Il rame ad alta purezza è un metallo morbido, malleabile e duttile con conducibilità termica ed elettrica molto elevata. Una superficie appena esposta di rame puro ha un colore rossastro-arancio. Il rame viene utilizzato come direttore di calore ed elettricità, come materiale da costruzione e come componente di varie leghe di metallo, come l'argento sterling utilizzato in gioielli, Cupronickel utilizzato per produrre hardware e monete marine e Costantan utilizzata nelle calibri di deformazione e nelle termocoppie per la misurazione della temperatura. Il rame ad alta purezza ha la massima resistenza di circa 210 MPa e una resistenza alla snervamento di 33 MPa, che limita la sua usabilità nelle applicazioni industriali. Allo stesso modo per le altre leghe, il rame può essere rafforzato. Il principale meccanismo di rafforzamento è legarsi in leghe a base di Cu.
Leghe di rame sono leghe basate sul rame, in cui gli elementi in lega principali sono Zn, Sn, Si, Al, Ni. Le leghe a base di Cu costituiscono soluzioni solide per lo più sostitutive, per le quali gli atomi di soluto o impurità sostituiscono o sostituiscono gli atomi ospiti. Diverse caratteristiche degli atomi di soluto e solvente determinano il grado in cui il primo si dissolve nel secondo. Questi sono espressi come regole di Hume -Rothery. Ci sono fino a 400 diverse composizioni in lega di rame e rame vagamente raggruppate nelle categorie: rame, lega di rame alte, ottoni, bronzi, nichel di rame, rame -nickel - zinc (argento di nichel), rame piombo e alleche speciali. Inoltre, un numero limitato di leghe di rame può essere rafforzato mediante trattamento termico.; Di conseguenza, per migliorare queste proprietà meccaniche di lavoro a freddo e\/o soluzione solida.
Proprietà del rame
Il rame è un materiale morbido, duro, duttile e malleabile. Queste proprietà rendono il rame estremamente adatto per la formazione del tubo, il disegno del filo, la rotazione e il disegno profondo. Le altre proprietà chiave esibite da Copper e le sue leghe includono:
Eccellente conduttività termica. Il rame ha una valutazione di conducibilità termica più alta del 60% rispetto all'alluminio, quindi è in grado di ridurre meglio i punti caldi termici nei sistemi di cablaggio elettrico. Le conduttività elettriche e termiche dei metalli provengono dal fatto che i loro elettroni esterni sono delocalizzati.
Ottima conducibilità elettrica. La conducibilità del rame è del 97% quella dell'argento. Grazie al suo costo molto più basso e alla maggiore abbondanza, il rame è stato tradizionalmente il materiale standard utilizzato per le applicazioni di trasmissione dell'elettricità. Tuttavia, l'alluminio viene generalmente utilizzato nelle linee elettriche ad alta tensione perché ha circa la metà del peso e un costo inferiore di un cavo di rame di resistenza comparabile. A una data temperatura, le conduttività termiche ed elettriche dei metalli sono proporzionali, ma l'aumento della temperatura aumenta la conduttività termica, riducendo al contempo la conducibilità elettrica. Questo comportamento è quantificato nella legge Wiedemann -Franz.
Buona resistenza alla corrosione. Il rame non reagisce con l'acqua, ma reagisce lentamente con l'ossigeno atmosferico per formare uno strato di ossido di rame nero marrone che, a differenza della ruggine che si forma sul ferro nell'aria umida, protegge il metallo sottostante da ulteriore corrosione (passione). Leghe di nichel di rame, ottone in alluminio e alluminio dimostrano una resistenza superiore alla corrosione dell'acqua salata.
Buona resistenza al biofouling
Buona macchinabilità. È possibile la lavorazione del rame, sebbene le leghe siano preferite per una buona lavorazione nella creazione di parti intricate.
Ritenzione di proprietà meccaniche ed elettriche a temperature criogeniche
Diamagnetico
Usi di leghe di rame e rame
Storicamente, legare il rame con un altro metallo, ad esempio stagno per preparare il bronzo, è stato praticato per la prima volta circa 4000 anni dopo la scoperta della fusione di rame e circa 2000 anni dopo che il "bronzo naturale" era entrato in uso generale. Un'antica civiltà è definita nell'età del bronzo o producendo bronzo calpestando il proprio rame e lega con stagno, arsenico o altri metalli. Le principali applicazioni di rame sono filo elettrico (60%), tetti e impianti idraulici (20%) e macchinari industriali (15%). Il rame viene usato principalmente come metallo puro, ma quando è necessaria una maggiore durezza, viene messo in leghe come ottone e bronzo (5% dell'uso totale). Leghe a base di rame e rame, compresi gli ottoni (Cu-Zn) e i bronzi (Cu-SN), sono ampiamente utilizzate in diverse applicazioni industriali e sociali. Alcuni degli usi comuni per le leghe in ottone includono gioielli in costume, serrature, cerniere, ingranaggi, cuscinetti, involucri di munizioni, radiatori automobilistici, strumenti musicali, imballaggi elettronici e monete. Le leghe e le miscele simili a bronzo, o bronzo, sono stati usati per monete per un periodo più lungo. è ancora ampiamente usato oggi per molle, cuscinetti, boccole, cuscinetti pilota di trasmissione automobilistica e raccordi simili ed è particolarmente comune nei cuscinetti di piccoli motori elettrici. L'ottone e il bronzo sono materiali ingegneristici comuni nell'architettura moderna e utilizzati principalmente per tetti e rivestimenti per la facciata a causa del loro aspetto visivo.
