أسرار سبائك النحاس: 15 سرًا غير معروف

تعريف وخصائص النحاس البسيط، وتأثير محتوى الزنك المختلف على أداء النحاس.

النحاس البسيط، المعروف أيضًا باسم النحاس العادي، عبارة عن سبيكة ثنائية من النحاس والزنك. بشكل عام، النحاس البسيط الذي يحتوي على نسبة أعلى من الزنك يتمتع بقوة أعلى ولكن بمرونة منخفضة نسبيًا. في التطبيقات الصناعية، لا يزيد محتوى الزنك في النحاس عمومًا عن 45%، لأن محتوى الزنك المرتفع جدًا سيؤدي إلى هشاشة السبيكة وسيقل الأداء. يمكن الحصول على نحاس ذو خواص ميكانيكية مختلفة عن طريق تغيير محتوى الزنك في النحاس. على سبيل المثال، لا يمكن معالجة النحاس الذي يحتوي على نسبة زنك تزيد عن 46% إلى 50% تحت الضغط بسبب خصائصه الصلبة والهشة.

مزيج متعدد السبائك من النحاس الخاص، مما يؤدي إلى تغييرات في الأداء ناتجة عن عناصر مختلفة.

من أجل تحسين أداء النحاس، أدخل المهندسون عناصر صناعة السبائك الأخرى، مما أدى إلى تشكيل نحاس خاص. تشمل عناصر صناعة السبائك شائعة الاستخدام السيليكون والألومنيوم والقصدير والرصاص والمنغنيز والحديد والنيكل.

• الألومنيوم: يمكن أن تؤدي إضافة الألومنيوم إلى تحسين قوة الخضوع ومقاومة التآكل للنحاس، على الرغم من أنها ستقلل قليلاً من اللدونة. يُظهر النحاس الذي يحتوي على ما لا يزيد عن 4% من الألومنيوم خصائص شاملة ممتازة ومناسب للمعالجة والصب.
• القصدير: يمكن أن يؤدي إضافة 1% من القصدير إلى تحسين قدرة النحاس بشكل كبير على مقاومة مياه البحر والتآكل في الغلاف الجوي البحري، لذلك يُعرف باسم "النحاس البحري"؛ يمكن للقصدير أيضًا تحسين أداء قطع النحاس.
• الرصاص: الغرض الرئيسي من إضافة الرصاص إلى النحاس هو تحسين أداء القطع وتحسين مقاومة التآكل، والرصاص له تأثير ضئيل على قوة النحاس.
• المنغنيز: يُظهر نحاس المنغنيز خواص ميكانيكية جيدة، وثباتًا حراريًا ومقاومة للتآكل، كما أن إضافة الألومنيوم يمكن أن يزيد من تحسين خصائصه لإنشاء صب سطح أملس.
• السيليكون: يمكن للسيليكون تحسين الخواص الميكانيكية بشكل كبير، ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل للنحاس. يتمتع نحاس السيليكون بخصائص صب جيدة ويمكن لحامه وقطعه. تستخدم بشكل رئيسي في تصنيع قطع غيار السفن والآلات الكيميائية.
• الحديد: إضافة الحديد إلى النحاس وإضافة كمية صغيرة من المنغنيز يمكن أن يحسن درجة حرارة إعادة تبلور النحاس وصقل الحبوب، وتحسين الخواص الميكانيكية، وجعل النحاس يتمتع بصلابة عالية، ومقاومة التآكل ومقاومة ممتازة للتآكل في الغلاف الجوي ومياه البحر، لذلك يمكن استخدام نحاس الحديد في تصنيع الأجزاء التي تتعرض للاحتكاك والتآكل بمياه البحر.
• النيكل: يمكن للنيكل زيادة درجة حرارة إعادة تبلور النحاس وصقل حبيباته، وتحسين الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل، وتقليل ميل التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. يتمتع نحاس النيكل بخصائص معالجة حرارية جيدة ويستخدم على نطاق واسع في صناعة بناء السفن وصناعة تصنيع المحركات.

تنوع تركيب النحاس والزنك متعدد الأوجه وبنسب مختلفة.

النحاس العادي ليس مادة واحدة، ولكنه عبارة عن سبيكة من النحاس والزنك بنسب مختلفة، مما يمنحه مجموعة متنوعة من الخصائص. إن الجمع بين النحاس والزنك بنسب مختلفة يجعل النحاس العادي يُظهر مجموعة متنوعة من التغييرات في الأداء ويصبح مادة لا غنى عنها في المجال الهندسي.

