סוגים ומאפיינים של נחושת וסגסוגות נחושת
נחושת היא אחד מחומרי המתכת האל-ברזליים הייצוגיים הדרושים לתעשייה ולחיי היומיום, וישנם סוגים רבים. יש לו היסטוריה ארוכה של שימוש מעשי, והוא נחשף בקבר מצרי כבר בשנת 400 לפני הספירה, מה שהופך אותו לחומר מוכר בשימוש זמן רב במדינות ברחבי העולם. רבות מסגסוגות הנחושת וסגסוגות הנחושת שנמצאות כעת בשימוש מעשי אינן ניתנות להשוואה בסוג ובביצועים בהשוואה לאלו באותה תקופה, אך התכונות הבסיסיות של הנחושת לא השתנו הרבה. התכונות שאין לברזל הן שהופכות את הנחושת לחומר שימושי כל כך.
מאפיינים של נחושת וסגסוגות נחושת
התכונות הטובות ביותר של נחושת הן יכולת העיבוד שלה, מוליכות חשמלית ומוליכות תרמית. כפי שניתן לראות מהדוגמה של חוטי נחושת, לחומר זה יש את המוליכות החשמלית והמוליכות התרמית הגבוהים 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, וזה חלק מהסיבה לכך שאנו רואים נחושת בכל מקום.
בנוסף, יש לו תכונות פרזול חם מעולות, המתאים 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 אינו נשבר גם בטמפרטורות נמוכות במיוחד, מה שהופך אותו לחומר עם שבירות מעולה בטמפרטורה נמוכה. יש לה גם עמידות מצוינת בפני קורוזיה, ומכיוון שמדובר במתכת אצילה, אומרים שהיא עמידה בפני קורוזיה הנגרמת ממגע.
באופן כללי, טמפרטורת השימוש שלהם היא מתחת ל-200 מעלות, וגם אם הם מצוינים בעמידות בחום, 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 במיוחד, כך שניתן להשתמש בו ללא בעיות.
סוגים שונים של חומרי נחושת
לפי סוג, נחושת כוללת נחושת טהורה, פליז, ברונזה, נחושת לבנה, כסף ניקל, נחושת לבנה ונחושת בריליום. בנוסף לנחושת הטהורה, מדובר בסגסוגת נחושת העשויה מנחושת עם אבץ, עופרת, פח, אלומיניום, ניקל וכו' לבד או בשילוב.
בנוסף, בהתאם לשיטת הייצור, הנחושת מתחלקת לשני סוגים: 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 תופסים את רוב הביקוש לנחושת.
סמלי נחושת
גם סמל הסימון (התארכות נחושת) של חומרי נחושת תואם את הסיווגים הללו. נחושת וסגסוגות נחושת כגון C1020 (נחושת נטולת חמצן) מיוצגות על ידי האות C וארבע ספרות בתקן JIS. סדרת 1000 של C1 היא נחושת טהורה או סגסוגות המכילות כמות גדולה של נחושת, והיא קטגוריה הכוללת גם נחושת בריליום C17 ונחושת טיטניום C19. סדרות 2000 כגון C2801, C2700 וכו' הן סגסוגות נחושת Cu-Zn נחושת-אבץ כמו פליז וברונזה אדומה, וסדרות 3000 כגון C3604 הן פליז חיתוך חופשי, ו-Pb מתווסף לשיפור יכולת העיבוד. סדרת 4000 היא פליז ימי מבוסס Cu-Zn בתוספת Sn (פח), סדרת C5000 היא ברונזה זרחנית (סגסוגת Cu-Sn-P), ש-C5191 היא דוגמה טיפוסית שלה, סדרות 6000 כגון C6161, C6191 הן אלומיניום ברונזה, פליז לשסתומי מכשירים, פליז בעל חוזק גבוה, ולסדרת 7000 כגון C7351 יש כסף ניקל ונחושת לבנה (סגסוגת ניקל נחושת). נציג בקצרה את המאפיינים של כל סגסוגת נחושת בדף של כל סגסוגת נחושת.
תכונות פיזיקליות אופייניות של נחושת
נקודת התכה בערך 1084 מעלות
נקודת רתיחה בערך 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 חשמלית 100%IACS
התנגדות (20 מעלות) 1.7241μΩ·ס"מ
מקדם טמפרטורת התנגדות (20 מעלות) 0.00397/מעלה
רגישות מגנטית -0.080x10^-6 cgs יחידה/גרם
