Composizione chimica e purezza del rame privo di ossigeno T1-al 99,97%.
| Elemento | Requisito | Valore tipico |
|---|---|---|
| Rame (Cu) | Maggiore o uguale al 99,97% | 99.98-99.99% |
| Ossigeno (O) | Inferiore o uguale a 0,002% (20 ppm) | <15 ppm |
| Fosforo (P) | Inferiore o uguale allo 0,002% | <0.001% |
| Ferro (Fe) | Inferiore o uguale allo 0,004% | <0.002% |
| Piombo (Pb) | Inferiore o uguale allo 0,003% | <0.001% |
| Antimonio (Sb) | Inferiore o uguale allo 0,002% | <0.001% |
| Arsenico (As) | Inferiore o uguale allo 0,002% | <0.001% |
| Bismuto (Bi) | Inferiore o uguale allo 0,001% | <0.0005% |
| Impurità totali (escluso l'ossigeno) | Inferiore o uguale allo 0,03% | <0.02% |
Ogni 0,01% di impurità riduce la conduttività elettrica e termica. La differenza dello 0,07% tra T1 (99,97%) e T2 (99,90%) si traduce in una conduttività maggiore di circa l'1% e in una saldabilità significativamente migliore.
Conduttività elettrica del rame T1 ad elevata-purezza in IACS
Il rame T1 ha una conduttività elettrica maggiore o uguale al 101% IACS a 20 gradi.
| Proprietà elettrica | Valore |
|---|---|
| Conduttività (% IACS) | Maggiore o uguale al 101% |
| Resistività a 20 gradi (Ω·mm²/m) | Inferiore o uguale a 0,01707 |
| Conducibilità a 100 gradi | ~95% IACS |
| Conducibilità a 200 gradi | ~85% IACS |
Come si confronta T1 con altri gradi:
| Grado | Conduttività (% IACS) | Differenza |
|---|---|---|
| Rame T1 | Maggiore o uguale al 101% | Linea di base |
| Rame T2 | Maggiore o uguale al 100% | -1% |
| ASTM C10200 | Maggiore o uguale al 100% | -1% |
| ASTM C11000 | 100% | -1% |
| Argento puro | 105% | +4% |
| Alluminio 6061 | 61% | -40% |
Per una sbarra collettrice che trasporta 1000 A, T1 genera circa l'1% in meno di calore rispetto a C11000. Per la maggior parte delle applicazioni, questa differenza è trascurabile. Per i quadri-a corrente elevata o i sistemi critici-di efficienza, si tratta di un vantaggio reale.
Conduttività termica e trasferimento di calore del rame privo di ossigeno-
Il rame T1 ha una conduttività termica di circa 391 W/(m·K) a 20 gradi.
| Proprietà termica | Valore |
|---|---|
| Conducibilità termica a 20 gradi | ~391 W/(m·K) |
| Conducibilità termica a 100 gradi | ~385 W/(m·K) |
| Conducibilità termica a 200 gradi | ~375 W/(m·K) |
| Diffusione termica | ~115mm²/s |
| Capacità termica specifica | 0.385 J/(g·K) |
Come T1 si confronta con altri materiali:
| Materiale | Conducibilità termica (W/(m·K)) |
|---|---|
| Rame T1 | ~391 |
| Argento | 429 |
| Rame T2 | ~385 |
| ASTM C11000 | ~385 |
| Alluminio 6061 | 167 |
| Ottone 70/30 | 120 |
| Acciaio inossidabile 304 | 15 |
Applicazioni in cui le prestazioni termiche sono importanti:Scambiatori di calore, piastre di raffreddamento, dissipatori di calore a LED, raffreddamento dell'elettronica di potenza, linee di trasferimento criogeniche e nuclei di radiatori.
