سبائك النحاس الشائعة وكيفية التعرف عليها: النحاس والبرونز والنيكل والتقليد المطلي

لماذا يهم تحديد السبائك في شراء النحاس

يتم شراء النحاس من أجل التوصيل، والأداء الحراري، ومقاومة التآكل، وفي المنتجات الاستهلاكية والمعمارية، من أجل المظهر. يتم فقدان كل واحدة من هذه الخصائص بمجرد تصنيع العنصر من سبيكة مختلفة أو من معدن أساسي مطلي بالنحاس-، ولا يكون الفرق مرئيًا دائمًا. بالنسبة للبائع أو مشتري المشروع، يكون السؤال عمليًا: هل تتطابق المواد التي تم تسليمها مع الدرجة والمعيار الوارد في أمر الشراء، وهل ستتصرف كما يفترض التصميم؟

ولذلك فإن تحديد الهوية له مستويان. يجيب الفحص الميداني السريع عما إذا كان العنصر يعتمد على النحاس على الإطلاق ويحدد تقريبًا العائلة التي ينتمي إليها - النحاس النقي أو النحاس الأصفر أو البرونز أو النيكل. يجيب الاختبار المعملي على الأسئلة التعاقدية: التركيب الكيميائي الدقيق وفقًا لمعيار GB/T 5231 أو حدود ASTM المقابلة، وخصائص الشد، وحجم الحبوب، والخلو من العيوب. تستخدم ممارسات الشراء الجيدة الأول للفحص والثاني للتحقق.

الفحوصات البصرية والمادية: اللون والكثافة والزنجار

اللون هو المؤشر الأسرع ولكنه الأقل موثوقية في حد ذاته، لأن الإضاءة والطلاء والتشويه جميعها تغير المظهر:

النحاس النقي: بني محمر-بدرجة دافئة؛ يتغير لونه إلى اللون البني وفي النهاية يتحول إلى اللون الرمادي-العتاج الأخضر لكربونات النحاس الأساسية.

النحاس: أصفر اللون، ويصبح أكثر شحوباً مع ارتفاع نسبة الزنك؛ درجات النحاس العالية-مثل H90 تكون ذهبية، بينما-النحاس المقطوع الحر يكون أصفر أكثر.

برونز القصدير: لون أغمق وبني بدون اللون الأحمر للنحاس النقي.

برونز الألومنيوم:-أصفر ذهبي مع سطح أكثر صلابة بشكل واضح.

Cupronickel: فضي-أبيض ويختلف بشكل واضح عن أي فرد آخر من أفراد الأسرة.

الكثافة أكثر فائدة لأنه يمكن قياسها. يبلغ وزن النحاس النقي حوالي 8.96 جم/سم مكعب، وتتراوح نسبة السبائك المطاوع الشائعة بين 8.4 و8.9 جم/سم مكعب تقريبًا، لذا فإن التركيبات الفولاذية المطلية بالنحاس، بكثافة تقترب من 7.8 جم/سم3، ستشعر بأنها أخف بشكل ملحوظ من الجزء النحاسي الصلب الذي يقلده. يكشف الوزن البسيط وقياس الماء المزاح-، أو مقارنة الكتلة بعينة نحاس معروفة ذات هندسة متطابقة، عن معظم محاولات الاستبدال في فحص الاستلام.

إن تطور الزنجار هو إشارة كيميائية وليست إشارة بصرية. يتأكسد النحاس وسبائكه النحاسية العالية-في الهواء الرطب عبر سلسلة من الأكسيد، ثم طبقات الكربونات والكبريتات. عادة ما تكون المادة التي تظل لامعة إلى أجل غير مسمى في ظل الظروف الرطبة مطلية أو مطلية أو لا تحتوي على النحاس على الإطلاق.

