Kuparin ja kupariseosten tyypit ja ominaisuudet
Kupari on yksi edustavista ei-rautametallimateriaaleista, joita tarvitaan teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä, ja niitä on monenlaisia. Sillä on pitkä käytännön käyttöhistoria, ja se löydettiin egyptiläisestä haudasta jo vuonna 400 eKr., joten se on tuttu materiaali, jota on käytetty pitkään maissa ympäri maailmaa. Monet nykyisin käytännössä käytössä olevista kupareista ja kupariseoksista ovat tyypiltään ja suorituskyvyltään vertaansa vailla silloisiin verrattuna, mutta kuparin perusominaisuudet eivät ole juurikaan muuttuneet. Juuri ne ominaisuudet, joita raudalla ei ole, tekevät kuparista niin hyödyllisen materiaalin.
Kuparin ja kuparilejeerinkien ominaisuudet
Kuparin parhaat ominaisuudet ovat sen prosessoitavuus, sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus. Kuten kuparilangan esimerkistä voidaan nähdä, tällä materiaalilla on korkein sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus hopean jälkeen, ja sitä käytetään monissa sähköosissa, moottoreissa, johdoissa ja piirilevyissä.
Sanotaan, että yksi syy siihen, miksi kuparia on käytetty laajalti muinaisista ajoista lähtien, on se, että sitä on helppo käsitellä. Se on edustava metalli, jolla on erinomainen sitkeys ja se on helppo suorittaa muoviprosessoinnissa, kuten valssaus ja suulakepuristus. Kuparilla on myös kaunis viimeistelty pinta ja sitä on saatavana useissa eri väreissä, mikä on osa syy siihen, miksi näemme kuparia kaikkialla.
Lisäksi sillä on erinomaiset kuumataontaominaisuudet, mikä soveltuu monimutkaisten tuotteiden käsittelyyn. Sillä on myös erinomaiset jousiominaisuudet ja siinä käytetään korkean väsymislujuuden omaavia kupariseoksia, kuten berylliumkuparia ja fosforipronssia. Toisin kuin teräsmateriaalit, sen rakenne ei murtu edes äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa, joten se on materiaali, jolla on erinomainen alhaisissa lämpötiloissa hauraus. Sillä on myös erinomainen korroosionkestävyys, ja koska se on jalometalli, sen sanotaan kestävän kosketuksen aiheuttamaa korroosiota.
Yleisesti ottaen niiden käyttölämpötila on alle 200 astetta, ja vaikka ne olisivat erinomaisia lämmönkestävyydeltään, suurin käyttölämpötila on noin 250 - 300 astetta. Joitakin kupariseoksia, kuten valkokuparia, voidaan käyttää yli 400 asteen lämpötiloissa. Toisaalta se ei haurastu äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa, joten sitä voidaan käyttää ilman ongelmia.
Erilaiset kuparimateriaalit
Tyypin mukaan kupari sisältää puhdasta kuparia, messinkiä, pronssia, valkokuparia, nikkelihopeaa, valkokuparia ja berylliumkuparia. Puhtaan kuparin lisäksi se on kupariseos, joka on valmistettu kuparista sinkin, lyijyn, tinan, alumiinin, nikkelin jne. kanssa yksin tai yhdessä.
Lisäksi kupari jaetaan valmistusmenetelmästä riippuen kahteen tyyppiin: valssatut kuparituotteet ja valutuotteet. Itse asiassa lähes 90 % kuparituotteista katsotaan valssatuiksi kuparituotteiksi. Messinki on myös yleisimmin käytetty materiaali kupariseosten joukossa, ja puhtaan kuparin ja messingin sanotaan kattavan suurimman osan kuparin kysynnästä.
Kupari symbolit
Myös kuparimateriaalien merkintäsymboli (kuparin venymä) vastaa näitä luokituksia. Kupari ja kupariseokset, kuten C1020 (happivapaa kupari), esitetään JIS-standardissa C-kirjaimella ja neljällä numerolla. 1000-sarjan C1 on puhdasta kuparia tai seoksia, jotka sisältävät paljon kuparia, ja se on luokka, joka sisältää myös C17 berylliumkuparin ja C19 titaanikuparin. 2000-sarja, kuten C2801, C2700 jne., ovat kupari-sinkki Cu-Zn-kupariseoksia, kuten messinkiä ja punaista pronssia, ja 3000-sarja, kuten C3604, ovat vapaasti leikkaavaa messinkiä, ja Pb:tä on lisätty työstettävyyden parantamiseksi. 4000-sarja on Cu-Zn-pohjaista merimessinkiä, johon on lisätty Sn (tinaa), C5000-sarja on fosforipronssia (Cu-Sn-P-seos), josta C5191 on tyypillinen esimerkki, 6000-sarjat, kuten C6161, C6191, ovat alumiinia pronssia, messinkiä instrumenttiventtiileihin, lujaa messinkiä ja 7000-sarjassa, kuten C7351, on nikkelihopeaa ja valkokuparia (kuparin nikkeliseos). Esittelemme lyhyesti kunkin kupariseoksen ominaisuudet kunkin kupariseoksen sivulla.
Kuparin tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet
Sulamispiste noin 1084 astetta
Kiehumispiste noin 2360 astetta
Ominaislämpö (20 astetta) 385J/kg· astetta
Tiheys 8,96 g/cm3 (20 astetta)
Pituuskimmomoduuli (Youngin moduuli) 117.7kN/mm2
Lämpölaajenemiskerroin (20-100 aste) 16,8x10-6 / aste
Sähkönjohtavuus 100 % IACS
Resistiivisyys (20 astetta) 1,7241μΩ·cm
Resistanssilämpötilakerroin (20 astetta) 0,00397/aste
Magneettinen herkkyys -0.080x10^-6 cgs yksikkö/gramma
