และบริการทางทะเล เกรดทองแดง-สูง เช่น H90 และ H96 เป็นแบบเฟสเดียวและสีเหลืองทองพร้อมความสามารถในการใช้งานที่ดีเยี่ยม เกรดทองแดงต่ำถูกเลือกสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้าง เช่น โบลท์ น็อต แหวนรอง และสปริง

ทองแดง: ทองแดงดีบุกและทองแดงพิเศษ

เดิมทีบรอนซ์หมายถึงโลหะผสมทองแดง-ดีบุก ซึ่งตั้งชื่อตามสีเทา-ของคราบที่เป็นสีเขียว การใช้งานสมัยใหม่ครอบคลุมถึงดีบุกบรอนซ์เช่นเดียวกับกลุ่มทองแดงพิเศษที่แจกฟรี-ดีบุก ซึ่งโดยทั่วไปราคาถูกกว่าหรือเหมาะกับงานเฉพาะมากกว่า:

ดีบุกบรอนซ์ เช่น QSn4-3: ต้านทานการกัดกร่อนและการสึกหรอได้ดี ใช้สำหรับตลับลูกปืนและส่วนประกอบปั๊ม

อะลูมิเนียมบรอนซ์ เช่น QAl7: ความแข็งแรงสูงกว่าและต้านทานการโจมตีของน้ำทะเลและคลอไรด์ได้ดี

ซิลิคอนบรอนซ์ เช่น QSi3-1: เชื่อมได้ดีพร้อมคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เป็นประโยชน์

เบริลเลียมบรอนซ์ เช่น QBe2: ความแข็งแรงและความแข็งสูงมากหลังจากการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน ใช้สำหรับสปริงและ-เครื่องมือที่ไม่เกิดประกายไฟ

ตะกั่วบรอนซ์และบรอนซ์ดีบุกหล่อ เช่น ZCuSn10P1: วัสดุตลับลูกปืนและบุชชิ่งที่หล่อใกล้เคียงกับรูปร่าง

การกำหนดของจีนใช้ Q บวกกับสัญลักษณ์ธาตุโลหะผสมหลักและเศษส่วนมวล โดยมีอักษร Z นำหน้าสำหรับผลิตภัณฑ์หล่อ ดังนั้น ZCuSn10P1 จึงเป็นทองแดงดีบุกหล่อที่มีดีบุกประมาณ 10 % และฟอสฟอรัส 1 %

คิวโปรนิกเกิล: ทองแดง-โลหะผสมนิกเกิลสำหรับบริการทางทะเลและทางความร้อน

ทองแดง-โลหะผสมนิกเกิลเป็นเงิน-สีขาว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมภาษาจีนจึงเรียกตระกูลนี้ว่าทองแดงขาว นิกเกิลเพิ่มความแข็งแรง เพิ่มความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมของน้ำทะเลและคลอไรด์ และปรับปรุงพฤติกรรมเทอร์โมอิเล็กทริก คิวโปรนิกเกิลแบบธรรมดาเป็นโลหะผสมนิกเกิลทองแดงไบนารี- ในขณะที่เกรดที่ซับซ้อนจะเพิ่มแมงกานีส เหล็ก สังกะสี หรืออลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกัดกร่อน คิวโปรนิกเกิลเชิงพาณิชย์แบ่งออกเป็นเกรดโครงสร้างและเกรดเคมีไฟฟ้า และม้าใช้งานทางทะเลสองตัวคือคิวโปรนิกเกิล 90-10 คิวโปรนิกเกิล ถูกกำหนดให้เป็น BFe10-1-1 และสอดคล้องกับ UNS C70600 และ 70-30 คิวโปรนิกเกิล ถูกกำหนดให้เป็น BFe30-1-1 หรือ C71500 ทั้งสองชนิดได้รับการจัดหาโดยส่วนใหญ่เป็นคอนเดนเซอร์ เครื่องระเหย และท่อแลกเปลี่ยนความร้อนตามมาตรฐาน ASTM B111 หรือเทียบเท่ากับ ASME และทั้งสองชนิดขึ้นอยู่กับการเติมเหล็กและแมงกานีสที่ได้รับการควบคุมเพื่อรักษาฟิล์มพื้นผิวป้องกันให้คงสภาพเดิมในน้ำทะเลที่ไหลเร็ว

