Composició química i puresa del 99,97% de coure lliure d'oxigen T1{2}
| Element | Requisit | Valor típic |
|---|---|---|
| Superior o igual al 99,97% | 99.98-99.99% | |
| Oxigen (O) | Menor o igual a 0,002% (20 ppm) | <15 ppm |
| Fòsfor (P) | Menor o igual a 0,002% | <0.001% |
| Ferro (Fe) | Menor o igual al 0,004% | <0.002% |
| Plom (Pb) | Menor o igual al 0,003% | <0.001% |
| Antimoni (Sb) | Menor o igual a 0,002% | <0.001% |
| Arsènic (As) | Menor o igual a 0,002% | <0.001% |
| Bismut (Bi) | Menor o igual al 0,001% | <0.0005% |
| Total d'impureses (excepte l'oxigen) | Menor o igual al 0,03% | <0.02% |
Cada 0,01% d'impureses redueix la conductivitat elèctrica i tèrmica. La diferència del 0,07% entre T1 (99,97%) i T2 (99,90%) es tradueix en una conductivitat aproximadament un 1% més alta i una soldabilitat significativament millor.
Conductivitat elèctrica del coure T1 d'alta -puresa en IACS
El coure T1 té una conductivitat elèctrica superior o igual al 101% IACS a 20 graus.
| Propietat elèctrica | |
|---|---|
| Conductivitat (% IACS) | Superior o igual al 101% |
| Resistència a 20 graus (Ω·mm²/m) | Menor o igual a 0,01707 |
| Conductivitat a 100 graus | ~95% IACS |
| Conductivitat a 200 graus | ~85% IACS |
Com es compara T1 amb altres graus:
| Grau | Conductivitat (% IACS) | Diferència |
|---|---|---|
| T1 coure | Superior o igual al 101% | Línia de base |
| coure T2 | Superior o igual al 100% | -1% |
| ASTM C10200 | Superior o igual al 100% | -1% |
| ASTM C11000 | 100% | -1% |
| Plata pura | 105% | +4% |
| Alumini 6061 | 61% | -40% |
Per a una barra que transporta 1000 amperes, T1 genera aproximadament un 1% menys de calor que C11000. Per a la majoria d'aplicacions, aquesta diferència és insignificant. Per a sistemes crítics-de commutació d'alta corrent o d'eficiència-, és un avantatge real.
Conductivitat tèrmica i transferència de calor del grau de coure lliure d'oxigen{0}
El coure T1 té una conductivitat tèrmica d'aproximadament 391 W/(m·K) a 20 graus.
| Propietat tèrmica | Valor |
|---|---|
| Conductivitat tèrmica a 20 graus | ~391 W/(m·K) |
| Conductivitat tèrmica a 100 graus | ~385 W/(m·K) |
| Conductivitat tèrmica a 200 graus | ~375 W/(m·K) |
| Difusivitat tèrmica | ~115 mm²/s |
| Capacitat calorífica específica | 0.385 J/(g·K) |
Com es compara T1 amb altres materials:
| Material | Conductivitat tèrmica (W/(m·K)) |
|---|---|
| T1 coure | ~391 |
| Plata | 429 |
| coure T2 | ~385 |
| ASTM C11000 | ~385 |
| Alumini 6061 | 167 |
| Llautó 70/30 | 120 |
| Acer inoxidable 304 | 15 |
Aplicacions on el rendiment tèrmic és important:Bescanviadors de calor, plaques de refrigeració, dissipadors de calor LED, refrigeració d'electrònica de potència, línies de transferència criogènica i nuclis de radiadors.
