Kjemisk sammensetning og renhet av 99,97 % T1 oksygen-fritt kobber
| Element | Behov | Typisk verdi |
|---|---|---|
| Kobber (Cu) | Større enn eller lik 99,97 % | 99.98-99.99% |
| Oksygen (O) | Mindre enn eller lik 0,002 % (20 ppm) | <15 ppm |
| Fosfor (P) | Mindre enn eller lik 0,002 % | <0.001% |
| Jern (Fe) | Mindre enn eller lik 0,004 % | <0.002% |
| Lead (Pb) | Mindre enn eller lik 0,003 % | <0.001% |
| Antimon (Sb) | Mindre enn eller lik 0,002 % | <0.001% |
| Arsen (As) | Mindre enn eller lik 0,002 % | <0.001% |
| Vismut (Bi) | Mindre enn eller lik 0,001 % | <0.0005% |
| Totale urenheter (ekskludert oksygen) | Mindre enn eller lik 0,03 % | <0.02% |
Hver 0,01 % av urenheter reduserer elektrisk og termisk ledningsevne. Differansen på 0,07 % mellom T1 (99,97 %) og T2 (99,90 %) betyr omtrent 1 % høyere ledningsevne og betydelig bedre sveisbarhet.
Elektrisk ledningsevne av høy-t T1-kobber i IACS
T1 kobber har en elektrisk ledningsevne større enn eller lik 101 % IACS ved 20 grader.
| Elektrisk eiendom | Verdi |
|---|---|
| Konduktivitet (% IACS) | Større enn eller lik 101 % |
| Resistivitet ved 20 grader (Ω·mm²/m) | Mindre enn eller lik 0,01707 |
| Ledningsevne ved 100 grader | ~95 % IACS |
| Ledningsevne ved 200 grader | ~85 % IACS |
Hvordan T1 sammenligner med andre karakterer:
| Karakter | Konduktivitet (% IACS) | Forskjell |
|---|---|---|
| T1 kobber | Større enn eller lik 101 % | Grunnlinje |
| T2 kobber | Større enn eller lik 100 % | -1% |
| ASTM C10200 | Større enn eller lik 100 % | -1% |
| ASTM C11000 | 100% | -1% |
| Rent sølv | 105% | +4% |
| Aluminium 6061 | 61% | -40% |
For en samleskinne som bærer 1000 ampere, genererer T1 omtrent 1 % mindre varme enn C11000. For de fleste bruksområder er denne forskjellen ubetydelig. For høy-strømbryter eller effektivitet-kritiske systemer er det en reell fordel.
Termisk ledningsevne og varmeoverføring av oksygen-fri kobberkvalitet
T1 kobber har en termisk ledningsevne på omtrent 391 W/(m·K) ved 20 grader.
| Termisk eiendom | Verdi |
|---|---|
| Termisk ledningsevne ved 20 grader | ~391 W/(m·K) |
| Termisk ledningsevne ved 100 grader | ~385 W/(m·K) |
| Termisk ledningsevne ved 200 grader | ~375 W/(m·K) |
| Termisk diffusivitet | ~115 mm²/s |
| Spesifikk varmekapasitet | 0.385 J/(g·K) |
Hvordan T1 sammenligner med andre materialer:
| Materiale | Termisk ledningsevne (W/(m·K)) |
|---|---|
| T1 kobber | ~391 |
| Sølv | 429 |
| T2 kobber | ~385 |
| ASTM C11000 | ~385 |
| Aluminium 6061 | 167 |
| Messing 70/30 | 120 |
| Rustfritt stål 304 | 15 |
Applikasjoner der termisk ytelse er viktig:Varmevekslere, kjøleplater, LED-kjøleribber, kraftelektronikkkjøling, kryogene overføringslinjer og radiatorkjerner.
