Định nghĩa độ dẻo trong hợp kim đồng

1. Định nghĩa độ dẻo trong hợp kim đồng

Độ dẻo đề cập đến khả năng của vật liệubiến dạng dẻo dưới ứng suất kéo mà không bị gãy-cụ thể là khả năng kéo căng thành dây (vẽ) hoặc tạo hình thành các dạng phức tạp (dập, uốn, vẽ sâu) trong khi vẫn giữ được tính toàn vẹn của cấu trúc. Đối với hợp kim đồng, độ dẻo được định lượng bằng hai số liệu chính (theo tiêu chuẩn ASTM E8/E8M):

Độ giãn dài khi đứt (%EL): Phần trăm tăng chiều dài của mẫu thử trước khi đứt (ví dụ: 30% EL có nghĩa là vật liệu giãn ra 30% chiều dài ban đầu của nó).

Giảm diện tích (%RA): Tỷ lệ phần trăm giảm của diện tích mặt cắt ngang tại điểm gãy, biểu thị khả năng "cổ" (mỏng cục bộ) của vật liệu mà không bị gãy.

Độ dẻo có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc vi mô của hợp kim (kích thước hạt, thành phần pha) và trạng thái xử lý:

Ủ (O) tính khí: Độ dẻo cao nhất do xử lý nhiệt làm giảm ứng suất bên trong và tinh chế ngũ cốc.

Tính khí lạnh-làm việc (H): Độ dẻo giảm khi gia công nguội tăng (ví dụ: H24=nửa-cứng, H14=toàn-cứng) do quá trình đông cứng do biến dạng.

Các nguyên tố hợp kim: Hàm lượng kẽm (Zn), thiếc (Sn) hoặc nhôm (Al) thấp thường duy trì độ dẻo; việc bổ sung hợp kim cao hoặc chì (Pb) (để có thể gia công) có thể làm giảm nó một chút.

Lưu ý quan trọng cho sản xuất: Hợp kim đồng dẻo rất quan trọng đối với các quy trình yêu cầu biến dạng dẻo đáng kể (ví dụ: dụng cụ nấu-kéo sâu, dây điện, đầu nối có tem) vì chúng giảm thiểu nguy cơ nứt, rách hoặc đàn hồi.

2. Các loại hợp kim đồng có độ dẻo cao-dùng để kéo/dập

Dưới đây là các loại hợp kim đồng phù hợp nhất cho các ứng dụng kéo (dây, thanh, ống) và dập (tấm, dải), được xếp hạng theo độ dẻo (ủ, O). Tất cả các giá trị đều tuân thủ các tiêu chuẩn ASTM B301 (đồng thau), ASTM B124 (đồng) và ASTM B194 (đồng{4}}niken), với độ giãn dài khi đứt điển hình (%EL) và các trường hợp ứng dụng chính:

Lớp hợp kim	Tên thường gọi	Thành phần hóa học (Điển hình)	Độ giãn dài khi đứt (%EL, được ủ)	Giảm diện tích (%RA, được ủ)	Quy trình được đề xuất	Ưu điểm & ứng dụng chính
C11000	Đồng điện phân cứng (ETP)	99,9% Cu, 0,04% O	35-45%	60-70%	Kéo dây, dập sâu, tạo hình ống	Độ dẻo cao nhất trong số các hợp kim đồng; độ dẫn điện tuyệt vời. Dùng cho dây điện, thanh cái và các bộ phận được kéo sâu-(ví dụ: dụng cụ nấu bằng đồng).
C10200	Oxy-Đồng tự do (OFC)	99,95% Cu,<0.001% O	38-48%	65-75%	Vẽ dây chính xác, dập cực sâu	Độ dẻo và khả năng chống ăn mòn vượt trội (không có hiện tượng giòn do oxy gây ra). Lý tưởng cho các ứng dụng có độ tinh khiết cao: hệ thống dây điện hàng không vũ trụ, vòng đệm chân không và thiết bị y tế.
C26000	Hộp mực bằng đồng thau (70Cu-30Zn)	70% Cu, 30% Zn	30-40%	55-65%	Dập tấm, kéo dây, uốn ống	Cân bằng độ dẻo và sức mạnh; chi phí-hiệu quả. Được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận được đóng dấu (ví dụ: đầu nối, ốc vít), các bộ phận trang trí và ống đồng.
C27000	Đồng thau màu vàng (65Cu-35Zn)	65% Cu, 35% Zn	28-38%	50-60%	Vẽ, dập nông, rèn	Kẽm cao hơn một chút so với C26000; độ dẻo tốt với khả năng gia công được cải thiện. Được sử dụng cho phần cứng, van và giá đỡ được đóng dấu.
C51000	Đồng phốt pho (95Cu-5Sn)	95% Cu, 5% Sn, 0,1% P	25-35%	45-55%	Dập lò xo, vẽ dây	dẻo có độ bền mỏi cao; giữ lại hình dạng sau khi dập. Được sử dụng cho lò xo chính xác, tiếp điểm điện và linh kiện nhạc cụ.
C71500	Đồng-Niken (70Cu-30Ni)	70% Cu, 30% Ni	22-32%	40-50%	Vẽ ống, dập khổ-nặng	Dễ uốn có khả năng chống ăn mòn đặc biệt (nước biển, hóa chất). Được sử dụng cho ống hàng hải, bộ phận trao đổi nhiệt và phần cứng hàng hải được đóng dấu.
C28000	Kim loại Muntz (60Cu-40Zn)	60% Cu, 40% Zn	20-30%	35-45%	Vẽ nóng, tạo hình ống có đường kính lớn{0}}	Độ bền cao hơn C26000 với độ dẻo phù hợp; thích hợp cho các bộ phận kết cấu và bộ phận được đóng dấu -có tải trọng lớn (ví dụ: các phụ kiện thân tàu).

Những cân nhắc quan trọng đối với ngoại thương và sản xuất:

Lựa chọn nhiệt độ: Chỉ định nhiệt độ "ủ (O)" để có độ dẻo tối đa khi kéo/dập. Tránh làm việc ở nhiệt độ nguội-(H24, H14) trừ khi quy trình này yêu cầu cường độ vừa phải và hạn chế biến dạng.

Hạn chế hợp kim: Đồng thau-chứa chì (ví dụ: C36000, %EL=15-20%) có độ dẻo thấp hơn và không được khuyến khích dùng để vẽ sâu-dành riêng cho việc dập hoặc gia công đơn giản.

Chi phí-Lợi ích: C11000/C26000 mang lại sự cân bằng tốt nhất giữa độ dẻo và chi phí cho hầu hết các ứng dụng thương mại; C10200 được ưu tiên sử dụng cho các trường hợp sử dụng nhạy cảm có độ tinh khiết cao hoặc ăn mòn{4}}.

Thông tin này được thiết kế riêng cho mục đích trao đổi kỹ thuật về vật liệu kim loại trong ngoại thương, với thuật ngữ chính xác, tài liệu tham khảo tiêu chuẩn và các chi tiết-tập trung vào ứng dụng nhằm hỗ trợ các yêu cầu của khách hàng, lựa chọn vật liệu và thông số kỹ thuật của đơn đặt hàng.