Typer og karakteristika af kobber og kobberlegeringer
Kobber er et af de repræsentative ikke-jernholdige metalmaterialer, der er nødvendige for industrien og dagligdagen, og der er mange typer. Det har en lang historie med praktisk brug og blev gravet frem i en egyptisk grav så tidligt som 400 f.Kr., hvilket gør det til et velkendt materiale, der har været brugt i lang tid i lande rundt om i verden. Mange af de kobber og kobberlegeringer, der nu er i praktisk brug, er uforlignelige i type og ydeevne sammenlignet med dem på det tidspunkt, men kobberets grundlæggende egenskaber har ikke ændret sig meget. Det er de egenskaber, som jern ikke har, der gør kobber til et så nyttigt materiale.
Egenskaber af kobber og kobberlegeringer
De bedste egenskaber ved kobber er dets bearbejdelighed, elektrisk ledningsevne og termisk ledningsevne. Som det kan ses af eksemplet med kobbertråd, har dette materiale den højeste elektriske ledningsevne og termiske ledningsevne efter sølv og bruges i mange elektriske dele, motorer, ledninger og printkort.
Det siges, at en af grundene til, at kobber har været meget brugt siden oldtiden, er, at det er let at forarbejde. Det er et repræsentativt metal med fremragende duktilitet og er let at udføre plastbearbejdning såsom valsning og ekstrudering. Kobber har også en smuk færdig overflade og kommer i en række forskellige farver, hvilket er en del af grunden til, at vi ser kobber overalt.
Derudover har den fremragende varmesmedningsegenskaber, som er velegnet til forarbejdning af komplekse produkter. Den har også fremragende fjederegenskaber og bruger kobberlegeringer med høj udmattelsesstyrke såsom berylliumkobber og fosforbronze. I modsætning til stålmaterialer bryder dens struktur ikke selv ved ekstremt lave temperaturer, hvilket gør det til et materiale med fremragende skørhed ved lav temperatur. Det har også fremragende korrosionsbestandighed, og da det er et ædelmetal, siges det at være modstandsdygtigt over for korrosion forårsaget af kontakt.
Generelt er deres brugstemperatur under 200 grader, og selvom de er fremragende i varmebestandighed, er den maksimale brugstemperatur omkring 250 grader til 300 grader. Der er nogle kobberlegeringer, såsom hvidt kobber, der kan bruges ved temperaturer over 400 grader. Til gengæld bliver den ikke skør ved ekstremt lave temperaturer, så den kan bruges uden problemer.
Forskellige typer kobbermaterialer
Efter type omfatter kobber rent kobber, messing, bronze, hvidt kobber, nikkelsølv, hvidt kobber og berylliumkobber. Udover rent kobber er det en kobberlegering lavet af kobber med zink, bly, tin, aluminium, nikkel osv. alene eller i kombination.
Afhængigt af fremstillingsmetoden er kobber desuden opdelt i to typer: valsede kobberprodukter og støbte produkter. Faktisk betragtes næsten 90% af kobberprodukter som valsede kobberprodukter. Messing er også det mest almindeligt anvendte materiale blandt kobberlegeringer, og rent kobber og messing siges at optage størstedelen af kobberefterspørgslen.
Kobber symboler
Notationssymbolet (kobberforlængelse) for kobbermaterialer matcher også disse klassifikationer. Kobber og kobberlegeringer såsom C1020 (iltfrit kobber) er repræsenteret med bogstavet C og fire cifre i JIS-standarden. 1000-serien af C1 er rent kobber eller legeringer, der indeholder en stor mængde kobber, og er en kategori, der også omfatter C17 beryllium kobber og C19 titanium kobber. 2000-serien som C2801, C2700 osv. er kobber-zink Cu-Zn kobberlegeringer som messing og rød bronze, og 3000-serien som C3604 er friskærende messing, og Pb er tilføjet for at forbedre bearbejdeligheden. 4000-serien er Cu-Zn-baseret marinemessing med tilføjet Sn (tin), C5000-serien er fosforbronze (Cu-Sn-P-legering), hvoraf C5191 er et typisk eksempel, 6000-serien som C6161, C6191 er aluminium bronze, messing til instrumentventiler, højstyrke messing, og 7000-serien som C7351 har nikkelsølv og hvidt kobber (kobbernikkellegering). Vi vil kort introducere egenskaberne for hver kobberlegering på siden af hver kobberlegering.
Typiske fysiske egenskaber for kobber
Smeltepunkt omkring 1084 grader
Kogepunkt omkring 2360 grader
Specifik varme (20 grader) 385J/kg· grad
Massefylde 8,96 g/cm3 (20 grader)
Længdeelasticitetsmodul (Youngs modul) 117,7kN/mm2
Termisk udvidelseskoefficient (20-100 grad) 16,8x10-6/grad
Elektrisk ledningsevne 100% IACS
Resistivitet (20 grader) 1,7241μΩ·cm
Modstandstemperaturkoefficient (20 grader) 0,00397/grad
Magnetisk modtagelighed -0.080x10^-6 cgs enhed/gram