طرق الاختبار الميداني: المغناطيس، الخدش، الحمض، الموصلية

أربعة اختبارات بسيطة تغطي معظم الحالات العملية. النحاس وجميع سبائكه غير-مغناطيسية، لذا فإن المغناطيس الملتصق بالجزء الملون من النحاس-يشير إلى نواة من الفولاذ الحديدي أو طبقة سفلية، نموذجية للأنابيب والأسلاك والأجهزة المطلية؛ لا يكتشف الاختبار البدائل غير الحديدية مثل الزنك أو الألومنيوم. يزيل اختبار الخدش الطبقة السطحية ويكشف الركيزة، لذلك يكشف العنصر المطلي بالنحاس- عن الفولاذ الرمادي أو سبيكة الزنك الباهتة أسفل الطلاء، بينما يحافظ الجزء الأصلي من النحاس أو البرونز على لونه المميز خلال السُمك الكامل.

يكشف اختبار البقع الحمضية عن أيونات النحاس: حيث تنتج قطرة من حمض النيتريك المخفف على سطح النحاس اللون الأزرق الداكن-الأخضر لنترات النحاس، بينما يتفاعل الفولاذ أو الزنك بشكل مختلف. هذه طريقة فحص يتم إجراؤها في ورشة عمل فقط ويجب التعامل معها باستخدام معدات الحماية المناسبة في منطقة الخردة، وليس على سطح نهائي أو سطح ملامس للأغذية.

الأداة الميدانية الأكثر إفادة هي مقياس الموصلية. نظرًا لانخفاض الموصلية الكهربائية بشكل حاد مع زيادة إضافات السبائك، فإن نسبة قراءة IACS تضع المادة في العائلة الصحيحة في غضون ثوانٍ: يقرأ النحاس النقي الملدن ما يقرب من 100٪ IACS، وتقع قراءة النحاس العالي- في النطاق المتوسط، بينما تنخفض قراءة النحاس الأصفر والبرونز والنيكل بشكل تدريجي. ويكمن المبدأ نفسه وراء اختبار التيار الدوامي المستخدم في الإنتاج، حيث يقيس الملف تغيرات الموصلية على طول الأنبوب للكشف عن الشقوق والشوائب والمواد- الخاطئة.

التأكيد المعملي: قياس الطيف، اختبار الشد والتيار الدوامي

عندما تدخل المادة إلى معدات الضغط أو الآلات الكهربائية أو أمر التصدير، فإن الاختبارات الميدانية ليست كافية. يعطي قياس طيف الانبعاث البصري أو مضان الأشعة السينية - التحليل الكيميائي الكامل، والذي تتم مقارنته بعد ذلك بالحدود الواردة في المعيار المطبق - GB/T 5231 للنحاس المطاوع وسبائك النحاس، أو ASTM B152 لصفائح النحاس والأشرطة والألواح والقضبان الملفوفة، أو ASTM B111 للمكثف غير الملحوم وأنبوب المبادل الحراري. يحدد اختبار الشد قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة للمزاج المطلوب، ويكشف حجم الحبوب أو الفحص المجهري عن ارتفاع درجة الحرارة أو التلدين غير الكافي أو العمل البارد المفرط.

بالنسبة لمنتجات الأنابيب، فإن الطرق القياسية غير المدمرة هي اختبار الضغط الهيدروستاتيكي أو الهوائي واختبار التيار الدوامي، وغالبًا ما يكون مدعومًا باختبارات التسطيح والتمدد ونترات الزئبق وبخار الأمونيا للإجهاد المتبقي ومقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد. يقوم المورد الذي يمكنه إصدار شهادة اختبار الطاحونة مع رقم الحرارة والتحليل الكيميائي والنتائج الميكانيكية بإزالة معظم مخاطر تحديد الهوية من المعاملة، لأن الشهادة تتتبع العنصر الذي تم تسليمه مرة أخرى إلى الزهر وإلى الاختبارات التي تم إجراؤها بالفعل.