Resistenza alla trazione e proprietà meccaniche
Condizione ricotta (morbida) - più comune per formatura e stampaggio:
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Resistenza alla trazione | 200 - 250 MPa (29 - 36 ksi) |
| Limite di snervamento (compensazione dello 0,2%) | 40 - 60 MPa (6 - 9 ksi) |
| Allungamento (in 50mm) | Maggiore o uguale al 30% |
| Durezza (Vickers, HV) | 40 - 60 |
| Durezza (Rockwell F) | 40 - 55 |
Semi-condizione dura - resistenza moderata con una certa formabilità:
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Resistenza alla trazione | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Limite di snervamento (compensazione dello 0,2%) | 150 - 200 MPa (22 - 29 ksi) |
| Allungamento (in 50mm) | 10% - 20% |
| Durezza (Vickers, HV) | 70 - 90 |
Condizione dura (completamente dura) - resistenza massima, duttilità minima:
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Resistenza alla trazione | 300 - 360 MPa (44 - 52 ksi) |
| Limite di snervamento (compensazione dello 0,2%) | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Allungamento (in 50mm) | 2% - 6% |
| Durezza (Vickers, HV) | 90 - 110 |
Come scegliere il carattere giusto:
| Se hai bisogno... | Scegliere... |
|---|---|
| Imbutitura profonda, stampaggio complesso, piegature strette | Ricotto |
| Fabbricazione generale, formatura moderata | Mezzo-difficile |
| Contatti a molla, sbarre strutturali, massima rigidità | Difficile |
Proprietà fisiche del rame T1
| Proprietà fisica | Valore |
|---|---|
| Densità a 20 gradi | 8,94 g/cm³ (0,323 libbre/pollici³) |
| Punto di fusione | 1083 gradi (1981 gradi F) |
| Capacità termica specifica a 20 gradi | 0.385 J/(g·K) |
| Coefficiente di dilatazione termica (20-300 gradi) | 17.0 × 10⁻⁶ /K |
| Modulo di elasticità (modulo di Young) | 115 - 130 GPa (16.7 - 18.9 msi) |
| Modulo di rigidità (modulo di taglio) | 44 - 48 GPa |
| Rapporto di Poisson | 0.34 - 0.35 |
| Resistività elettrica a 20 gradi | Inferiore o uguale a 0,01707 Ω·mm²/m |
| Diffusione termica | ~115mm²/s |
Implicazioni pratiche:
Densità 8,94 g/cm³:Un foglio di 1m x 1m x 1mm pesa 8,94 kg. Usalo per calcoli di spedizione e strutturali.
Punto di fusione 1083 gradi:Ben al di sopra delle temperature di brasatura (600-800 gradi) e di saldatura (200-400 gradi). Nessun rischio di fusione durante l'unione.
Dilatazione termica 17 ppm/K:Una barra collettrice lunga 1 metro riscaldata da 20 gradi a 80 gradi si espande di circa 1 mm. Tenerne conto nei sistemi di montaggio.
Specifiche di saldabilità e giunzione del rame T1
Il rame T1 ha un'eccellente saldabilità grazie al suo basso contenuto di ossigeno.
| Metodo di unione | Idoneità | Note |
|---|---|---|
| Saldatura TIG | Eccellente | Nessun flusso necessario, saldature pulite, nessuna porosità |
| Saldatura MIG | Eccellente | Utilizzare filo d'apporto disossidato (ERCu) |
| Saldatura a resistenza | Eccellente | Risultati costanti, nessun problema di ossidazione |
| Brasatura | Eccellente | Scorre bene, articolazioni forti |
| Saldatura | Eccellente | Facile da bagnare, legami forti |
| Unione meccanica | Eccellente | Bulloni, rivetti e crimpature funzionano tutti |
Parametri di saldatura TIG consigliati per lastra di rame T1:
| Spessore | Dimensioni del tungsteno | Amperaggio (DCEN) | Asta di riempimento |
|---|---|---|---|
| 1 mm | 1,6 mm | 80-120 A | ERCu |
| 2 mm | 2,4 mm | 150-200 A | ERCu |
| 3 mm | 3,2 mm | 220-280 A | ERCu |
| 5mm | 4,0 mm | 300-400 A | ERCu |
Perché T1 salda meglio di T2 o C11000:Questi gradi contengono 200-500 ppm di ossigeno. Durante la saldatura, l'ossigeno reagisce con l'idrogeno per formare vapore acqueo, creando porosità nella saldatura. T1 non ha quasi ossigeno, quindi nessuna porosità, nessun infragilimento, nessuna fessurazione.
Prestazioni criogeniche del rame t1 a basse temperature
Il rame T1 offre prestazioni eccellenti a temperature criogeniche e non presenta alcuna transizione da duttile-a-fragile.
Conduttività a temperature criogeniche:
| Temperatura | Conduttività (% IACS) | Note |
|---|---|---|
| 20 gradi (temperatura ambiente) | Maggiore o uguale al 101% | Linea di base |
| -196 gradi (azoto liquido) | ~300% | Aumenta drammaticamente |
| -269 gradi (elio liquido) | ~500% | Vicino al massimo teorico |
Proprietà meccaniche a temperature criogeniche:
| Temperatura | Resistenza alla trazione | Allungamento |
|---|---|---|
| 20 gradi | 200-250MPa | Maggiore o uguale al 30% |
| -196 gradi | ~400MPa | ~40% |
| -269 gradi | ~500MPa | ~30% |
Perché T1 è preferito per i sistemi criogenici:
Nessuna transizione da duttile-a-fragile (a differenza dell'acciaio)
La forza aumenta al diminuire della temperatura
La duttilità rimane elevata
La conduttività termica diventa estremamente elevata
Nessun infragilimento dovuto alle impurità (la purezza è importante alle basse temperature)
Applicazioni:Linee di trasferimento dell'azoto liquido, linee di trasferimento dell'elio liquido, componenti del criostato, teste fredde per criorefrigeratori, cinghie termiche, supporti magnetici superconduttori, strumenti spaziali-.