الخصائص وطرق المعالجة المناسبة للنحاس أحادي الطور وثنائي الطور.

عندما يكون محتوى الزنك في النحاس أقل من 39%، فإن السبيكة تقدم بنية أحادية الطور وتسمى النحاس أحادي الطور. يتمتع هذا النوع من النحاس بمرونة ممتازة ومناسب لمعالجة الضغط الساخن والبارد. عندما يتجاوز محتوى الزنك 39%، ستحتوي السبيكة على محلول صلب أحادي الطور ومحلول صلب قائم على النحاس والزنك، يُعرف باسم النحاس ثنائي الطور. يتميز النحاس ثنائي الطور بمرونة أقل ولكن بقوة شد أعلى وبالتالي فهو مناسب لمعالجة الضغط الساخن. يمكن للمهندسين اختيار النوع المناسب من النحاس العادي لاحتياجاتهم الخاصة.

تمثيل الكود للنحاس العادي.

يتم تمثيل النحاس العادي على شكل "رقم H +"، حيث يمثل "H" النحاس والرقم التالي يمثل الجزء الكتلي من النحاس. على سبيل المثال، يمثل H68 النحاس الأصفر الذي يحتوي على 68% نحاس و32% زنك. بالنسبة للنحاس المصبوب، عادة ما يتم إضافة الحرف "Z" قبل التعيين، مثل ZH62. تساعد هذه التسميات البسيطة والواضحة المهندسين على تحديد المواد التي يحتاجونها بسرعة.

التمايز التطبيقي للتشوه البارد ومعالجة التشوه الساخن.

في الهندسة، يلعب النحاس العادي دورًا رئيسيًا في عمليات التصنيع المختلفة. في ظل الظروف العادية، يكون النحاس أحادي الطور مناسبًا لمعالجة التشوه البارد، في حين أن النحاس ثنائي الطور مناسب لمعالجة التشوه الساخن. يعكس هذا التمييز تنوع النحاس الشائع ويضمن اختيار وتطبيق المواد لتلبية الاحتياجات الهندسية المختلفة.

مجموعة واسعة من التطبيقات.

إن التنوع والخصائص الممتازة للنحاس العادي تجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات. وفي الهندسة الكهربائية، يتم استخدامه لصنع أسلاك وكابلات ولوحات دوائر فعالة، مما يضمن النقل الفعال للإشارات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، يلعب النحاس العادي دورًا مهمًا في الصناعة التحويلية، حيث تتم معالجته إلى مجموعة متنوعة من الأجزاء والموصلات، من صناعة السيارات إلى قطاع البناء، ويلعب النحاس العادي دورًا أساسيًا.

مزايا الأداء، مثل السعر، والقوة العالية والصلابة، واللدونة الجيدة، وما إلى ذلك.

سبائك النحاس H59 كعضو في عائلة النحاس، والسعر قريب من الناس، وهي واحدة من مزاياها الهامة. إنه يؤدي أداءً جيدًا من حيث القوة والصلابة، ويمكنه تحمل القوى الخارجية الكبيرة، وله مرونة جيدة، ولا يزال بإمكانه تحمل معالجة الضغط بشكل جيد في الحالة الساخنة. وهذا يجعل النحاس H59 لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في التصنيع الصناعي وإكسسوارات الأجهزة والمجالات الأخرى. على سبيل المثال، في تصنيع أجزاء الآلات وأجزاء اللحام ومنتجات النحاس المختلفة، يمكن للنحاس H59 أن يلعب مزايا أدائه الفريدة.

عدم وجود مقاومة للتآكل وطرق الرفع.

مقاومة التآكل للنحاس H59 متوسطة، وهي أقل قليلاً من مقاومة بعض السبائك المتقدمة. ومع ذلك، من خلال تدابير المعالجة السطحية المعقولة، يمكن تحسين مقاومتها للتآكل بشكل فعال. مثل الجلفنة أو الطلاء بالنيكل أو الطلاء المضاد للتآكل، يمكن لهذه الطرق أن تجعل النحاس H59 مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. على الرغم من أن مقاومة التآكل ليست أقوى نقاطها، إلا أن النحاس H59 يعد خيارًا فعالاً من حيث التكلفة في العديد من البيئات غير المسببة للتآكل الشديد، نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة.

على النقيض من النحاس H62.

