Bakır ve bakır alaşımlarının çeşitleri ve özellikleri
Bakır, endüstri ve günlük yaşam için gerekli olan temsili demir dışı metal malzemelerden biridir ve birçok türü vardır. Uzun bir pratik kullanım geçmişine sahiptir ve MÖ 400 kadar erken bir tarihte bir Mısır mezarında ortaya çıkarılmıştır, bu da onu dünyanın dört bir yanındaki ülkelerde uzun süre kullanılan bilindik bir malzeme haline getirir. Günümüzde pratik kullanımda olan bakır ve bakır alaşımlarının çoğu, o zamankilerle karşılaştırıldığında tip ve performans açısından kıyaslanamaz, ancak bakırın temel özellikleri çok fazla değişmemiştir. Bakırı bu kadar kullanışlı bir malzeme yapan şey, demirin sahip olmadığı özelliklerdir.
Bakır ve Bakır Alaşımlarının Özellikleri
Bakırın en iyi özellikleri işlenebilirliği, elektriksel iletkenliği ve termal iletkenliğidir. Bakır tel örneğinden görülebileceği gibi, bu malzeme gümüşten sonra en yüksek elektriksel iletkenliğe ve termal iletkenliğe sahiptir ve birçok elektrikli parça, motor, kablolama ve devre kartında kullanılır.
Bakırın antik çağlardan beri yaygın olarak kullanılmasının nedenlerinden birinin işlenmesinin kolay olması olduğu söylenir. Mükemmel sünekliğe sahip temsili bir metaldir ve haddeleme ve ekstrüzyon gibi plastik işlemlerin gerçekleştirilmesi kolaydır. Bakır ayrıca güzel bir yüzey kalitesine sahiptir ve çeşitli renklerde gelir, bu da bakırı her yerde görmemizin nedenlerinden biridir.
Ayrıca, karmaşık ürünlerin işlenmesi için uygun olan mükemmel sıcak dövme özelliklerine sahiptir. Ayrıca mükemmel yay özelliklerine sahiptir ve berilyum bakır ve fosfor bronz gibi yüksek yorulma dayanımına sahip bakır alaşımları kullanır. Çelik malzemelerin aksine, yapısı son derece düşük sıcaklıklarda bile kırılmaz ve bu da onu mükemmel düşük sıcaklık kırılganlığına sahip bir malzeme yapar. Ayrıca mükemmel korozyon direncine sahiptir ve asil bir metal olduğundan, temastan kaynaklanan korozyona karşı dirençli olduğu söylenir.
Genel olarak kullanım sıcaklıkları 200 derecenin altındadır ve ısıya dayanıklılıkları mükemmel olsa bile, maksimum kullanım sıcaklıkları 250 derece ile 300 derece arasındadır. Beyaz bakır gibi 400 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda kullanılabilen bazı bakır alaşımları vardır. Öte yandan, aşırı düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelmez, bu nedenle herhangi bir sorun olmadan kullanılabilir.
Çeşitli bakır malzeme türleri
Türüne göre bakır, saf bakır, pirinç, bronz, beyaz bakır, nikel gümüş, beyaz bakır ve berilyum bakırını içerir. Saf bakıra ek olarak, bakırın çinko, kurşun, kalay, alüminyum, nikel vb. ile tek başına veya kombinasyon halinde yaptığı bir bakır alaşımıdır.
Ayrıca, üretim yöntemine bağlı olarak bakır iki türe ayrılır: haddelenmiş bakır ürünleri ve döküm ürünleri. Aslında, bakır ürünlerinin yaklaşık %90'ı haddelenmiş bakır ürünleri olarak kabul edilir. Pirinç ayrıca bakır alaşımları arasında en yaygın kullanılan malzemedir ve saf bakır ve pirincin bakır talebinin çoğunluğunu oluşturduğu söylenir.
