Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του χάλκινα και του χαλκού-νικελίου;
1. σύνθεση
Μπρούντζος:
Τα πρωτογενή συστατικά: ο χαλκός (Cu) ως το βασικό μέταλλο, που συνήθως κρατούνται με κασσίτερο (SN), αν και τα σύγχρονα χάλκινα μπορεί να περιλαμβάνουν άλλα στοιχεία όπως το αλουμίνιο, το πυρίτιο, το μαγγάνιο ή τον ψευδάργυρο (e . g {{1}, αλουμινένιο χάλκινο, χάλκινο πυρίτιο) .
Κοινή χάλκινη σύνθεση: 80-95% Cu, 5-20% SN (άλλα κράματα ποικίλλουν) .
Copper-Nickel (Cupronickel):
Τα πρωτογενή συστατικά: ο χαλκός (Cu) και το νικέλιο (Ni), συχνά με μικρές προσθήκες σιδήρου, μαγγανίου ή ψευδαργύρου για την ενίσχυση των ιδιοτήτων .
Οι συνήθεις συνθέσεις: 90/10 (90% Cu, 10% Ni) ή 70/30 (70% Cu, 30% Ni), με μερικές φορές προστέθηκαν σίδηρο και μαγγάνιο (E . G {{9}, για θαλάσσιες εφαρμογές) .}
2. Μηχανικές ιδιότητες
Σκληρότητα και δύναμη:
Χάλκινο: Γενικά σκληρότερο και ισχυρότερο από το καθαρό χαλκό, με αντοχή εφελκυσμού που κυμαίνεται από 200-800 MPa (ανάλογα με το κράμα και την επεξεργασία) . Για παράδειγμα, το χάλκινο κασσίτερο μπορεί να φτάσει ~ 300-500 MPa, ενώ το αλουμίνιο χαλκό μπορεί να υπερβαίνει τα 600 MPa .
Copper-Nickel: μαλακότερο από πολλά χάλκινα, με αντοχή σε εφελκυσμό γύρω στα 300-700 MPa (E . G {{4}, 70/30 cu-ni συνήθως έχει ~ 350-650 MPa)
Ελαστικότητα και ολκιμότητα:
Χάλκινο: Μπορεί να είναι εύθραυστο εάν το περιεχόμενο κασσίτερου είναι υψηλή, αλλά τα περισσότερα χάλκινα είναι όλκιμα και κατάλληλα για χύτευση ή σφυρηλάτηση .
Copper-Nickel: εξαιρετικά όλκιμο, ακόμη και σε ψυχρές εργασίες, καθιστώντας το ιδανικό για σχηματισμό σε φύλλα, σωλήνες ή καλώδια .
3. Αντίσταση διάβρωσης
Μπρούντζος:
Αντιμετωπίζει τη διάβρωση σε γλυκά νερά και μερικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, αλλά είναι πιο ευαίσθητη στη διάβρωση του αλμυρού νερού από το χαλκό-νικέλιο .
Το χάλκινο κασσίτερο σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου, αλλά σε θαλάσσια περιβάλλοντα, μπορεί να παρουσιάσει "dezincification" (αν υπάρχει ψευδάργυρος) ή διάβρωση από το κινούμενο νερό .
Χαλκός-Νικέλ:
Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε αλμυρού νερού, οξέα και αλκαλικά διαλύματα . Το περιεχόμενο νικελίου ενισχύει την ικανότητά του να αντέχει στα θαλάσσια περιβάλλοντα, καθιστώντας το ιδανικό για ναυπηγική, υπεράκτιες σωληνώσεις και εναλλάκτες θερμότητας .
Αντιμετωπίζει τη βιοφθάλματα (ανάπτυξη θαλάσσιων οργανισμών), ένα βασικό πλεονέκτημα στις εφαρμογές θαλασσινού νερού .
4. θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες
Θερμική αγωγιμότητα:
Χάλκινο: χαμηλότερο από καθαρό χαλκό αλλά ακόμα σχετικά υψηλό (e . g ., το χάλκινο κασσίτερο έχει ~ 50-80 w/m · k) .
Copper-Nickel: χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα (~ 25-40 W/M · K) λόγω της επιρροής του νικελίου, καθιστώντας το λιγότερο κατάλληλο για μεταφορά θερμότητας σε σύγκριση με το χάλκινο .
Ηλεκτρική αγωγιμότητα:
Χάλκινο: Μέτρια αγωγιμότητα (10-30% καθαρού χαλκού), που χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικούς συνδέσμους ή εξαρτήματα όπου απαιτείται αγωγιμότητα αλλά όχι Paramount .
Copper-Nickel: Χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα (~ 2-5% καθαρού χαλκού), σπάνια χρησιμοποιείται για ηλεκτρικές εφαρμογές εκτός εάν είναι επιθυμητή αντίσταση (E . G ., στοιχεία θέρμανσης) .}
5. Εφαρμογές
Μπρούντζος:
Ιστορικές χρήσεις: αγάλματα, νομίσματα και τέχνη (e . g ., η εποχή του Χαλκού) .
Σύγχρονες εφαρμογές: ρουλεμάν, δακτύλιοι (λόγω χαμηλής τριβής), βαλβίδες, θαλάσσιο υλικό (σε γλυκά νερά), μουσικά όργανα (ορείχαλκο είναι ένα κράμα χαλκού-ψευδαργύρου, ένας τύπος χάλκινα) και διακοσμητικά στοιχεία.
Χαλκός-Νικέλ:
Θαλάσσια Μηχανική: Στέκλα πλοίων, έλικες, σωλήνες θαλασσινού νερού και εναλλάκτες θερμότητας .
Χημική βιομηχανία: Εξοπλισμός για τη διαχείριση των διαβρωτικών υγρών .
Coinage: Ορισμένα νομίσματα (e . g ., ΗΠΑ Nickels, αν και τα σύγχρονα νικέλια των ΗΠΑ είναι χαλκοί με επικάλυψη νικελίου) .
Ηλεκτρικά: Αντιστάσεις ή εξαρτήματα όπου η χαμηλή αγωγιμότητα είναι σκόπιμη .
6. Χρώμα και εμφάνιση
Χάλκινο: Συνήθως έχει καφετί ή χρυσή απόχρωση, η οποία σκουραίνει με την πάροδο του χρόνου λόγω οξείδωσης .
Copper-Nickel: παρουσιάζει ένα ασημένιο-γκρι χρώμα, παρόμοιο με το νικέλιο, λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο .
Ποιο είναι πιο μαλακό, χαλκό ή νικέλιο;
1. μετρήσεις σκληρότητας
Χαλκός (καθαρός):
Mohs Hardness: ~ 2,5-3
Σκληρότητα Vickers: ~ 35-40 HV
Μαλακό και εύπλαστο, εύκολα διαμορφωμένο με το χέρι ή τα εργαλεία .
Νικέλιο (καθαρό):
Mohs Hardness: ~ 4-4.5
Σκληρότητα Vickers: ~ 70-100 HV
Σκληρότερη και πιο ανθεκτική στην παραμόρφωση, με υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού από τον καθαρό χαλκό .
2. Διαφορές μηχανικών ιδιοτήτων
Αντοχή εφελκυσμού:
Καθαρός χαλκός: ~ 220 MPa
Καθαρό νικέλιο: ~ 400 MPa
Οι ισχυρότεροι ατομικοί δεσμοί του νικελίου και η κρυσταλλική δομή του δίνουν υψηλότερη αντοχή και σκληρότητα.
Εύπλαστο:
Και οι δύο είναι όλκιμοι, αλλά ο χαλκός είναι πιο εύπλαστος (πιο εύκολο να ισοπεδώσει σε φύλλα), ενώ το νικέλιο είναι πιο όλκιμο (ευκολότερο να τραβήξει σε καλώδια), αλλά λιγότερο εύπλαστο λόγω της σκληρότητας του .
3. Πρακτικές συνέπειες
Η απαλότητα του χαλκού: το καθιστά ιδανικό για ηλεκτρική καλωδίωση (εύκολο να λυγίσει και να τερματιστεί), οι υδραυλικές σωλήνες και τα διακοσμητικά στοιχεία . Η απαλότητα του επιτρέπει επίσης να σχηματίζει σφραγίδα σε εξαρτήματα σωλήνων χωρίς υπερβολική δύναμη {}}}
Η σκληρότητα του νικελίου: το καθιστά χρήσιμο για εφαρμογές που απαιτούν αντίσταση φθοράς, όπως επιμετάλλωση σε μέταλλα για την πρόληψη της διάβρωσης ή ως κράμα κράματος για την ενίσχυση άλλων μετάλλων (E . G ., σε κράματα από ανοξείδωτο χάλυβα ή χαλκό-νίκη).