هناك العديد من أوجه التشابه في الأداء بين النحاس H59 والنحاس H62، مثل أداء التصنيع الجيد وبعض المقاومة للتآكل. ولكن هناك أيضًا اختلافات كبيرة بين الاثنين، حيث يحتوي النحاس H62 بشكل عام على محتوى نحاس أعلى، مما يجعله يُظهر موصلية كهربائية وحرارية أفضل في بعض النواحي، ولكن القوة والصلابة قد تنخفض قليلاً. من حيث التركيب الكيميائي، يتراوح محتوى النحاس في نحاس H59 بين 57.0% و60.0%، ومحتوى الزنك أعلى. متوسط ​​محتوى النحاس من النحاس H62 يصل إلى 62%، ومحتوى الزنك فائض. في مجال التطبيق، غالبًا ما يستخدم النحاس H59 في أجزاء الآلات وأجزاء اللحام ومنتجات النحاس المزخرفة بسبب قوته العالية وصلابته العالية؛ بسبب اللدونة والمتانة الجيدة، يتم استخدام النحاس H62 على نطاق واسع في الأجزاء التي تحتاج إلى الثني، مثل وصلات أنابيب المياه والمشعات وما إلى ذلك. من حيث أداء العملية، فإن صب النحاس H59، والقطع، واللحام، ومعالجة الضغط الساخن، ومعالجة الضغط البارد ليست كلمة؛ على الرغم من أن النحاس H62 لديه أيضًا هذه التقنيات الجيدة، إلا أنه من المرجح أن ينتج هشاشة ساخنة أثناء الضغط الساخن، ويجب التحكم بدقة في درجة حرارة المعالجة.

خصائص ميكانيكية جيدة ومقاومة للتآكل.

يُظهر النحاس H90 وH96، كسبائك نحاسية شائعة، خصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة للتآكل. يحتوي النحاس H90 على نسبة عالية من النحاس، وله توصيل كهربائي وحراري جيد، وغالبًا ما يستخدم في تصنيع الاتصالات الكهربائية ومواد العزل الكهربائي والأجزاء الموصلة. تتميز بخصائص ميكانيكية ممتازة وخصائص معالجة الضغط، وقوة أعلى قليلاً، وأداء جيد لمعالجة السطح، ويمكن أن تكون مطلية بالذهب ومطلية بالمينا، وهي المادة الرئيسية لقذيفة الرصاصة. يتمتع النحاس H90 بوظيفة ميكانيكية متميزة ومقاومة للتآكل، ويمكنه تحمل معالجة الضغط الساخن والبارد، وطلاء بسيط من القصدير، يستخدم بشكل رئيسي في مواد الأنابيب الساخنة والباردة للرادياتير وحزام موجة الرادياتير. يحتوي النحاس H96 على نسبة عالية من الزنك، وله قابلية معالجة جيدة ومقاومة للتآكل، وغالبًا ما يستخدم في تصنيع الأجزاء الميكانيكية والصمامات والأنابيب والمسامير. يتمتع النحاس H96 بخصائص ميكانيكية ممتازة، قوة الشد &ge؛340 ميجا باسكال، قوة الخضوع &ge؛180 ميجا باسكال، الاستطالة &ge؛30%، الصلابة 75-100 HB. في الوقت نفسه، يتمتع النحاس H96 أيضًا بخصائص فيزيائية جيدة، مثل التوصيل الكهربائي والحراري الجيد، والتوصيل الكهربائي لحوالي 28٪ IACS، والتوصيل الحراري لحوالي 120 واط / م · K. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع النحاس H96 بمقاومة جيدة للتآكل، خاصة في بيئات الغلاف الجوي والمياه العذبة. يتمتع النحاس H90 وH96 بخصائص جيدة من اللدونة والمعالجة، ويمكن معالجته إلى أشكال مختلفة من الأجزاء عن طريق الحدادة والسحب على البارد والدرفلة وغيرها من العمليات، وهو مناسب للتشغيل الآلي المعقد والتصنيع الدقيق. يمكنها العمل بثبات في البيئات الرطبة أو الحمضية أو القلوية لفترة طويلة، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية والتآكل والتعب، وهي مناسبة لمجموعة متنوعة من بيئات العمل القاسية.

مجالات التطبيق المختلفة، غالبا ما يستخدم H90 في المجال الكهربائي، ويستخدم H96 في التصنيع الميكانيكي وما إلى ذلك.