Bakır Sembolleri
Bakır malzemelerin notasyon sembolü (bakır uzaması) de bu sınıflandırmalara uymaktadır. C1020 (oksijensiz bakır) gibi bakır ve bakır alaşımları JIS standardında C harfi ve dört rakamla temsil edilir. C1'in 1000 serisi saf bakır veya büyük miktarda bakır içeren alaşımlardır ve C17 berilyum bakır ve C19 titanyum bakırı da içeren bir kategoridir. C2801, C2700 vb. gibi 2000 serisi pirinç ve kırmızı bronz gibi bakır-çinko Cu-Zn bakır alaşımlarıdır ve C3604 gibi 3000 serisi serbest kesim pirinçleridir ve işlenebilirliği iyileştirmek için Pb eklenir. 4000 serisi, Sn (kalay) eklenmiş Cu-Zn bazlı deniz pirinçleridir, C5000 serisi, C5191'in tipik bir örneği olduğu fosfor bronzudur (Cu-Sn-P alaşımı), C6161, C6191 gibi 6000 serisi, alüminyum bronz, alet valfleri için pirinç, yüksek mukavemetli pirinçtir ve C7351 gibi 7000 serisi, nikel gümüş ve beyaz bakır (bakır nikel alaşımı) içerir. Her bakır alaşımının özelliklerini her bakır alaşımının sayfasında kısaca tanıtacağız.
Bakırın tipik fiziksel özellikleri
Erime noktası yaklaşık 1084 derece
Kaynama noktası yaklaşık 2360 derece
Özgül ısı (20 derece) 385J/kg· derece
Yoğunluk 8,96 g/cm3 (20 derece)
Boyuna elastik modülü (Young modülü) 117,7 kN/mm2
Isıl genleşme katsayısı (20-100 derece) 16,8x10-6 / derece
Elektriksel iletkenlik %100 IACS
Direnç (20 derece) 1.7241μΩ·cm
Direnç sıcaklık katsayısı (20 derece) 0,00397/ derece
Manyetik duyarlılık -0.080x10 ^-6 cgs birim/gram
Bakırın türleri ve sınıflandırmaları (haddelenmiş bakır ürünleri)
Üretim yöntemine göre bakır, kabaca haddelenmiş bakır ürünleri ve döküm ürünleri olarak ayrılabilir, bunlar arasında haddelenmiş bakır ürünleri aşağıdaki kategorilere ayrılabilir. Haddelenmiş bakır, levha, şerit, çubuk, tel, boru, bara vb. şeklinde mevcuttur.
Saf bakır
Oksijensiz bakır, sert bakır ve deoksidasyon bakır vardır ve bu üç tür arasındaki fark, üretim yöntemi nedeniyle içerdikleri oksijen miktarıdır. Bakır %99,9'dan daha fazla saflığa sahiptir ve mükemmel elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir, ancak gücü diğer metallerden daha zayıftır.
Yüksek bakır alaşımları
Berilyum bakır, titanyum bakır, zirkonyum bakır, kalay içeren bakır, demir içeren bakır ve Corson alaşımları gibi yüksek bakır içerikli alaşımlar, bakırın doğal yüksek elektriksel ve termal iletkenliğinden önemli ölçüde ödün vermeden mukavemeti artırır. Ancak, mekanik özellikleri iyileştirmek için eklenen elementlerin miktarı artar ve sonuç olarak elektriksel iletkenlik azalma eğilimindedir. Bazıları 685N/mm2'den daha yüksek mukavemetlere sahipken, diğerleri yüksek yeniden kristalleşme mukavemetine ve mükemmel ısı direncine sahiptir.
Pirinç (Sarı Pirinç)
Pirinç (pirinç olarak da bilinir) en yaygın kullanılan bakır olarak bilinir. Kırmızı bronz, patlayıcı pirinç, 73 pirinç, 64 pirinç, 65:35 pirinç, serbest kesim pirinç, donanma pirinç, amirallik pirinç, alüminyum pirinç, yüksek dayanımlı pirinç vb. vardır. Taban bakır-çinko alaşımıdır. Daha sonra her malzemeyi benzersiz kılmak için Pb, Sn, Al vb. eklenir.
Bronz
Cu-Sn bakır alaşımı olan "kalay bronzu", az miktarda "fosfor" (P) eklenmiş "fosfor bronzu", serbest kesim fosfor bronzu, alüminyum bronzu vb. bulunmaktadır.
Bakır-nikel alaşımları
Bakır-nikel alaşımları arasında beyaz bakır, beyaz bakır, nikel gümüşü, hızlı kesilen nikel gümüşü vb. yer alır. Yukarıdaki "beyaz" kelimesinden de kolayca tahmin edebileceğiniz gibi bunlar beyaz bakır alaşımlarıdır.