Resistenza alla corrosione del rame puro T1 al 99,97% in vari ambienti
Il rame T1 ha un'eccellente resistenza alla corrosione in molti ambienti comuni.
| Ambiente | Resistenza alla corrosione | Note |
|---|---|---|
| Atmosferico (rurale) | Eccellente | Forma una patina protettiva |
| Atmosferico (industriale) | Bene | Si forma una patina, può essere più scura |
| Atmosferico (marino) | Discreto a buono | Può bucarsi in nebbia salina |
| Acqua dolce | Eccellente | Sicuro per l'acqua potabile |
| Acqua distillata | Bene | Tasso di corrosione molto basso |
| Acqua di mare | Giusto | Possibili vaiolature ed erosioni |
| Soluzioni saline neutre | Bene | Simile all'acqua dolce |
| Acidi non-ossidanti | Giusto | Dipende dalla concentrazione |
| Acidi ossidanti (nitrico, solforico concentrato) | Povero | Non raccomandato |
| Ammoniaca e composti dell'ammonio | Povero | Provoca fessurazioni da tensocorrosione |
Tassi di corrosione per riferimento:
Nell'atmosfera rurale:<0.001 mm/year
In atmosfera industriale: 0,001-0,005 mm/anno
In acqua dolce: 0,002-0,005 mm/anno
In acqua di mare: 0,01-0,05 mm/anno (con rischio di vaiolatura)
Tolleranze dimensionali secondo GB/T 5231 per lamiere e barre di rame t1
Tolleranze sullo spessore della lamiera e della lamiera (ricotto):
| Spessore (mm) | Tolleranza (±mm) |
|---|---|
| 0.1 - 0.5 | 0.02 - 0.05 |
| 0.5 - 1.0 | 0.05 - 0.08 |
| 1.0 - 2.0 | 0.08 - 0.12 |
| 2.0 - 5.0 | 0.12 - 0.20 |
| 5.0 - 10.0 | 0.20 - 0.30 |
| 10.0 - 20.0 | 0.30 - 0.50 |
| 20.0 - 50.0 | 0.50 - 1.00 |
Tolleranze diametro asta tonda:
| Diametro (mm) | Tolleranza (±mm) |
|---|---|
| 1 - 10 | 0.03 - 0.08 |
| 10 - 30 | 0.08 - 0.15 |
| 30 - 60 | 0.15 - 0.25 |
| 60 - 100 | 0.25 - 0.40 |
Tolleranze sulla larghezza della striscia (bordo tagliato):
| Larghezza (mm) | Tolleranza (±mm) |
|---|---|
| Fino a 100 | 0.10 - 0.20 |
| 100 - 300 | 0.20 - 0.40 |
| 300 - 600 | 0.40 - 0.80 |
T1 VS T2 Rame
| Proprietà | T1 Rame | T2 Rame | ASTM C10200 | ASTM C11000 |
|---|---|---|---|---|
| Cu minimo (%) | 99.97 | 99.90 | 99.95 | 99.90 |
| Contenuto di ossigeno (ppm) | <20 | 200-500 | <20 | 200-500 |
| Senza ossigeno-? | SÌ | NO | SÌ | NO |
| Conduttività (% IACS) | Maggiore o uguale a 101 | Maggiore o uguale a 100 | Maggiore o uguale a 100 | 100 |
| Conduttività termica (W/m·K) | ~391 | ~385 | ~391 | ~385 |
| Resistenza alla trazione ricotto (MPa) | 200-250 | 200-250 | 200-250 | 200-250 |
| Allungamento ricotto (%) | Maggiore o uguale a 30 | Maggiore o uguale a 30 | Maggiore o uguale a 30 | Maggiore o uguale a 30 |
| Saldabilità | Eccellente | Giusto | Eccellente | Povero |
| Rischio di infragilimento da idrogeno | Nessuno | Alto | Nessuno | Alto |
| Degassamento sotto vuoto | Molto basso | Moderare | Molto basso | Moderare |
| Prezzo relativo | Più alto | Inferiore | Più alto | Basso |
Guida rapida alla selezione:
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|---|---|
| Rame privo di ossigeno- | T1 o C10200 |
| Massima conduttività | T1 |
| Saldabilità | T1 o C10200 |
| Costo più basso per uso generale | T2 o C11000 |
| Materiale certificato ASTM- | C10200 o C11000 |
| Materiale cinese a buon prezzo | T1 per impegnativo, T2 per generale |
Domande frequenti
1. Qual è la conduttività elettrica del rame T1?
Il rame T1 ha una conduttività elettrica maggiore o uguale al 101% IACS a 20 gradi. Questo valore è superiore a quello del rame elettrolitico C11000 standard (100% IACS) e paragonabile ad altri rame privi di ossigeno-. L'elevata conduttività deriva dalla purezza del 99,97% e da livelli di impurità estremamente bassi.
2. Qual è la conduttività termica del rame T1?
Il rame T1 ha una conduttività termica di circa 391 W/(m·K) a 20 gradi. Questo è uno dei valori più alti tra i metalli tecnici, secondo solo all'argento. Per fare un confronto, l'alluminio 6061 è 167 W/(m·K) e l'acciaio inossidabile 304 è 15 W/(m·K).
3. Qual è la resistenza alla trazione del rame T1?
La resistenza alla trazione dipende dalla tempra. T1 ricotto ha 200-250 MPa (29-36 ksi). Il semiduro ha 250-300 MPa (36-44 ksi). Duro (completamente duro) ha 300-360 MPa (44-52 ksi). La maggior parte delle lamiere e dei nastri T1 vengono forniti ricotti, salvo diversa indicazione.
4. Il rame T1 è magnetico?
No, il rame T1 non è magnetico. Il rame è diamagnetico, il che significa che viene respinto molto debolmente dai campi magnetici. Per scopi pratici, il rame T1 non è-magnetico e può essere utilizzato in macchine per risonanza magnetica, apparecchiature elettroniche sensibili e qualsiasi applicazione in cui i materiali magnetici sono vietati.
5. Qual è il punto di fusione del rame T1?
Il rame T1 fonde a 1083 gradi (1981 gradi F). Questo è lo standard per il rame puro. Il punto di fusione è ben al di sopra delle temperature di brasatura (600-800 gradi) e di saldatura (200-400 gradi), quindi non vi è alcun rischio di fusione durante i normali processi di giunzione.
6. Qual è la densità del rame T1?
Il rame T1 ha una densità di 8,94 g/cm³ a 20 gradi (0,323 lb/in³). Un foglio di 1m x 1m x 1mm pesa 8,94 kg. Un'asta lunga 1 m e con diametro di 10 mm pesa circa 0,7 kg. Utilizzare questi numeri per i calcoli di spedizione e la progettazione strutturale.
7. Il rame T1 può essere trattato termicamente?
No, il rame puro come T1 non può essere trattato termicamente per rafforzarlo. A differenza dell'acciaio o delle leghe di alluminio, il rame puro non risponde al trattamento termico. La resistenza si ottiene solo attraverso la lavorazione a freddo (laminazione, trafilatura). La ricottura ammorbidisce il materiale eliminando gli effetti della lavorazione a freddo.
8. Qual è la durezza del rame T1?
La durezza dipende dal temperamento. Il T1 ricotto ha una durezza Vickers di 40-60 HV. Il semiduro è 70-90 HV. Duro (tutto duro) è 90-110 HV. Per riferimento, il T1 ricotto è molto morbido e può essere graffiato con un'unghia. Il T1 duro è significativamente più rigido ma ancora lavorabile.
9. Il rame T1 si corrode?
Il rame T1 ha un'eccellente resistenza alla corrosione in aria, acqua dolce e soluzioni saline neutre. Con il tempo forma una patina protettiva. Tuttavia, si corrode in acidi ossidanti forti (acido nitrico, acido solforico concentrato), soluzioni di ammoniaca e acqua di mare (rischio di vaiolatura). Per la maggior parte delle applicazioni elettriche interne, la corrosione non costituisce un problema.
10. Qual è il modulo di elasticità del rame T1?
Il modulo di elasticità (modulo di Young) del rame T1 è 115-130 GPa (16,7-18,9 msi). Questo è standard per tutti i gradi di rame. È circa un terzo del modulo dell'acciaio (200 GPa), il che significa che il rame è circa tre volte più flessibile dell'acciaio sotto lo stesso carico.
11. Qual è il coefficiente di dilatazione termica del rame T1?
Il rame T1 ha un coefficiente di espansione termica di 17,0 × 10⁻⁶ /K da 20 a 300 gradi. Ciò significa che una barra di rame lunga 1 metro si espande di 0,017 mm per ogni aumento di temperatura di 1 grado. Per un riscaldamento della barra di 1 metro da 20 gradi a 80 gradi, l'espansione è di circa 1 mm. Tenere sempre conto della dilatazione termica nei tratti di sbarre lunghi.
