تتمتع سبائك النحاس بخصائص مادية ممتازة ويمكن استخدامها في العديد من السيناريوهات. يعتبر النحاس النقي من أهم المعادن منذ آلاف السنين ، ومن أهم مميزاته على المعادن الأخرى:
موصلية كهربائية جيدة ، موصلية حرارية عالية ، مزيج رائع من القوة واللدونة ، مقاومة التآكل في العديد من البيئات.
توجد أيضًا العديد من خصائص النحاس ، بما في ذلك نفاذية المغناطيسية ، في سبائكه ، وتضيف عناصر صناعة السبائك المختلفة خصائص أخرى مرغوبة. على الرغم من السعر المرتفع نسبيًا للنحاس ، إلا أن سبائكه النحاسية والبرونز والكوبرونيكل لا تزال راسخة في مختلف المجالات ، بما في ذلك الهندسة.
نحاس
إن إضافة الزنك إلى النحاس يزيد من قوة السبيكة وفي نفس الوقت تزيد من اللدونة ، وهي ميزة مهمة للغاية.
10-20 بالمائة من سبائك الزنك معروفة بالمعادن المطلية بالذهب وتستخدم في صناعة المجوهرات وفي إنتاج المبادلات الحرارية ؛ تُعرف سبائك الزنك بنسبة 30 بالمائة باسم نحاس الخرطوشة. أعلى عتبة للزنك في النحاس الأصفر القابل للتشكيل هي حوالي 35 بالمائة.
يمكن أن تؤدي إضافة عناصر صناعة السبائك الأخرى إلى تحسين خصائص النحاس. على سبيل المثال ، يزيد القصدير والألمنيوم من مقاومتهما للتآكل في مياه البحر.
مرحلة واحدة من النحاس
التطبيقات: المجوهرات والأعمال الفنية وأدوات المائدة والآلات الموسيقية والخراطيش. يحتوي النحاس أحادي الطور على نسبة من الزنك تصل إلى 37 في المائة ، والمعروف باسم النحاس ألفا ، وله بنية بلورية موحدة ، وهو أكثر ليونة وأكثر مرونة. هذه الصفات تجعل Alpha Brass مناسبًا للعمل على البارد والرسم والانحناء والعمليات الأخرى.
دوبلكس براس
التطبيقات: المبادلات الحرارية ، المكثفات ، الأجزاء المصنوعة من طاولات التقطيع الأوتوماتيكية ، إلخ. يحتوي النحاس المزدوج على كلا الطورين والمرحلين ، أي كل من هيكل الحبوب وهيكل الحبوب موجودان. يعتبر النحاس المزدوج أقل تكلفة من النحاس أحادي الطور لأنه يستخدم الكثير من الزنك ، كما أنه عرضة للتآكل. يمنحها التركيب الكيميائي قوة وصلابة أكبر ، مما يجعلها مناسبة لعمليات مثل التشكيل الحراري والصب.
البرونز
تنقسم سبائك البرونز إلى فئات مختلفة وفقًا لعناصر السبائك المستخدمة.
البرونز القصدير
التطبيقات: الزنبركات ، الغسالات ، العملات المعدنية ، الحرف اليدوية ، أجزاء المضخات ، المسبوكات المقاومة للضغط ، المحامل ، إلخ. يعتمد تطبيقها على النسبة المئوية للقصدير المستخدم في السبيكة. يبلغ الحد الأقصى لمحتوى القصدير في السبائك المناسبة للعمل البارد حوالي 7 بالمائة ، وتتمتع سبائك النحاس هذه باللدونة الجيدة. يبلغ الحد الأقصى لمحتوى القصدير حوالي 20 في المائة ، من 5 في المائة من القصدير يتغير هيكل السبيكة وبعض المعالجة الحرارية الإضافية مطلوبة مما ينتج عنه بنية مسامية تجعلها أيضًا غير مناسبة لطرق تشكيل أخرى غير سبب الصب. التطبيق الرئيسي لبرونز القصدير المزدوج هو في صناعة المحامل ، هذا الهيكل له توازن جيد ، حيث تضمن مرحلة ألفا مقاومة الصدمات ، بينما يحمل المركب الصلب والهش الحمل ويوفر بعض مقاومة التآكل. يوجد الزنك والرصاص أيضًا في بعض الأحيان في برونز القصدير. أدى الزنك إلى تحسين جودة المسبوكات وجعل السبيكة أرخص أيضًا. عُرف هذا البرونز أيضًا باسم مسدس البرونز لأن البنادق الكبيرة كانت مصنوعة من هذه المادة في الماضي. تساعد كمية صغيرة من الرصاص على تحسين خصائص القطع الميكانيكية للبرونز. محتوى الرصاص في برونز الرصاص المستخدم كمواد محمل مرتفع نسبيًا (25 بالمائة أعلى من Z).
البرونز الألومنيوم
التطبيقات: العملات المعدنية وأجزاء السفن وأجهزة السفن ومحامل الأكمام والمضخات والصمامات والمزيد. برونز الألومنيوم له خصائص مماثلة لبرونز القصدير ، وهو في الغالب أحادي الطور ومناسب للتشكيل على البارد ، ومناسب جدًا لصنع العملات المعدنية ، حيث يكون محتوى الألمنيوم عادةً بين 6-12 بالمائة. يمكن استخدام البرونز الألومنيوم المزدوج كسبائك صب أو للعمل الساخن. يتم استخدام برونز الألومنيوم ، الذي يحتوي على نسبة من الألومنيوم تبلغ حوالي 10 بالمائة ، في صناعة المراوح ، والصمامات ، والمضخات ، وما إلى ذلك.
كوبرونيكل
التطبيقات: العملات المعدنية ، المعدات البحرية ، المعدات الكهربائية ، المبادلات الحرارية ، أنظمة التبريد ، بناء السفن ، إلخ. سبائك النحاس والنيكل قوية ومرنة للغاية. إن إضافة النيكل (عادةً 2-30 بالمائة) إلى النحاس تجعل المعدن مقاومًا للتآكل بدرجة عالية ولديه موصلية كهربائية ممتازة. لا تحتوي سبائك النحاس والنيكل تقريبًا على معامل تمدد حراري عند 40… 50 بالمائة من النيكل ، والمقاومة هي أيضًا الأكبر ، لذلك يتم استخدام Constantan (سبيكة Cu-Ni مع 45 بالمائة من النيكل) للمعدات الكهربائية مع تغيرات كبيرة في درجات الحرارة. تحتوي سبائك النحاس والنيكل المقاومة للتآكل على ما يقرب من 30 في المائة من النيكل ، مع كميات صغيرة من الحديد والمنغنيز ، وهي مستقرة بشكل خاص في المياه المالحة.