غالبًا ما يستخدم النحاس H90 في المجال الكهربائي بسبب موصليته الكهربائية والحرارية الجيدة. على سبيل المثال، صناعة الاتصالات الكهربائية ومواد العزل الكهربائي والأجزاء الموصلة. غالبًا ما يستخدم النحاس H96 في مجال التصنيع الميكانيكي بسبب قابليته للمعالجة الجيدة ومقاومته للتآكل. تُستخدم قضبان سبائك النحاس H96، نظرًا لقوتها العالية وليونتها، بشكل شائع في تصنيع الأجزاء الميكانيكية والتروس والمسامير والأجزاء الأخرى التي تتطلب مقاومة التآكل. أنابيب سبائك النحاس H96 بسبب الموصلية الكهربائية الجيدة ومقاومة التآكل، تستخدم على نطاق واسع في تكييف الهواء والثلاجات وغيرها من أنظمة أنابيب معدات التبريد، ولكنها تستخدم أيضًا في بناء السفن والمعدات الكيميائية. تُستخدم شرائح سبائك النحاس H96 بشكل شائع في تصنيع المكونات الإلكترونية والموصلات والأجزاء الزخرفية. تُستخدم ألواح سبائك النحاس H96 في تصنيع الأدوات والألواح الزخرفية والأجزاء الميكانيكية المختلفة.

تركيبة مفصلة، ​​بما في ذلك نطاق محتوى النحاس والزنك وكمية صغيرة من الشوائب.

المكونات الرئيسية للنحاس H96 هي النحاس (Cu) والزنك (Zn)، حيث يبلغ محتوى النحاس 95.0%-97.0%، ومحتوى الزنك 2.0%-4.0%. كما أنه يحتوي على كمية صغيرة من الشوائب، مثل الرصاص (Pb)، والحديد (Fe)، والألومنيوم (Al)، وما إلى ذلك، ومحتواه بشكل عام أقل من 0.1٪.

الخواص الميكانيكية والخواص الفيزيائية ومعلمات مقاومة التآكل.

من حيث الخواص الميكانيكية، يتمتع النحاس H96 بخصائص ممتازة. قوة الشد ≥340 ميجا باسكال، قوة الخضوع ≥180 ميجا باسكال، الاستطالة ≥30%، الصلابة 75-100 HB. من حيث الخصائص الفيزيائية، يتمتع النحاس H96 بموصلية كهربائية وحرارية جيدة، مع موصلية تبلغ حوالي 28٪ IACS وموصلية حرارية تبلغ حوالي 120 واط / م · K. مقاومة جيدة للتآكل، خاصة في بيئات الغلاف الجوي والمياه العذبة.

تطبيق أشكال مختلفة في مختلف الصناعات.

• تُستخدم قضبان سبائك النحاس H96، نظرًا لقوتها العالية وليونتها، بشكل شائع في تصنيع الأجزاء الميكانيكية والتروس والمسامير والأجزاء الأخرى التي تتطلب مقاومة التآكل. يتراوح نطاق القطر القياسي عادةً بين 3 مم و100 مم، ويمكن تخصيص الطول حسب الطلب.
• أنابيب سبائك النحاس H96 بسبب الموصلية الكهربائية الجيدة ومقاومة التآكل، تستخدم على نطاق واسع في تكييف الهواء والثلاجات وغيرها من أنظمة أنابيب معدات التبريد، ولكنها تستخدم أيضًا في بناء السفن والمعدات الكيميائية. تتراوح الأقطار القياسية من 6 مم إلى 200 مم.
• تُستخدم شرائح سبائك النحاس H96 بشكل شائع في تصنيع المكونات الإلكترونية والموصلات والأجزاء الزخرفية. يتراوح السمك القياسي من 0.1 مم إلى 3 مم، ويمكن تخصيص العرض وفقًا للمتطلبات.
• تُستخدم ألواح سبائك النحاس H96 في تصنيع الأدوات والألواح الزخرفية والأجزاء الميكانيكية المختلفة. يتراوح السمك القياسي من 0.2 مم إلى 10 مم، ويمكن تخصيص العرض والطول وفقًا لمتطلبات العملاء.

تتمتع سبائك النحاس بقيمة بيئية كبيرة، خاصة من حيث قابليتها لإعادة التدوير. باعتباره مادة سبائكية، يمكن إعادة تدوير النحاس بعد استخدامه لتقليل هدر الموارد وتقليل العبء على البيئة.