Resistència a la tracció i propietats mecàniques
Condició recoberta (tou) - més habitual per a la conformació i estampació:
| Propietat | Valor |
|---|---|
| Resistència a la tracció | 200 - 250 MPa (29 - 36 ksi) |
| Límit de rendiment (compensació del 0,2%) | 40 - 60 MPa (6 - 9 ksi) |
| Elongació (en 50 mm) | Superior o igual al 30% |
| Duresa (Vickers, HV) | 40 - 60 |
| Duresa (Rockwell F) | 40 - 55 |
Mitja-condició dura - força moderada amb certa conformabilitat:
| Propietat | Valor |
|---|---|
| Resistència a la tracció | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Límit de rendiment (compensació del 0,2%) | 150 - 200 MPa (22 - 29 ksi) |
| Elongació (en 50 mm) | 10% - 20% |
| Duresa (Vickers, HV) | 70 - 90 |
Estat dur (totalment dur) - resistència màxima, ductilitat mínima:
| Propietat | Valor |
|---|---|
| Resistència a la tracció | 300 - 360 MPa (44 - 52 ksi) |
| Límit de rendiment (compensació del 0,2%) | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Elongació (en 50 mm) | 2% - 6% |
| Duresa (Vickers, HV) | 90 - 110 |
Com triar el temperament adequat:
| Si necessites... | Tria... |
|---|---|
| Embutit profund, estampació complexa, corbes ajustades | Recuit |
| Fabricació general, conformació moderada | Mitja-duro |
| Contactes de molla, barres estructurals, màxima rigidesa | Dur |
T1 Coure Propietats físiques
| Propietat física | Valor |
|---|---|
| Densitat a 20 graus | 8,94 g/cm³ (0,323 lb/in³) |
| Punt de fusió | 1083 graus (1981 graus F) |
| Capacitat calorífica específica a 20 graus | 0.385 J/(g·K) |
| Coeficient d'expansió tèrmica (20-300 graus) | 17.0 × 10⁻⁶ /K |
| Mòdul d'elasticitat (mòdul de Young) | 115 - 130 GPa (16.7 - 18.9 msi) |
| Mòdul de rigidesa (mòdul de cisalla) | 44 - 48 GPa |
| Ratio de Poisson | 0.34 - 0.35 |
| Resistivitat elèctrica a 20 graus | Menor o igual a 0,01707 Ω·mm²/m |
| Difusivitat tèrmica | ~115 mm²/s |
Implicacions pràctiques:
Densitat 8,94 g/cm³:Un full d'1m x 1m x 1mm pesa 8,94 kg. Utilitzeu-ho per a càlculs estructurals i d'enviament.
Punt de fusió 1083 graus:Molt per sobre de les temperatures de soldadura (600-800 graus) i temperatures de soldadura (200-400 graus). Sense risc de fondre's durant la unió.
Expansió tèrmica 17 ppm/K:Una barra colectora d'1 m de llarg escalfada de 20 graus a 80 graus s'expandeix aproximadament 1 mm. Tingueu en compte això en els sistemes de muntatge.
Especificacions de soldabilitat i unió per al coure T1
El coure T1 té una excel·lent soldabilitat a causa del seu baix contingut d'oxigen.
| Mètode d'unió | Idoneïtat | Notes |
|---|---|---|
| Soldadura TIG | Excel·lent | No cal flux, soldadures netes, sense porositat |
| Soldadura MIG | Excel·lent | Utilitzeu filferro de farciment desoxidat (ERCu) |
| Soldadura per resistència | Excel·lent | Resultats consistents, sense problemes d'oxidació |
| Soldadura | Excel·lent | Flueix bé, articulacions fortes |
| Soldadura | Excel·lent | Fàcil de mullar, enllaços forts |
| Unió mecànica | Excel·lent | Els cargols, els reblons i els enganxats funcionen |
Paràmetres de soldadura TIG recomanats per a xapa de coure T1:
| Gruix | Mida de tungstè | Amperatge (DCEN) | Vareta de farciment |
|---|---|---|---|
| 1 mm | 1,6 mm | 80-120 A | ERCu |
| 2 mm | 2,4 mm | 150-200 A | ERCu |
| 3 mm | 3,2 mm | 220-280 A | ERCu |
| 5 mm | 4,0 mm | 300-400 A | ERCu |
Per què T1 solda millor que T2 o C11000:Aquests graus contenen 200-500 ppm d'oxigen. Durant la soldadura, l'oxigen reacciona amb l'hidrogen per formar vapor d'aigua, creant porositat a la soldadura. La T1 gairebé no té oxigen, per tant, no té porositat, ni fragilitat, ni esquerdament.
Rendiment criogènic del coure t1 a baixes temperatures
El coure T1 té un rendiment excel·lent a temperatures criogèniques i no té una transició dúctil-a-fràgil.
Conductivitat a temperatures criogèniques:
| Temperatura | Conductivitat (% IACS) | Notes |
|---|---|---|
| 20 graus (temperatura ambient) | Superior o igual al 101% | Línia de base |
| -196 graus (nitrogen líquid) | ~300% | Augmenta espectacularment |
| -269 graus (heli líquid) | ~500% | Prop del màxim teòric |
Propietats mecàniques a temperatures criogèniques:
| Temperatura | Resistència a la tracció | Elongació |
|---|---|---|
| 20 graus | 200-250 MPa | Superior o igual al 30% |
| -196 graus | ~400 MPa | ~40% |
| -269 graus | ~500 MPa | ~30% |
Per què es prefereix T1 per als sistemes criogènics:
Sense transició dúctil-a-fràgil (a diferència de l'acer)
La força augmenta a mesura que baixa la temperatura
La ductilitat es manté alta
La conductivitat tèrmica esdevé extremadament alta
Sense fragilitat per impureses (la puresa importa a baixes temperatures)
Aplicacions:Línies de transferència de nitrogen líquid, línies de transferència d'heli líquid, components de criostat, capçals freds per a criorefrigeradors, corretges tèrmiques, suports d'imants superconductors, instruments basats en l'espai-.