Rame tono elettrolitico (ETP)
Il rame da pitch resistente elettrolitico, UNS C11 0 0 0, è un rame puro (con un massimo dello 0,0355% di impurità) raffinato dal processo di raffinazione elettrolitica ed è il grado più usato del rame in tutto il mondo. L'ETP ha una valutazione minima di conducibilità del 100% IACS e deve essere puro al 99,9%. Ha lo 0,02% allo 0,04% di contenuto di ossigeno (tipico). Il cablaggio elettrico è il mercato più importante per l'industria del rame. Ciò include cablaggi di alimentazione strutturale, cavo di distribuzione dell'alimentazione, filo degli elettrodomestici, cavo di comunicazione, filo automobilistico e cavo e filo a magnete. Circa la metà di tutto il rame estratto viene utilizzata per i conduttori di filo elettrico e cavo. Il rame puro ha la migliore conduttività elettrica e termica di qualsiasi metallo commerciale. La conducibilità del rame è del 97% quella dell'argento. Grazie al suo costo molto più basso e alla maggiore abbondanza, il rame è stato tradizionalmente il materiale standard utilizzato per le applicazioni di trasmissione dell'elettricità.
Ottone
L'ottone è il termine generico per una serie di leghe di zinco di rame. L'ottone può essere assegnato con zinco in diverse proporzioni, il che si traduce in un materiale di proprietà meccaniche, di corrosione e termiche variabili. Le quantità aumentate di zinco forniscono al materiale una migliore resistenza e duttilità. Gli ottoni con un contenuto di rame superiori al 63% sono i più duttili di qualsiasi lega di rame e sono modellati da operazioni complesse di formazione a freddo. L'ottone ha una maggiore malleabilità rispetto al bronzo o allo zinco. Il punto di fusione relativamente basso di ottone e la sua fluidità lo rendono un materiale relativamente facile da lanciare. L'ottone può variare nel colore della superficie dal rosso al giallo a oro all'oro a seconda del contenuto di zinco. Alcuni degli usi comuni per le leghe in ottone includono gioielli in costume, serrature, cerniere, ingranaggi, cuscinetti, giunti per tubi, involucri di munizioni, radiatori automobilistici, strumenti musicali, imballaggi elettronici e monete. L'ottone e il bronzo sono materiali ingegneristici comuni nell'architettura moderna e utilizzati principalmente per tetti e rivestimenti per la facciata a causa del loro aspetto visivo.
Ad esempio, la lega di ottone a cartuccia UNS C26000 (70\/30) proviene dalla serie di ottoni gialli, che ha la più alta duttilità. Gli ottoni a cartuccia sono per lo più a freddo e possono anche essere facilmente lavorati, il che è necessario per realizzare custodie a cartuccia. Può essere utilizzato per nuclei e serbatoi di radiatore, gusci per flash, apparecchi di lampade, chiusure, serrature, cerniere, componenti di munizioni o accessori idraulici.
Bronzo
I bronzi sono una famiglia di leghe a base di rame tradizionalmente legate con stagno, ma possono riferirsi a leghe di rame e altri elementi (ad esempio alluminio, silicio e nichel). I bronzi sono un po 'più forti dei ottoni, ma hanno ancora un alto grado di resistenza alla corrosione. Generalmente vengono utilizzati quando, oltre alla resistenza alla corrosione, sono necessarie buone proprietà di trazione. Ad esempio, il rame di beryllio raggiunge la massima resistenza (a 1.400 MPa) di qualsiasi lega a base di rame.
Storicamente, legare il rame con un altro metallo, ad esempio stagno per preparare il bronzo, è stato praticato per la prima volta circa 4000 anni dopo la scoperta della fusione di rame e circa 2000 anni dopo che il "bronzo naturale" era entrato in uso generale. Un'antica civiltà è definita nell'età del bronzo o producendo bronzo calpestando il proprio rame e lega con stagno, arsenico o altri metalli. Le leghe e le miscele simili a bronzo, o bronzo, sono stati usati per monete per un periodo più lungo. è ancora ampiamente usato oggi per molle, cuscinetti, boccole, cuscinetti pilota di trasmissione automobilistica e raccordi simili ed è particolarmente comune nei cuscinetti di piccoli motori elettrici. L'ottone e il bronzo sono materiali ingegneristici comuni nell'architettura moderna e utilizzati principalmente per tetti e rivestimenti per la facciata a causa del loro aspetto visivo.