Strekkfasthet og mekaniske egenskaper
Glødet (myk) tilstand - mest vanlig for forming og stempling:
| Eiendom | Verdi |
|---|---|
| Strekkstyrke | 200 - 250 MPa (29 - 36 ksi) |
| Flytestyrke (0,2 % offset) | 40 - 60 MPa (6 - 9 ksi) |
| Forlengelse (i 50 mm) | Større enn eller lik 30 % |
| Hardhet (Vickers, HV) | 40 - 60 |
| Hardhet (Rockwell F) | 40 - 55 |
Halv-hard tilstand - moderat styrke med noe formbarhet:
| Eiendom | Verdi |
|---|---|
| Strekkstyrke | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Flytestyrke (0,2 % offset) | 150 - 200 MPa (22 - 29 ksi) |
| Forlengelse (i 50 mm) | 10% - 20% |
| Hardhet (Vickers, HV) | 70 - 90 |
Hard (helhard) tilstand - maksimal styrke, minimum duktilitet:
| Eiendom | Verdi |
|---|---|
| Strekkstyrke | 300 - 360 MPa (44 - 52 ksi) |
| Flytestyrke (0,2 % offset) | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Forlengelse (i 50 mm) | 2% - 6% |
| Hardhet (Vickers, HV) | 90 - 110 |
Hvordan velge riktig temperament:
| Hvis du trenger... | Velge... |
|---|---|
| Dyptegning, kompleks stempling, tette bøyninger | Glødet |
| Generell fabrikasjon, moderat forming | Halv-hardt |
| Fjærkontakter, strukturelle samleskinner, maksimal stivhet | Hard |
T1 Kobber Fysiske egenskaper
| Fysisk eiendom | Verdi |
|---|---|
| Tetthet ved 20 grader | 8,94 g/cm³ (0,323 lb/in³) |
| Smeltepunkt | 1083 grader (1981 grader F) |
| Spesifikk varmekapasitet ved 20 grader | 0.385 J/(g·K) |
| Termisk utvidelseskoeffisient (20-300 grader) | 17.0 × 10⁻⁶ /K |
| Elastisitetsmodul (Youngs modul) | 115 - 130 GPa (16.7 - 18.9 msi) |
| Stivhetsmodul (skjærmodul) | 44 - 48 GPa |
| Poissons forhold | 0.34 - 0.35 |
| Elektrisk resistivitet ved 20 grader | Mindre enn eller lik 0,01707 Ω·mm²/m |
| Termisk diffusivitet | ~115 mm²/s |
Praktiske implikasjoner:
Tetthet 8,94 g/cm³:Et ark på 1m x 1m x 1mm veier 8,94 kg. Bruk dette til frakt og strukturelle beregninger.
Smeltepunkt 1083 grader:Godt over loddetemperaturer (600-800 grader) og loddetemperaturer (200-400 grader). Ingen fare for smelting under sammenføyning.
Termisk ekspansjon 17 ppm/K:En 1m lang samleskinne oppvarmet fra 20 grader til 80 grader utvider seg med ca. 1 mm. Gjør rede for dette i monteringssystemer.
Sveisbarhet og sammenføyningsspesifikasjoner for T1 kobber
T1 kobber har utmerket sveisbarhet på grunn av det lave oksygeninnholdet.
| Sammenføyningsmetode | Egnethet | Notater |
|---|---|---|
| TIG sveising | Glimrende | Ingen fluss nødvendig, rene sveiser, ingen porøsitet |
| MIG sveising | Glimrende | Bruk deoksidert fylltråd (ERCu) |
| Motstandssveising | Glimrende | Konsekvente resultater, ingen oksidasjonsproblemer |
| Lodding | Glimrende | Flyter godt, sterke ledd |
| Lodding | Glimrende | Lett å fukte, sterke bindinger |
| Mekanisk sammenføyning | Glimrende | Bolter, nagler, krymper fungerer alt sammen |
Anbefalte TIG-sveiseparametere for T1 kobberplate:
| Tykkelse | Tungsten Størrelse | Strømstyrke (DCEN) | Fyllstang |
|---|---|---|---|
| 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 |
| 5 mm | 4,0 mm | 300-400 A | ERCu |
Hvorfor T1 sveiser bedre enn T2 eller C11000:Disse karakterene inneholder 200-500 ppm oksygen. Under sveising reagerer oksygen med hydrogen for å danne vanndamp, og skaper porøsitet i sveisen. T1 har nesten ikke oksygen, så ingen porøsitet, ingen sprøhet, ingen sprekker.
Kryogen ytelse av t1 kobber ved lave temperaturer
T1-kobber fungerer utmerket ved kryogene temperaturer og har ingen duktil-til-skjør overgang.