Resistència a la corrosió del 99,97% de coure pur T1 en diversos entorns
El coure T1 té una excel·lent resistència a la corrosió en molts entorns comuns.
| Medi ambient | Resistència a la corrosió | Notes |
|---|---|---|
| Atmosfèric (rural) | Excel·lent | Forma pàtina protectora |
| Atmosfèric (industrial) | Bé | Les formes de pàtina, poden ser més fosques |
| Atmosfèric (marí) | Just a bo | Pot fossar en esprai de sal |
| Aigua fresca | Excel·lent | Segur per a aigua potable |
| Aigua destil·lada | Bé | Índex de corrosió molt baix |
| Aigua de mar | Fira | Possible picadura i erosió |
| Solucions salines neutres | Bé | Similar a l'aigua dolça |
| Àcids no-oxidants | Fira | Depèn de la concentració |
| Àcids oxidants (nítric, sulfúric concentrat) | Pobre | No recomanat |
| Amoníac i compostos d'amoni | Pobre | Provoca esquerdes per corrosió per tensió |
Taxes de corrosió de referència:
En ambient rural:<0.001 mm/year
En atmosfera industrial: 0,001-0,005 mm/any
En aigua dolça: 0,002-0,005 mm/any
A l'aigua de mar: 0,01-0,05 mm/any (amb risc de picades)
Toleràncies dimensionals per GB/T 5231 per a xapa i vareta de coure t1
Toleràncies de gruix de xapa i placa (recuit):
| Gruix (mm) | Tolerància (± mm) |
|---|---|
| 0.1 - 0.5 | 0.02 - 0.05 |
| 0.5 - 1.0 | 0.05 - 0.08 |
| 1.0 - 2.0 | 0.08 - 0.12 |
| 2.0 - 5.0 | 0.12 - 0.20 |
| 5.0 - 10.0 | 0.20 - 0.30 |
| 10.0 - 20.0 | 0.30 - 0.50 |
| 20.0 - 50.0 | 0.50 - 1.00 |
Toleràncies del diàmetre de la vareta rodona:
| Diàmetre (mm) | Tolerància (± mm) |
|---|---|
| 1 - 10 | 0.03 - 0.08 |
| 10 - 30 | 0.08 - 0.15 |
| 30 - 60 | 0.15 - 0.25 |
| 60 - 100 | 0.25 - 0.40 |
Toleràncies d'amplada de tira (vora de tall):
| Amplada (mm) | Tolerància (± mm) |
|---|---|
| Fins a 100 | 0.10 - 0.20 |
| 100 - 300 | 0.20 - 0.40 |
| 300 - 600 | 0.40 - 0.80 |
T1 VS T2 Coure
| Propietat | T1 Coure | T2 Coure | ASTM C10200 | ASTM C11000 |
|---|---|---|---|---|
| Cu mínim (%) | 99.97 | 99.90 | 99.95 | 99.90 |
| Contingut d'oxigen (ppm) | <20 | 200-500 | <20 | 200-500 |
| Sense oxigen-? | Sí | No | Sí | No |
| Conductivitat (% IACS) | Major o igual a 101 | Major o igual a 100 | Major o igual a 100 | 100 |
| Conductivitat tèrmica (W/m·K) | ~391 | ~385 | ~391 | ~385 |
| Resistència a la tracció recuit (MPa) | 200-250 | 200-250 | 200-250 | 200-250 |
| Elongació recuit (%) | Major o igual a 30 | Major o igual a 30 | Major o igual a 30 | Major o igual a 30 |
| Soldabilitat | Excel·lent | Fira | Excel·lent | Pobre |
| Risc de fragilitat per hidrogen | Cap | Alt | Cap | Alt |
| Molt baix | Moderat | Molt baix | Moderat | |
| Preu relatiu | Més alt | Abaix | El més alt | Baixa |
Guia de selecció ràpida:
| Si necessites... | Tria... |
|---|---|
| Coure-sense oxigen | T1 o C10200 |
| Màxima conductivitat | T1 |
| Soldabilitat | T1 o C10200 |
| Cost més baix per a ús general | T2 o C11000 |
| Material certificat -ASTM | C10200 o C11000 |
| Material xinès a bon preu | T1 per a exigents, T2 per a generals |
PMF
1. Quina és la conductivitat elèctrica del coure T1?
El coure T1 té una conductivitat elèctrica superior o igual al 101% IACS a 20 graus. És més alt que el coure electrolític C11000 estàndard (100% IACS) i és comparable a altres coures lliures d'oxigen-. L'alta conductivitat prové del 99,97% de puresa i dels nivells d'impureses extremadament baixos.