التعرف على السبائك الشائعة والمقلدة المطلية

هناك خطأان في الطلب يتسببان في معظم النزاعات في مجموعة المنتجات هذه. الأول هو قبول بيان عام مثل سبائك النحاس بدون درجة، مما يسمح للمورد بشحن أرخص عضو في العائلة. والثاني هو تحديد النحاس أو البرونز حيث يفترض التصميم في الواقع توصيل النحاس النقي. إن كتابة رقم UNS أو الدرجة الصينية والمعيار والمزاج ومتطلبات الاختبار على الطلب، وطلب اعتماد حدود التركيب، هي الحماية الوحيدة الموثوقة.

التعليمات

س: هل يثبت اختبار المغناطيس أن المادة نحاس نقي؟
لا. النحاس وجميع سبائكه غير-مغناطيسية، لذا فإن النتيجة غير المغناطيسية-تستبعد فقط وجود نواة من الفولاذ الحديدي. الألومنيوم والزنك والبلاستيك مع طلاء معدني والنحاس كلها غير مغناطيسية أيضًا، ولهذا السبب يجب دمج اختبار المغناطيس مع فحص الكثافة أو قراءة الموصلية.

س: ما هي قراءة الموصلية التي تشير إلى النحاس النقي بدلاً من النحاس؟
قراءة درجات النحاس النقي الملدنة تقترب من 100% IACS، في حين أن إضافات صناعة السبائك تخفض القيمة بشكل حاد؛ تقع أنواع النحاس العالية النموذجية- تحت هذا المستوى بكثير، بينما تكون أنواع النحاس الأصفر والبرونز والنيكل الشائعة أقل مرة أخرى. يتم تعيين الحدود الدقيقة حسب الدرجة في المعيار المطبق، لذلك يجب التحقق من قراءة الجهاز مقابل حدود المواصفات للمادة المطلوبة.

س: كيف يمكنني اكتشاف المنتجات المطلية بالنحاس- قبل التسليم؟
استخدم ثلاث عمليات فحص معًا: قياس الكثافة، وقراءة قراءة التوصيلية الكهربية، وخدش منطقة غير واضحة لرؤية لون الركيزة. يفشل الجزء الفولاذي المطلي في جميع العناصر الثلاثة، مما يظهر كثافة منخفضة وموصلية منخفضة جدًا ونواة رمادية، ويكشف المقطع العرضي- تحت المجهر سمك الطلاء مباشرة.

س: ما هي المستندات التي يجب أن تصاحب شحنة تصدير منتجات سبائك النحاس؟
شهادة اختبار المطحنة توضح رقم الحرارة والتركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية، جنبًا إلى جنب مع المعيار ودرجة الحرارة المعمول بها، بالإضافة إلى -سجلات الاختبار غير المدمرة لأجزاء الأنبوب والضغط. عادةً ما يتم طلب شهادات ISO 9001 لنظام التصنيع وتقارير التفتيش من جهة خارجية-لطلبات المشروع.

س: هل يمكن للون وحده تحديد عائلة السبائك؟
فقط كإشارة أولى. النحاس أصفر اللون، والنحاس النيكل فضي-وأبيض والبرونز بني أكثر من النحاس النقي، ولكن الطلاء والأكسدة والإضاءة يمكن أن تكون كلها مضللة. يجب أن يؤدي اللون إلى إجراء اختبار تأكيدي بدلاً من استبداله، خاصة بالنسبة للفحص الوارد للأنابيب والشرائط والتجهيزات.

س: لماذا تظهر عينتان من سبائك النحاس بنفس الدرجة موصلية مختلفة؟
يؤثر مستوى المزاج والشوائب على القراءة. يؤدي العمل البارد والعناصر المتبقية مثل الفوسفور أو الحديد إلى تقليل الموصلية حتى عندما يكون التركيب الرئيسي ضمن الحدود، ويسمح بدرجات حرارة مختلفة من نفس الدرجة بخصائص دنيا مختلفة وفقًا للمعايير. لذلك يجب دائمًا قراءة رقم التوصيلية مع الحالة والتحليل الكيميائي.