Ledningsevne ved kryogene temperaturer:
| Temperatur | Konduktivitet (% IACS) | Notater |
|---|---|---|
| 20 grader (romtemperatur) | Større enn eller lik 101 % | Grunnlinje |
| -196 grader (flytende nitrogen) | ~300% | Øker dramatisk |
| -269 grader (flytende helium) | ~500% | Nær teoretisk maksimum |
Mekaniske egenskaper ved kryogene temperaturer:
| Temperatur | Strekkstyrke | Forlengelse |
|---|---|---|
| 20 grader | 200-250 MPa | Større enn eller lik 30 % |
| -196 grader | ~400 MPa | ~40% |
| -269 grader | ~500 MPa | ~30% |
Hvorfor T1 foretrekkes for kryogene systemer:
Ingen duktil-til-sprø overgang (i motsetning til stål)
Styrken øker når temperaturen synker
Duktiliteten forblir høy
Termisk ledningsevne blir ekstremt høy
Ingen sprøhet fra urenheter (renhet er viktig ved lave temperaturer)
Søknader:Flytende nitrogenoverføringslinjer, flytende heliumoverføringslinjer, kryostatkomponenter, kalde hoder for kryokjølere, termiske stropper, superledende magnetstøtter, rombaserte-instrumenter.
Korrosjonsbestandighet på 99,97 % T1 rent kobber i ulike miljøer
T1 kobber har utmerket korrosjonsbestandighet i mange vanlige miljøer.
| Miljø | Korrosjonsbestandighet | Notater |
|---|---|---|
| Atmosfærisk (landlig) | Glimrende | Danner beskyttende patina |
| Atmosfærisk (industriell) | God | Patina former, kan være mørkere |
| Atmosfærisk (marin) | Greit til godt | Kan settes i saltspray |
| Ferskvann | Glimrende | Trygg for drikkevann |
| Destillert vann | God | Svært lav korrosjonshastighet |
| Sjøvann | Rettferdig | Pitting og erosjon mulig |
| Nøytrale saltløsninger | God | Ligner på ferskvann |
| Ikke-oksiderende syrer | Rettferdig | Avhenger av konsentrasjon |
| Oksiderende syrer (salpetersyre, konsentrert svovelsyre) | Fattig | Ikke anbefalt |
| Ammoniakk og ammoniumforbindelser | Fattig | Forårsaker spenningskorrosjonssprekker |
Korrosjonshastigheter for referanse:
I landlig atmosfære:<0.001 mm/year
I industriell atmosfære: 0,001-0,005 mm/år
I ferskvann: 0,002-0,005 mm/år
I sjøvann: 0,01-0,05 mm/år (med groprisiko)
Dimensjonstoleranser per GB/T 5231 for t1 kobberplate og stang
Plate- og platetykkelsestoleranser (glødet):
| Tykkelse (mm) | Toleranse (± 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 |
Diametertoleranser for rundstang:
| Diameter (mm) | Toleranse (± 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 |
Stripebreddetoleranser (spaltekant):
| Bredde (mm) | Toleranse (± mm) |
|---|---|
| Opp til 100 | 0.10 - 0.20 |
| 100 - 300 | 0.20 - 0.40 |
| 300 - 600 | 0.40 - 0.80 |
T1 VS T2 Kobber
| Eiendom | T1 kobber | T2 Kobber | ASTM C10200 | ASTM C11000 |
|---|---|---|---|---|
| Minimum Cu (%) | 99.97 | 99.90 | 99.95 | 99.90 |
| Oksygeninnhold (ppm) | <20 | 200-500 | <20 | 200-500 |
| Oksygen-fri? | Ja | Ingen | Ja | Ingen |
| Konduktivitet (% IACS) | Større enn eller lik 101 | Større enn eller lik 100 | Større enn eller lik 100 | 100 |
| Termisk ledningsevne (W/m·K) | ~391 | ~385 | ~391 | ~385 |
| Strekkfasthet glødet (MPa) | 200-250 | 200-250 | 200-250 | 200-250 |
| Forlengelse glødet (%) | Større enn eller lik 30 | Større enn eller lik 30 | Større enn eller lik 30 | Større enn eller lik 30 |
| Sveisbarhet | Glimrende | Rettferdig | Glimrende | