Podjela i svojstva bakra i bakrenih legura
Bakar i bakrene legure jedna su od glavnih kategorija komercijalnih metala. Nude širok raspon svojstava, uključujući izvrsnu električnu i toplinsku vodljivost, izvrsnu otpornost na koroziju, dobru čvrstoću i otpornost na zamor, te izgled. Mogu se lako strojno obrađivati, lemiti i zavarivati.
Izbor bakra i bakrenih legura
Glavni kriteriji za odabir bakra i bakrenih legura uključuju:
Električna vodljivost: Bakar je najvodljiviji od tehničkih metala. Srebro ili drugi elementi mogu se dodati za povećanje čvrstoće, otpornosti na omekšavanje ili drugih svojstava bez značajnog gubitka vodljivosti.
Toplinska vodljivost: Ovo svojstvo je slično električnoj vodljivosti. Bakrene legure korisne su za ovo svojstvo, gdje dobra otpornost na koroziju kompenzira povećani gubitak vodljivosti od legiranja.
Boja i izgled: mnoge bakrene legure imaju jedinstvene boje koje se mogu mijenjati kako se predmet izlaže vremenskim uvjetima. Za većinu legura lako je pripremiti i održavati površine prema visokom standardu čak i pod nepovoljnim uvjetima korozije. Mnoge se legure koriste u dekorativnim primjenama, bilo u izvornom obliku ili nakon metaliziranja. Ove legure dolaze u specifičnim bojama, u rasponu od losos ružičaste za bakar, preko žute, zlatne i zelene, do tamno brončane u vremenskim uvjetima. Izlaganje atmosferi proizvodi zelenu ili brončanu završnicu, a predlegure su dostupne na nekim oblicima proizvoda.
Jednostavnost izrade: Većina legura može se lako lijevati, toplo ili hladno oblikovati, strojno obrađivati, spajati itd. Ove legure često su standard s kojim se uspoređuju drugi metali.
Svojstva legure
Mnoge legure su ojačane čvrstom otopinom, ali se temelje na kristalnoj strukturi bakra i imaju dobru duktilnost. Većina legura može se dodatno ojačati hladnom obradom, čime se povećava vlačna i zamorna čvrstoća uz zadržavanje korisne duktilnosti. Neke legure mogu se ojačati disperzijom, a neke se mogu očvrsnuti starenjem do vrlo visokih razina čvrstoće.
različite vrste metalnih legura
Bakar je u biti komercijalno čisti bakar, koji je obično vrlo mekan i duktilan, s ukupnim sadržajem nečistoća do oko 0,7%. Ovi se materijali koriste zbog svoje električne i toplinske vodljivosti, otpornosti na koroziju, izgleda i boje te jednostavnosti obrade. Imaju najveću električnu vodljivost od svih tehničkih metala i vrlo su duktilni, lako se leme i često zavaruju. Tipične primjene uključuju električne instalacije i spojeve, sabirnice, izmjenjivače topline, krovove, zidne obloge, vodovodne cijevi, zračne cijevi i procesnu opremu.
Legure s visokim udjelom bakra sadrže male količine raznih legirajućih elemenata kao što su berilij, krom, cirkonij, kositar, srebro, sumpor ili željezo. Ovi elementi mijenjaju jedno ili više temeljnih svojstava bakra, kao što su čvrstoća, otpornost na puzanje, obradivost ili sposobnost lemljenja. Većina namjena je slična gore navedenim za bakar, ali su uvjeti primjene ekstremniji.
Mjed je legura bakra i cinka koja sadrži do 45% cinka, uz mogući dodatak male količine olova za poboljšanje obradivosti i kositra za čvrstoću. Legure bakra i cinka su jednofazne i sadrže do oko 37% cinka u uvjetima kovanja. Jednofazne legure imaju izvrsnu duktilnost i obično se koriste u hladnom stanju radi bolje čvrstoće. Legure koje sadrže više od oko 37% cinka su dvostruke legure i imaju veću čvrstoću od jednofaznih legura, ali ograničenu duktilnost na sobnoj temperaturi. Duplex mjed se obično lijeva ili termički obrađuje. Tipične namjene od mesinga su građevinske, vučene i rotirajuće posude i komponente, jezgre i spremnici radijatora, električni terminali, utikači i rasvjetni elementi, brave, ručke na vratima, pločice s imenima, vodoinstalaterski hardver, pričvršćivači, patrone, cilindri za pumpe.
Bronca je legura bakra i kositra, plus najmanje jedna legura fosfora, aluminija, silicija, mangana i nikla. Ove legure mogu postići visoku čvrstoću i dobru otpornost na koroziju. Koriste se u oprugama i učvršćenjima, kalupima za oblikovanje metala, ležajevima, čahurama, stezaljkama, kontaktima i konektorima, građevinskim dodacima i značajkama. Poznata je upotreba lijevane bronce za kipove.
Bakar-nikal je legura bakra i nikla koja sadrži male količine željeza, a ponekad i male količine drugih legura poput kroma ili kositra. Legura ima izvrsnu otpornost na koroziju u vodi i naširoko se koristi u primjenama s morskom vodom kao što su izmjenjivači topline, kondenzatori, pumpe i sustavi cjevovoda te oplate trupa broda.
Nikal srebro sadrži 55 – 65% bakra legiranog s niklom i cinkom, a ponekad se dodaje i olovo radi poboljšanja obradivosti. Ove legure su dobile ime po svom izgledu, koji je sličan čistom srebru, iako ne sadrže srebro. Koriste se u nakitu i pločicama s imenima te kao podloge za srebrne ploče (EPNS), kao opruge, zatvarači, kovanice, ključevi i dijelovi fotoaparata.
