Τα κράματα χαλκού έχουν εξαιρετικές ιδιότητες υλικού και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλά σενάρια. Ο καθαρός χαλκός είναι ένα από τα πιο σημαντικά μέταλλα εδώ και χιλιάδες χρόνια και τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματά του σε σχέση με άλλα μέταλλα είναι:
Πολλές από τις ιδιότητες του χαλκού, συμπεριλαμβανομένου του διαμαγνητισμού, υπάρχουν επίσης στα κράματά του και διάφορα κράματα προσθέτουν άλλες επιθυμητές ιδιότητες. Παρά τη σχετικά υψηλή τιμή του χαλκού, τα κράματά του ορείχαλκος, μπρούτζος και χαλικονικέλιο εξακολουθούν να είναι σταθερά εδραιωμένα σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής.
ορείχαλκος
Η προσθήκη ψευδαργύρου στον χαλκό αυξάνει την αντοχή του κράματος και ταυτόχρονα, αυξάνεται η πλαστικότητά του, κάτι που είναι ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό.
10-20 τοις εκατό τα κράματα ψευδαργύρου είναι γνωστά ως επιχρυσωμένα μέταλλα και χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία κοσμημάτων και στην παραγωγή εναλλάκτη θερμότητας. Το 30 τοις εκατό κράματα ψευδαργύρου είναι γνωστά ως ορείχαλκος φυσιγγίων. Το υψηλότερο όριο για ψευδάργυρο σε διαμορφώσιμο ορείχαλκο είναι περίπου 35 τοις εκατό.
Η προσθήκη άλλων στοιχείων κράματος μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τις ιδιότητες του ορείχαλκου. Για παράδειγμα, ο κασσίτερος και το αλουμίνιο αυξάνουν την αντοχή του στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό.
μονοφασικός ορείχαλκος
Εφαρμογές: Κοσμήματα, έργα τέχνης, επιτραπέζια σκεύη, μουσικά όργανα και φυσίγγια. Ο μονοφασικός ορείχαλκος έχει περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο έως και 37 τοις εκατό, γνωστός ως άλφα ορείχαλκος, έχει ομοιόμορφη κρυσταλλική δομή, είναι πιο μαλακός και είναι πιο όλκιμος. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το Alpha Brass κατάλληλο για ψυχρή επεξεργασία, σχέδιο, κάμψη και άλλες διεργασίες.
Διπλό ορείχαλκο
Εφαρμογές: εναλλάκτες θερμότητας, πυκνωτές, εξαρτήματα από αυτόματα τραπέζια κοπής, κ.λπ. Ο ορείχαλκος διπλής όψης περιέχει και τις δύο και τις φάσεις, δηλαδή υπάρχουν τόσο η δομή των κόκκων όσο και η δομή των κόκκων. Ο ορείχαλκος διπλής όψης είναι λιγότερο ακριβός από τον μονοφασικό ορείχαλκο επειδή χρησιμοποιεί πολύ ψευδάργυρο και είναι επίσης ευαίσθητος στη διάβρωση. Η χημική του σύσταση του προσδίδει μεγαλύτερη αντοχή και σκληρότητα, καθιστώντας το κατάλληλο για διεργασίες όπως η θερμοδιαμόρφωση και η χύτευση.
μπρούντζος
Τα κράματα μπρούτζου χωρίζονται σε διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με τα χρησιμοποιούμενα στοιχεία κράματος.
Κασσίτερος Χάλκινος
Εφαρμογές: ελατήρια, ροδέλες, νομίσματα, χειροτεχνίες, εξαρτήματα αντλίας, χύτευση ανθεκτικά στην πίεση, ρουλεμάν κ.λπ. Η εφαρμογή του εξαρτάται από το ποσοστό του κασσίτερου που χρησιμοποιείται στο κράμα. Η μέγιστη περιεκτικότητα σε κασσίτερο σε κράματα κατάλληλα για ψυχρή επεξεργασία είναι περίπου 7 τοις εκατό και αυτά τα κράματα χαλκού έχουν καλή πλαστικότητα. Η μέγιστη περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι περίπου 20 τοις εκατό, από 5 τοις εκατό κασσίτερου αλλάζει η δομή του κράματος και απαιτείται κάποια πρόσθετη θερμική επεξεργασία που οδηγεί σε μια πορώδη δομή που τα καθιστά επίσης ακατάλληλα για άλλες μεθόδους διαμόρφωσης εκτός από τη χύτευση. Η κύρια εφαρμογή του μπρούτζου διπλού κασσίτερου είναι στη βιομηχανία ρουλεμάν, αυτή η δομή έχει καλή ισορροπία, όπου η φάση άλφα εξασφαλίζει την αντοχή στην κρούση, ενώ η σκληρή και εύθραυστη ένωση μεταφέρει το φορτίο και παρέχει κάποια αντοχή στη φθορά. Ο ψευδάργυρος και ο μόλυβδος υπάρχουν επίσης μερικές φορές στον μπρούτζο κασσίτερου. Ο ψευδάργυρος βελτίωσε την ποιότητα των χυτών και επίσης έκανε το κράμα φθηνότερο. Αυτός ο μπρούτζος ήταν επίσης γνωστός ως μπρούντζος όπλων, επειδή στο παρελθόν κατασκευάζονταν μεγάλα όπλα από αυτό το υλικό. Μια μικρή ποσότητα μολύβδου βοηθά στη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων κοπής του μπρούτζου. Η περιεκτικότητα σε μόλυβδο στον μπρούντζο μολύβδου που χρησιμοποιείται ως υλικό έδρασης είναι σχετικά υψηλή (25 τοις εκατό υψηλότερη από το Ζ).
Αλουμίνιο Μπρούτζος
Εφαρμογές: νομίσματα, εξαρτήματα πλοίων, εξοπλισμός πλοίων, ρουλεμάν χιτώνων, αντλίες, βαλβίδες και άλλα. Ο μπρούτζος αλουμινίου έχει παρόμοιες ιδιότητες με τον μπρούτζο από κασσίτερο, κυρίως μονοφασικός και κατάλληλος για ψυχρή διαμόρφωση, πολύ κατάλληλος για την κατασκευή νομισμάτων, όπου η περιεκτικότητα σε αλουμίνιο είναι συνήθως μεταξύ 6-12 τοις εκατό . Οι μπρούτζοι αλουμινίου διπλής όψης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κράματα χύτευσης ή για θερμή επεξεργασία. Ο μπρούτζος αλουμινίου, με περιεκτικότητα σε αλουμίνιο περίπου 10 τοις εκατό, χρησιμοποιείται για την κατασκευή ελίκων, βαλβίδων, αντλιών κ.λπ.
Κουρονικέλιο
Εφαρμογές: νομίσματα, ναυτιλιακός εξοπλισμός, ηλεκτρικός εξοπλισμός, εναλλάκτες θερμότητας, συστήματα ψύξης, ναυπηγική βιομηχανία κ.λπ. Τα κράματα χαλκού-νικελίου είναι ισχυρά και εξαιρετικά ελατά. Η προσθήκη νικελίου (συνήθως 2-30 τοις εκατό ) στον χαλκό καθιστά το μέταλλο εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση και έχει εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το κράμα χαλκού-νικελίου δεν έχει σχεδόν κανένα συντελεστή θερμικής διαστολής στο 40…50 τοις εκατό νικέλιο και η αντίσταση είναι επίσης η μεγαλύτερη, επομένως το Constantan (κράμα Cu-Ni με 45 τοις εκατό νικέλιο) χρησιμοποιείται για ηλεκτρικό εξοπλισμό με μεγάλες αλλαγές θερμοκρασίας. Τα ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα χαλκού-νικελίου περιέχουν περίπου 30 τοις εκατό νικέλιο, με μικρές ποσότητες σιδήρου και μαγγανίου, και είναι ιδιαίτερα σταθερά στο αλμυρό νερό.