การกำหนด แบบฟอร์มการจัดหา และหมายเหตุการคัดเลือก

ทั้งสี่กลุ่มมีจำหน่ายในรูปแบบแท่ง ลวด แผ่น แถบ ท่อ ฟอยล์ และส่วนทำโปรไฟล์ แผ่นและแถบเป็นแบบรีดร้อนหรือรีดเย็น ท่อและแท่งถูกอัดหรือดึง และดึงลวดลงมาจากแกน ดังนั้นใบสั่งซื้อจึงต้องระบุมากกว่าเกรด: มาตรฐาน อุณหภูมิหรือสภาพ ขนาดและพิกัดความเผื่อ และใบรับรองการตรวจสอบที่จำเป็น ล้วนต้องได้รับการกำหนด เนื่องจากการกำหนดเดียวกันที่ส่งมอบในอุณหภูมิที่แตกต่างกันจะมีความแข็งแรงและความสามารถในการขึ้นรูปที่แตกต่างกัน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ฉันจะแยกทองแดงบริสุทธิ์จากทองเหลืองและทองแดงตามเกรดได้อย่างไร
การกำหนดภาษาจีนเข้ารหัสตระกูลด้วยอักษรตัวแรก: T สำหรับทองแดงบริสุทธิ์ H สำหรับทองเหลือง Q สำหรับบรอนซ์ และ B สำหรับคิวโปรนิกเกิล โดยตัวเลขต่อไปนี้ให้เนื้อหาองค์ประกอบหลัก ดังเช่นใน H68 สำหรับทองเหลืองทองแดง 68 % หรือ BFe10-1-1 สำหรับคิวโปรนิกเกิล 90-10 คำสั่งซื้อระหว่างประเทศใช้ตรรกะเดียวกันผ่านหมายเลข UNS เช่น C11000 สำหรับทองแดงพิทช์เหนียวด้วยไฟฟ้า C26000 สำหรับตลับทองเหลือง และ C70600 สำหรับ 90-10 คิวโปรนิกเกิล

ถาม: วัสดุทองแดงใดมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด
เกรดทองแดงที่ปราศจากออกซิเจน{0}}บริสุทธิ์และอิเล็กโตรไลติก เช่น C10100, C10200 และ C11000 เข้าถึงหรือเกิน IACS 100 % เล็กน้อยในสภาวะอบอ่อน โลหะผสมจะลดการนำไฟฟ้าเสมอ ดังนั้นจึงเลือกทองเหลือง ทองแดง และคิวโปรนิกเกิลเพื่อความแข็งแรงและต้านทานการกัดกร่อน มากกว่าที่จะทำหน้าที่ตัวนำ

ถาม: โรคไฮโดรเจนคืออะไร และเกรดไหนที่หลีกเลี่ยงได้?
โรคไฮโดรเจนคือการแตกร้าวของทองแดงซึ่งมีคิวรัสออกไซด์ที่กระจัดกระจายเมื่อถูกให้ความร้อนในบรรยากาศที่มีไฮโดรเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ เนื่องจากก๊าซทำปฏิกิริยากับออกไซด์เพื่อสร้าง-ไอน้ำแรงดันสูงหรือคาร์บอนไดออกไซด์ที่ขอบเขตของเมล็ดพืช มีการระบุเกรดปลอดออกซิเจน- เช่น TU1 และ TU2 สำหรับการบัดกรีแข็งและ-บริการลดอุณหภูมิสูง

ถาม: เมื่อใดที่ฉันควรเลือกบรอนซ์แทนทองเหลือง?
เลือกบรอนซ์สำหรับแบริ่ง บุชชิ่ง และการสึกหรอ-หนัก และสำหรับน้ำทะเลหรือคลอไรด์ ซึ่งการเติมดีบุก อลูมิเนียม หรือซิลิกอนให้ความสามารถในการรับน้ำหนักและความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าทองเหลืองที่เทียบเท่ากัน ทองเหลืองยังคงเป็นตัวเลือกที่ประหยัดกว่าและใช้งานได้มากกว่าสำหรับตัวยึด อุปกรณ์ตกแต่ง ชิ้นส่วนตกแต่ง และส่วนประกอบที่ขึ้นรูปเย็น-ทั่วไป

ถาม: ทำไมท่อคอนเดนเซอร์จึงใช้คิวโปรนิกเกิลมากกว่าทองเหลือง
โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลก่อให้เกิดฟิล์มพื้นผิวที่มีเหล็กและแมงกานีสที่มีความเสถียร ซึ่งต้านทานการไหลของน้ำทะเล และยับยั้งการโจมตีแบบรูพรุนและการปะทะ สิ่งนี้ทำให้คิวโปรนิกเกิล 90-10 และ 70-30 คิวโปรนิกเกิลมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าทองเหลืองในคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำทะเล ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมสิ่งเหล่านี้จึงเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับโรงไฟฟ้า การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล และท่อแลกเปลี่ยนความร้อนทางทะเล

ถาม: ทุกกลุ่มมีความคลาดเคลื่อนทางอารมณ์และขนาดเท่ากันหรือไม่
ไม่ได้ อุณหภูมิ ช่วงขนาด และความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ถูกกำหนดแยกกันสำหรับแต่ละรูปแบบผลิตภัณฑ์และมาตรฐาน ดังนั้นการสั่งซื้อแถบทองแดงบริสุทธิ์และการสั่งซื้อท่อคิวโปรนิกเกิลจึงไม่สามารถใช้บรรทัดข้อมูลจำเพาะเดียวกันได้ เกรด มาตรฐาน อุณหภูมิ ขนาด ระดับความคลาดเคลื่อน และข้อกำหนดในการทดสอบควรแสดงแยกกันสำหรับแต่ละรายการในการสอบถาม