金属産業に関しては、銅合金クラスは重要で汎用性の高いセグメントとして立っています。このドメインに深く関わっているサプライヤーとして、私はこれらの合金を定義する重要な要素を理解することの重要性を直接目撃しました。このブログでは、銅合金クラスに通常含まれるさまざまな要素を探り、その役割と影響に光を当てます。
銅：基礎
すべての銅合金の中心には、銅自体があります。それはベースメタルとして機能し、優れた電気導電率、延性、耐食性などの基本的な特性を提供します。銅は非常に順応性があり、複雑な電気部品から堅牢な工業用パイプまで、簡単にシェーピングしてさまざまな製品に形成できるようになります。腐食に対する自然抵抗は、海洋環境や化学処理プラントなどの過酷な環境での用途に適しています。銅合金クラスとその多様なアプリケーションの詳細については、アクセスできます銅合金クラス。
亜鉛：真鍮合金の作成
銅に追加される最も一般的な合金要素の1つは亜鉛です。銅亜鉛合金は真鍮として知られており、幅広い組成物があります。銅に亜鉛を添加すると、その強度、硬度、耐食性が向上します。真鍮合金は、純粋な銅と比較して改良性が改善されているため、機械加工、鋳造、鍛造などの製造プロセスに最適です。亜鉛含有量に応じて、ブラスは、アルファブラス（低亜鉛含有量）、アルファベータのブラス（中亜鉛含有量）、ベータブラス（高亜鉛含有量）などのさまざまなタイプに分類できます。アルファブラスは優れた延性で知られており、カートリッジケースや装飾ハードウェアなど、広範な形成を必要とするアプリケーションでよく使用されます。アルファベータのブラスは、強度と延性のバランスが良好であり、バルブボディと配管器具で一般的に使用されています。一方、ベータの真鍮は強度と硬度が高く、延性が低く、通常、ギアやベアリングなどの耐摩耗性が重要な用途で使用されます。
スズ：青銅の合金を形成します
スズは、銅と組み合わせると青銅の合金を形成する別の重要な合金要素です。ブロンズは、純粋な銅と比較して、その優れた強度、硬度、耐食性のために何世紀にもわたって使用されてきました。銅にスズを添加すると、固形溶液が形成され、合金の機械的特性が向上します。ブロンズ合金は耐摩耗性も良好であり、ベアリング、ブッシング、バルブシートなどの用途で一般的に使用されています。スズに加えて、アルミニウム、ニッケル、リンなどの他の元素を青銅合金に加えて、その特性をさらに強化することができます。たとえば、アルミニウムブロンズ合金は、高強度、優れた腐食抵抗、良好な疲労抵抗を提供し、海洋用途、航空宇宙成分、重機での使用に適しています。
ニッケル：耐食性の改善
ニッケルは、特に海水、酸、アルカリを含む環境で、腐食抵抗を改善するために銅合金に添加されることがよくあります。カプロニケルズとしても知られる銅ニッケル合金は、海水腐食とバイオフーリングに対する優れた耐性により、海洋用途で広く使用されています。これらの合金には、高強度と延性など、優れた機械的特性もあります。カプロニッケル合金は、淡水化植物、発電所、沖合の石油およびガスプラットフォームの熱交換器、コンデンサー、および配管システムで一般的に使用されています。腐食抵抗に加えて、ニッケルは銅合金の色と光沢も高め、装飾用途にとって魅力的になります。
アルミニウム：強度と酸化抵抗の向上
アルミニウムは銅合金に加えて、強度、硬度、酸化抵抗を改善します。銅 - アルミニウム合金の一種であるアルミニウムブロンズ合金は、高強度、優れた耐食性、および良好な疲労抵抗を提供します。これらの合金は、航空宇宙成分、海洋ハードウェア、重機などの用途で一般的に使用されています。銅にアルミニウムを添加すると、合金の表面に硬く保護酸化物層が形成され、さらなる酸化と腐食を防ぐのに役立ちます。アルミニウムブロンズ合金は、耐摩耗性も良好であり、高負荷とスライドコンタクトが関与するアプリケーションでの使用に適しています。
リン：デオキシジ剤として機能し、強度の向上
リンは一般に、溶融プロセス中に酸素やその他の不純物を除去するためのデオキシ酸剤として銅合金に添加されます。また、合金の強度、硬度、および電気伝導率を向上させます。銅ティンリン合金の一種である蛍光銅合金は、高強度、良好な疲労抵抗、優れた耐摩耗性で知られています。これらの合金は、スプリング、電気接点、楽器などの用途で一般的に使用されています。銅星合金にリンを添加することは、合金の粒構造を改良するのにも役立ち、その機械的特性を高めます。
その他の要素
上記の主要な合金要素に加えて、マンガン、シリコン、鉄などの他の要素を銅合金に加えて、その特性をさらに強化することができます。マンガンはしばしば銅合金に加えられ、強度、硬度、耐食性を改善します。シリコンは銅合金に追加され、鋳造中の流動性を改善し、酸化抵抗を強化します。鉄を銅合金に加えて、強度と硬度を高めることがあります。
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参照
- デイビス、JR（編）。 （2001）。 ASM専門ハンドブック：銅および銅合金。 ASM International。
- Schlesinger、Me、＆Paunovic、M。（編）。 （2000）。現代の電気めっき。 Wiley-Interscience。
- ウィルズ、BA（2006）。鉱物加工技術：鉱石治療と鉱物回復の実用的な側面の紹介。エルゼビア。