Klasifikacija i svojstva bakra i legura bakra
Bakar i legure bakra jedna su od glavnih kategorija komercijalnih metala. Nude širok spektar svojstava, uključujući odličnu električnu i toplotnu provodljivost, odličnu otpornost na koroziju, dobru čvrstoću i otpornost na zamor i izgled. Lako se obrađuju, lemljuju i zavaruju.
Izbor bakra i legura bakra
Glavni kriteriji odabira bakra i legura bakra uključuju:
Električna provodljivost: Bakar je najprovodljiviji od inženjerskih metala. Srebro ili drugi elementi se mogu dodati kako bi se povećala čvrstoća, otpornost na omekšavanje ili druga svojstva bez značajnog gubitka provodljivosti.
Toplotna provodljivost: Ovo svojstvo je slično električnoj provodljivosti. Legure bakra su korisne za ovu osobinu, gdje dobra otpornost na koroziju kompenzira povećani gubitak provodljivosti legure.
Boja i izgled: Mnoge legure bakra imaju jedinstvene boje koje se mogu mijenjati kako se predmet vremenski troši. Za većinu legura, lako je pripremiti i održavati površine na visokim standardima čak i pod nepovoljnim uslovima korozije. Mnoge legure se koriste u dekorativnim aplikacijama, bilo u svom prirodnom obliku ili nakon metalne prevlake. Ove legure dolaze u specifičnim bojama, u rasponu od losos roze za bakar, preko žute, zlatne i zelene, do duboko bronzane u vremenskim uslovima. Izlaganje atmosferi stvara zelenu ili bronzanu završnu obradu, a predlegure su dostupne na nekim oblicima proizvoda.
Lakoća izrade: Većina legura se može lako liveti, toplo ili hladno formirati, mašinski obrađivati, spajati, itd. Ove legure su često standard sa kojim se porede drugi metali.
Alloy Properties
Mnoge legure su ojačane čvrstim rastvorom, ali su zasnovane na kristalnoj strukturi bakra i imaju dobru duktilnost. Većina legura može se dodatno ojačati hladnom obradom, čime se povećava vlačna i zamorna čvrstoća uz održavanje korisne duktilnosti. Neke legure mogu biti ojačane disperzijom, a neke se mogu očvrsnuti starenjem do vrlo visokih nivoa čvrstoće.
različite vrste metalnih legura
Bakar je u suštini komercijalno čist bakar, koji je obično veoma mekan i duktilan, sa ukupnim sadržajem nečistoća do oko 0,7%. Ovi materijali se koriste zbog njihove električne i toplinske provodljivosti, otpornosti na koroziju, izgleda i boje, te lakoće obrade. Imaju najveću električnu provodljivost od bilo kojeg inženjerskog metala i vrlo su duktilni, lako se lemljuju i često se zavaruju. Tipične primjene uključuju električne instalacije i armature, sabirnice, izmjenjivače topline, krovove, zidne obloge, vodovodne cijevi, cijevi za zrak i procesnu opremu.
Legure sa visokim sadržajem bakra sadrže male količine raznih legirajućih elemenata kao što su berilijum, hrom, cirkonijum, kalaj, srebro, sumpor ili gvožđe. Ovi elementi mijenjaju jedno ili više osnovnih svojstava bakra, kao što su čvrstoća, otpornost na puzanje, obradivost ili lemljivost. Većina primjena je slična onima gore navedenim za bakar, ali uvjeti primjene su ekstremniji.
Mesing je legura bakra i cinka koja sadrži do 45% cinka, sa mogućim dodatkom malih količina olova za poboljšanje obradivosti i kalaja za čvrstoću. Legure bakra i cinka su jednofazne i sadrže do oko 37% cinka u kovanim uslovima. Monofazne legure imaju odličnu duktilnost i obično se koriste u hladnom obrađenom stanju radi bolje čvrstoće. Legure koje sadrže više od oko 37% cinka su dupleks legure i imaju veću čvrstoću od jednofaznih legura, ali ograničenu duktilnost na sobnoj temperaturi. Dupleks mesing se obično lijeva ili termički obrađuje. Tipična upotreba mesinga je konstrukcija, izvučeni i rotirajući kontejneri i komponente, jezgra i rezervoari radijatora, električni terminali, utikači i rasvjetni elementi, brave, kvake na vratima, natpisne pločice, vodoinstalaterski okovi, pričvršćivači, kertridži, cilindri za pumpne setove.
Bronza je legura bakra i kalaja, plus najmanje jedna od fosfora, aluminijuma, silicijuma, mangana i nikla. Ove legure mogu postići visoku čvrstoću i dobru otpornost na koroziju. Koriste se u oprugama i elementima, kalupima za oblikovanje metala, ležajevima, čaurama, terminalima, kontaktima i konektorima, građevinskim dodacima i karakteristikama. Upotreba livene bronce za statue je dobro poznata.
Bakronikl je legura bakra i nikla, koja sadrži male količine gvožđa, a ponekad i male količine drugih legura kao što su hrom ili kalaj. Legura ima odličnu otpornost na koroziju u vodi i naširoko se koristi u primjenama u morskoj vodi kao što su izmjenjivači topline, kondenzatori, pumpe i cijevni sistemi, te obloge trupa broda.
Nikl srebro sadrži 55 – 65% bakra legiranog niklom i cinkom, a ponekad se dodaje i olovo radi poboljšanja obradivosti. Ove legure su dobile ime po svom izgledu, koji je sličan srebru, iako ne sadrži srebro. Koriste se u nakitu i pločicama s imenima i kao podloge za srebrne pločice (EPNS), kao opruge, zatvarači, kovanice, ključevi i dijelovi fotoaparata.