إن إعادة تدوير وإعادة استخدام نفايات النحاس لا تتوافق فقط مع السعي إلى حماية البيئة في المجتمع الحديث، ولكنها توفر أيضًا دعمًا قويًا للتنمية المستدامة. يمكن أن تمر نفايات النحاس الأصفر بسلسلة من عمليات المعالجة، مثل التجميع والتصنيف، ومعالجة التنظيف، والسحق والسحق، ومعالجة الفصل، والصهر وغيرها من الخطوات لتحقيق إعادة تدوير الموارد.

في مرحلة التجميع والتصنيف، يتم جمع النفايات التي تحتوي على النحاس مثل الأجزاء الميكانيكية القديمة والمعدات الإلكترونية وتحديد الأنواع المختلفة لسبائك النحاس. يمكن أن تؤدي معالجة التنظيف إلى إزالة الأوساخ والشحوم والشوائب الأخرى على سطح النحاس والتحضير للمعالجة اللاحقة. يتم تكسير وسحق المادة النحاسية إلى قطع صغيرة لسهولة فصلها والتعامل معها. من خلال طرق الفصل المناسبة، مثل الفصل المغناطيسي، والتعويم، والتحليل الطيفي، وما إلى ذلك، يمكن فصل مادة النحاس عن الشوائب الأخرى والمعادن المختلفة. وأخيرًا، يتم إرسال المادة النحاسية إلى المصهر لصهرها في درجة حرارة عالية لإزالة الشوائب والحصول على سبيكة النحاس المعاد تدويرها.

بالنسبة لمواد سبائك النحاس المستردة، من الضروري أيضًا إجراء تحليل التركيب واختبار الجودة للتأكد من أنها تلبي معايير إعادة الاستخدام. اعتمادًا على الطلب في السوق، يمكن إعادة استخدام هذه السبائك النحاسية المعاد تدويرها لإنتاج منتجات نحاسية جديدة، وتشكيل دورة مغلقة وتقليل الاعتماد على الموارد الطبيعية.

وفي الختام، فإن قابلية إعادة تدوير سبائك النحاس تجعلها تلعب دورا هاما في حماية البيئة، والمساهمة في بناء مجتمع مستدام.

مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا والتطوير المستمر لمختلف الصناعات، ستستمر مجالات الأداء والتطبيق لسبائك النحاس في التوسع، مما يوفر فرصًا جديدة للمستقبل.

فيما يتعلق بالتكنولوجيا، مع التقدم المستمر في أبحاث وتطوير المواد الجديدة، سيتم تحسين أداء سبائك النحاس بشكل أكبر. على سبيل المثال، من خلال إضافة عناصر صناعة السبائك المختلفة، يمكن تحسين القوة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل وغيرها من خصائص النحاس لتلبية احتياجات نطاق أوسع من التطبيقات. وفي الوقت نفسه، سيؤدي تحسين عملية الإنتاج وتطوير التصنيع الذكي إلى تحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج لسبائك النحاس وتقليل تكاليف الإنتاج.

في مجال التطبيق، مع التطوير المستمر لصناعة السيارات والتصنيع الميكانيكي والمعدات الإلكترونية وغيرها من الصناعات، سيستمر الطلب على سبائك النحاس عالية القوة المقاومة للتآكل في النمو. على سبيل المثال، في صناعة السيارات، مع تزايد الطلب على المركبات خفيفة الوزن وتوفير الطاقة وخفض الانبعاثات، سيستمر تطبيق سبائك النحاس عالية القوة المقاومة للتآكل في مجال قطع غيار السيارات في التوسع. في صناعة المعدات الإلكترونية، مع تسريع استبدال المعدات الإلكترونية، سيستمر الطلب على سبائك النحاس ذات التوصيل الكهربائي والحراري الجيد في النمو.

بالإضافة إلى ذلك، مع تعزيز سياسات حماية البيئة وتحسين متطلبات المستهلك لحماية البيئة، فإن عملية إنتاج سبائك النحاس ستولي المزيد من الاهتمام لحماية البيئة وتوفير الطاقة. على سبيل المثال، استخدام الطاقة النظيفة، والحد من انبعاثات النفايات وغيرها من تقنيات الإنتاج الأخضر سوف تصبح اتجاها هاما للتنمية في صناعة سبائك النحاس في المستقبل.

باختصار، مستقبل سبائك النحاس واعد، والتوسع المستمر في مجالات الأداء والتطبيق سيجلب فرصًا وتحديات جديدة لمختلف الصناعات.