Стандартна мідь ETP є чудовим електро- та теплопровідником, але вона м’яка та швидко руйнується в двох дуже різних середовищах: тривале тепло та швидка-морська вода. Інженери, які стикаються з будь-якою з цих умов, зазвичай обирають між двома спеціалізованими матеріалами, які часто плутають один з одним: хром-цирконій, мідь і мідь-нікель 90/10. Вони не є взаємозамінними, і використання одного там, де належить іншому, є гарантовано ранньою невдачею.
Два абсолютно різних режими відмови
Перший вид відмови - розм'якшення. Чистий мідний наконечник-електрода для точкового зварювання починає розм’якшуватися приблизно при 200 °C. При перевищенні цієї температури наконечник починає рости, втрачає свій профіль і прилипає до заготовки, тому зварні шви стають нерівними, і електрод потрібно заправляти або замінювати. Відповідь сплаву полягає в тому, щоб підвищити температуру, при якій матеріал рекристалізується.
Другим типом відмови є ерозія-корозія. Коли морська вода прокачується через мідну трубку, турбулентність постійно знімає захисний поверхневий шар. Чиста мідь витримує швидкість потоку значно менше 1 м/с, перш ніж втрати металу прискоряться; відповіддю на сплав є хімія, яка відновлює власну захисну плівку під час експлуатації.
C18150 Хром-цирконій-мідь: жаростійкий-варіант
C18150 додає до міді невелику кількість хрому та цирконію. Два елементи утворюють дрібні осади, які закріплюють структуру зерен, так що рекристалізація підштовхується до набагато вищої температури. Тому сплав зберігає свою твердість навіть у гарячому стані.
| Власність | Типове значення | Інженерне значення |
|---|---|---|
| Температура розм'якшення | близько 525 градусів Цельсія | Твердість зберігається при зварюванні |
| Електропровідність | близько 80% IACS | Сильний струм без-самонагрівання |
| Твердість | 75-83 HRB | Витримує силу електродів |
| Магнітна поведінка | Не-магнітний | Безпечний для інструментів і зварювальних середовищ |
Типовими застосуваннями є ковпачки для-резистивного зварювання та тримачі електродів, контакти в-температурному обладнанні, -деталі розподільних пристроїв із високим{2}}струмом і компоненти двигуна, які відчувають високий тепловий потік. Якістю керує один практичний момент: ковпаки повинні бути виготовлені з кованого, тягненого або кованого матеріалу. Литий брусок дешевший, але має більш грубу структуру і меншу твердість, а також раніше виходить з ладу в експлуатації. Чистота поверхні також має значення, тому що окалини та забруднення підвищують контактний опір і знижують ефективну провідність наконечника.
C70600 Мідь-нікель 90/10: варіант морської води
C70600, також позначається як CuNi 90/10, містить приблизно 10% нікелю з навмисним додаванням заліза та марганцю. У морській воді він утворює складну, -самовідновлювану оксидну плівку, яка залишається незмінною навіть там, де потік є турбулентним, тому він є основним матеріалом для морських трубопроводів і теплообмінників.
| Пункт | Типове значення | коментар |
|---|---|---|
| Нікель | 9.0-11.0% | Основний легуючий елемент |
| Залізо | 1.0-1.8% | Необхідний для стійкості до ерозії-корозії |
| Марганець | 1,0% макс | Покращує здатність до лиття та стабільність плівки |
| Електропровідність | близько 10-12% IACS | Достатній для тонко{0}}теплопередачі |
| Допуск до швидкості морської води | приблизно до 3,5 м/с | Проти значно менше 1 м/с для звичайної міді |
Особливої уваги заслуговує вміст заліза. Міжнародні стандарти труб вимагають приблизно 1,0-1,8% заліза, а без нього захисна плівка набагато менш стабільна, а стійкість до ерозії-корозії різко падає. Труби та фітинги зазвичай замовляються відповідно до ASTM B111/B111M, а для європейських і японських проектів використовуються стандарти EN 12451 і JIS H3300. Типовими сферами застосування є лінії забору та зливу морської води з суден, системи пожежогасіння-офшорних платформ, труби опріснювальної установки, труби конденсатора та теплообмінника, водяні камери та гальмівні трубки.
Порівняння--поряд
| Особливість | C18150 (CrZrCu) | C70600 (CuNi 90/10) |
|---|---|---|
| Основна сила в обслуговуванні | Стійкий до розм'якшення при високій температурі | Стійкий до ерозії морською водою-корозії |
| Електропровідність | близько 80% IACS | близько 10-12% IACS |
| Температура розм'якшення | близько 525 градусів Цельсія | Не використовується як матеріал твердості |
| Продуктивність морської води | бідний; легуючі елементи не створюють захисної плівки | відмінно; оксидна плівка, що самовідновлюється |
| Магнітний | немає | Ні для 90/10; клас 70/30 дуже слабко магнітний |
| колір | Червонувата мідь | Сріблясто-білий |
| Типове обслуговування | Зварювальні електроди, гарячі контакти, -деталі під високим струмом | Морські трубопроводи, конденсатори, опріснення |
Правила відбору та перевірки
Вибирайте за типом відмови, а не лише за провідністю. Якщо деталь повинна витримати багаторазове нагрівання зварюванням, візьміть C18150; якщо він повинен вижити в морській воді, візьміть C70600.
Не змушуйте один матеріал виконувати роботу іншого. Наконечник мідно-нікелевого електрода розм’якшиться та деформується під навантаженням зварювання, а хромо-цирконієва трубка зазнає швидкої ерозії-корозії в лінії морської води.
Перевіряйте хімію на кожній тічці. Хром і цирконій повинні бути в межах зазначеного діапазону для C18150, а залізо має бути в діапазоні 1,0-1,8% для C70600.
Перевірте форму продукту, а також оцінку. Зварювальні ковпаки мають бути кованими, а не литими, а труби мають постачатися разом із звітом про випробування на вихрові-струми та гідростатичні чи пневматичні випробування, якщо це можливо.
Перевірте розміри відповідно до креслення або стандарту труби, включно з допуском на товщину стінки, який контролює як номінальний тиск, так і ефективність-теплопередачі.
FAQ
З: Чи можна використовувати C18150 у морській воді?
Ні. Хром-цирконієва мідь не створює захисної оксидної плівки, яку утворюють мідно-нікелеві сплави, тому вона швидко кородує в проточній морській воді. C70600 є правильним вибором для цього середовища.
З: Чи можна використовувати C70600 як зварювальний електрод?
Ні. Його температура розм’якшення та твердість надто низькі для контактного-зварювання, і він деформувався б під дією сили електрода протягом короткого виробничого циклу.
З: Чому вміст заліза в C70600 так важливий?
Залізо стабілізує захисну поверхневу плівку, яка протистоїть ерозії-корозії. Труби, виготовлені без зазначеного діапазону заліза, можуть значно втратити свою стійкість до морської води, тому залізо потрібно перевіряти спектрометрично, а не припускати.
З: Що означає "температура розм'якшення" для C18150?
Це температура, при якій сплав починає втрачати твердість через рекристалізацію. Для C18150 це приблизно 525 °C у порівнянні з приблизно 200 °C для чистої міді, тому він витримує повторювані цикли зварювання.
З: Які стандарти застосовуються?
Мідно-нікелеві трубки зазвичай замовляють відповідно до ASTM B111/B111M, EN 12451 або JIS H3300, тоді як електродна та контактна мідь визначається хімічним складом і твердістю відповідно до специфікацій відповідних стрижнів і стрижнів.
Питання: чи є будь-який сплав магнітним?
Ні C18150, ні C70600 не є магнітними за нормального використання. Лише сорт міді-нікелю 70/30 демонструє дуже слабку магнітну поведінку.