2. Quina és la conductivitat tèrmica del coure T1?
El coure T1 té una conductivitat tèrmica d'aproximadament 391 W/(m·K) a 20 graus. Aquest és un dels valors més alts entre els metalls d'enginyeria, només per darrere de la plata. Com a comparació, l'alumini 6061 és de 167 W/(m·K) i l'acer inoxidable 304 és de 15 W/(m·K).
3. Quina és la resistència a la tracció del coure T1?
La resistència a la tracció depèn del tremp. El T1 recuit té 200-250 MPa (29-36 ksi). El semidur té 250-300 MPa (36-44 ksi). Dur (complet dur) té 300-360 MPa (44-52 ksi). La majoria de làmines i tires T1 es subministren recuits tret que s'especifiqui el contrari.
4. El coure T1 és magnètic?
No, el coure T1 no és magnètic. El coure és diamagnètic, és a dir, és molt feblement repel·lit pels camps magnètics. A efectes pràctics, el coure T1 no és-magnètic i es pot utilitzar en màquines de ressonància magnètica, equips electrònics sensibles i qualsevol aplicació on els materials magnètics estiguin prohibits.
5. Quin és el punt de fusió del coure T1?
El coure T1 es fon a 1083 graus (1981 graus F). Això és estàndard per al coure pur. El punt de fusió està molt per sobre de les temperatures de soldadura (600-800 graus) i les temperatures de soldadura (200-400 graus), de manera que no hi ha risc de fusió durant els processos normals d'unió.
6. Quina és la densitat del coure T1?
El coure T1 té una densitat de 8,94 g/cm³ a 20 graus (0,323 lb/in³). Un full d'1m x 1m x 1mm pesa 8,94 kg. Una vareta d'1 m de llarg i 10 mm de diàmetre pesa uns 0,7 kg. Utilitzeu aquests números per als càlculs d'enviament i el disseny estructural.
7. El coure T1 es pot tractar tèrmicament?
No, el coure pur com el T1 no es pot tractar tèrmicament per reforçar-lo. A diferència d'acer o aliatges d'alumini, el coure pur no respon al tractament tèrmic. La resistència només s'aconsegueix mitjançant el treball en fred (laminació, estirat). El recuit suavitza el material eliminant els efectes del treball en fred.
8. Quina és la duresa del coure T1?
La duresa depèn del temperament. El recuit T1 té una duresa Vickers de 40-60 HV. Mitjà dur és 70-90 HV. Dur (complet dur) és de 90-110 HV. Com a referència, el recuit T1 és molt suau i es pot ratllar amb una ungla. Hard T1 és significativament més rígid però encara es pot mecanitzar.
9. El coure T1 es corroeix?
El coure T1 té una excel·lent resistència a la corrosió en aire, aigua dolça i solucions de sal neutre. Forma una pàtina protectora amb el temps. No obstant això, es corroeix en àcids oxidants forts (àcid nítric, àcid sulfúric concentrat), solucions d'amoníac i aigua de mar (risc de picades). Per a la majoria d'aplicacions elèctriques interiors, la corrosió no és una preocupació.
10. Quin és el mòdul d'elasticitat del coure T1?
El mòdul d'elasticitat (mòdul de Young) del coure T1 és de 115-130 GPa (16,7-18,9 msi). Això és estàndard per a tots els graus de coure. És aproximadament un terç del mòdul de l'acer (200 GPa), és a dir, el coure és aproximadament tres vegades més flexible que l'acer amb la mateixa càrrega.
11. Quin és el coeficient d'expansió tèrmica del coure T1?
El coure T1 té un coeficient d'expansió tèrmica de 17,0 × 10⁻⁶ /K entre 20 i 300 graus. Això significa que una barra de coure d'1 m de llarg s'expandeix 0,017 mm per cada augment de temperatura d'1 grau. Per a una barra d'1 m de calefacció de 20 graus a 80 graus, l'expansió és d'uns 1 mm. Tingueu sempre en compte l'expansió tèrmica en llargs recorreguts de barres.
