Φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του καθαρού χαλκού

1. Πυκνότητα καθαρού χαλκού

Η πυκνότητα του καθαρού χαλκού σε θερμοκρασία δωματίου (20 βαθμοί) είναι μια σταθερή φυσική σταθερά.

Πυκνότητα: 8,96 g/cm³

Ισοδυναμεί με 8960 kg/m³

Αυτή η σχετικά υψηλή πυκνότητα διακρίνει τον χαλκό από ελαφρύτερα μέταλλα όπως το αλουμίνιο και τον καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν βάρος και δομική σταθερότητα. Η πυκνότητα αλλάζει ελαφρώς με τη θερμοκρασία, αλλά η παραπάνω τιμή υιοθετείται παγκοσμίως στη βιομηχανική παραγωγή, τον υπολογισμό υλικών και το εμπόριο.

2. Σημείο τήξης καθαρού χαλκού

Το σημείο τήξης είναι η θερμοκρασία στην οποία ο χαλκός μετατρέπεται από στερεό σε υγρό υπό τυπική ατμοσφαιρική πίεση.

Σημείο τήξης: 1083 βαθμοί (1356,15 K)

Ο καθαρός χαλκός έχει υψηλό σημείο τήξης, που σημαίνει ότι παραμένει σταθερός σε συνθήκες μέτριας προς υψηλή θερμοκρασία και δεν μαλακώνει ή λιώνει εύκολα. Αυτή η ιδιότητα υποστηρίζει τη χρήση της σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, όπως ηλεκτρικά εξαρτήματα, εναλλάκτες θερμότητας και χύτευση.

3. Σκληρότητα Καθαρού Χαλκού

Η σκληρότητα αντανακλά την αντίσταση ενός υλικού σε εσοχές ή γρατσουνιές στην επιφάνεια. Για τον καθαρό χαλκό, η σκληρότητα ποικίλλει ελαφρώς ανάλογα με την κατάστασή του (μαλακός ή σκληρός):

Καθαρός χαλκός με μαλακή ανόπτηση:

Σκληρότητα Brinell (HB): ~ 40–60 HB

Σκληρότητα Rockwell (HRF): ~ 40–50 HRF

Καθαρός χαλκός ψυχρής επεξεργασίας / σκληρής έλξης:

Σκληρότητα Brinell (HB): ~ 80–120 HB

Δεδομένου ότι ο καθαρός χαλκός είναι πολύ μαλακός στην ανόπτηση του, είναι εύκολο να λυγίσει, να τρυπήσει και να επεξεργαστεί. Η ψυχρή επεξεργασία (σχήμα, κύλιση, σφράγιση) αυξάνει τη σκληρότητα αλλά μειώνει την ολκιμότητα.

4. Αντοχή σε εφελκυσμό και επιμήκυνση του καθαρού χαλκού

Η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση είναι βασικές μηχανικές ιδιότητες που καθορίζουν τη μορφοποίηση και τη δομική απόδοση.

(1) Αντοχή σε εφελκυσμό

Καθαρός χαλκός με μαλακή ανόπτηση:

Αντοχή σε εφελκυσμό: ~ 200–250 MPa

Καθαρός χαλκός ψυχρής επεξεργασίας / σκληρής έλξης:

Αντοχή σε εφελκυσμό: ~ 300–400 MPa

(2) Επιμήκυνση (ολκιμότητα)

Η επιμήκυνση μετρά πόσο μπορεί να τεντωθεί ένα υλικό πριν σπάσει.

Καθαρός χαλκός με μαλακή ανόπτηση:

Επιμήκυνση: ~ 40%-50%

Αυτή η εξαιρετικά υψηλή επιμήκυνση σημαίνει ότι ο καθαρός χαλκός μπορεί να τραβηχτεί σε λεπτά σύρματα, να τυλιχτεί σε λεπτά φύλλα ή να τραβήξει βαθιά σε πολύπλοκα σχήματα χωρίς να ραγίσει.

Καθαρός χαλκός κατεργασμένος εν ψυχρώ:

Η επιμήκυνση πέφτει σε ~ 5%-20%

Η υψηλότερη αντοχή έχει το κόστος της μειωμένης ολκιμότητας.