סוגים ומאפיינים של נחושת וסגסוגות נחושת
נחושת היא אחד מחומרי המתכת הלא ברזליים הייצוגיים הנחוצים לתעשייה וחיי היומיום, עם סוגים רבים. להיסטוריה המעשית שלה יש היסטוריה ארוכה, לאחר שנחשפה בקברים מצריים כבר בשנת 400 לפני הספירה, מה שהופך אותו לחומר מוכר שכבר זמן רב נעשה בו שימוש במדינות ברחבי העולם. הסוגים והמאפיינים של נחושת וסגסוגות נחושת רבות שנמצאים כעת בשימוש מעשי אינם ניתנים להשוואה לאלו באותה תקופה, אך התכונות הבסיסיות של הנחושת לא השתנו הרבה. ישנן תכונות שאין לברזל שהופכות את הנחושת לחומר שימושי כל כך.
מאפיינים של נחושת וסגסוגות נחושת
התכונות הטובות ביותר של נחושת הן יכולת העבודה שלה, מוליכות חשמלית ומוליכות תרמית. כפי שניתן לראות מהדוגמה של חוטי נחושת, לחומר זה יש את המוליכות החשמלית והתרמית הגבוהה ביותר אחרי כסף והוא משמש בחלקי חשמל רבים, מנועים, חיווט ומעגלים.
אומרים שאחת הסיבות לכך שנחושת נמצאת בשימוש נרחב מאז ימי קדם היא שקל לעבד אותה. זוהי מתכת ייצוגית בעלת משיכות מעולה וקלה לביצוע עיבוד פלסטי כגון גלגול ושחול. לנחושת יש גם משטח גימור יפה ומגיע במגוון צבעים, וזו חלק מהסיבה שאנו רואים אותה בכל מקום.
בנוסף, יש לו ביצועי פרזול חם מעולים והוא מתאים לעיבוד מוצרים מורכבים. יש לו גם תכונות קפיצים מצוינות ומשתמש בסגסוגות נחושת בעלות חוזק עייפות גבוה כגון נחושת בריליום וברונזה זרחנית. בניגוד לחומרי פלדה, המבנה שלו לא ייהרס גם בטמפרטורות נמוכות במיוחד, מה שהופך אותו לחומר עם פריכות מעולה בטמפרטורה נמוכה. יש לה גם עמידות מצוינת בפני קורוזיה, ומכיוון שמדובר במתכת יקרה, אומרים שהיא עמידה בפני קורוזיה ממגע.
באופן כללי, טמפרטורת השימוש שלהם היא מתחת ל-200 מעלות, ואפילו עם עמידות בחום מעולה, טמפרטורת השימוש המקסימלית היא סביב 250 מעלות עד 300 מעלות. יש כמה סגסוגות נחושת, כגון נחושת לבנה, שניתן להשתמש בהן בטמפרטורות מעל 400 מעלות. מצד שני, הוא אינו הופך שביר בטמפרטורות נמוכות מאוד ולכן ניתן להשתמש בו ללא בעיות.
כל מיני חומרי נחושת
לפי סוג, נחושת כוללת נחושת טהורה, פליז, ברונזה, קופרוניקל, כסף ניקל, קופרוניקל ונחושת בריליום. בנוסף לנחושת הטהורה, מדובר בסגסוגת נחושת המורכבת מנחושת ואבץ, עופרת, פח, אלומיניום, ניקל וכו' לבד או בשילוב.
בנוסף, ישנם שני סוגים של נחושת בהתאם לשיטת הייצור: מוצרי נחושת מגולגלים ומוצרי יצוק. למעשה, כמעט 90% ממוצרי הנחושת נחשבים למוצרי נחושת מגולגלים. פליז הוא גם החומר הנפוץ ביותר בקרב סגסוגות נחושת, ונחושת ופליז טהורים אמורים להוות את רוב הביקוש לנחושת.
סמל נחושת
סמל הייצוג לחומרי נחושת (התארכות נחושת) תואם גם את הסיווגים הללו. נחושת וסגסוגות נחושת כגון C1020 (נחושת נטולת חמצן) מיוצגות על ידי האות C ומספר ארבע ספרות בתקן JIS. סדרת 1000 של C1 היא נחושת טהורה או סגסוגת המכילה כמות גדולה של נחושת, והיא קטגוריה הכוללת גם נחושת בריליום C17 ונחושת טיטניום C19. סדרת 2000 כגון C2801, C2700 וכו' הן סגסוגות נחושת נחושת-אבץ Cu-Zn כגון פליז וברונזה אדומה, וסדרת 3000 כגון C3604 הן פליז חיתוך חופשי, עם Pb נוסף לשיפור יכולת העיבוד. סדרת 4000 היא פליז צי מבוסס Cu-Zn בתוספת Sn (פח), סדרת C5000 היא ברונזה זרחנית (סגסוגת Cu-Sn-P), ש-C5191 היא דוגמה טיפוסית לה, וסדרת 6000 כגון C6161 ו-C6191 הם אלומיניום ברונזה, המשמשים לשסתומי כלי נגינה פליז, פליז חוזק גבוה, C7351 וסדרות 7000 אחרות זמינות בניקל כסף ונחושת לבנה (סגסוגת נחושת ניקל). נתאר בקצרה את המאפיינים של כל סגסוגת נחושת בעמוד שלה.
תכונות פיזיקליות אופייניות של נחושת
נקודת התכה: בערך 1084 מעלות
נקודת רתיחה: כ-2360 מעלות
חום סגולי (20 מעלות) 385J/kg· מעלות
צפיפות 8.96 גרם/סמ"ק (20 מעלות)
מודול אלסטי אורכי (מודול יאנג) 117.7kN/mm2
מקדם התפשטות תרמית (20-100 מעלות) 16.8x10-6/מעלה
מוליכות 100%IACS
התנגדות (20 מעלות) 1.7241μΩ·ס"מ
מקדם התנגדות טמפרטורה (20 מעלות) 0.00397/מעלה
רגישות מגנטית -0.080x10 ^-6 cgs יחידה/גרם
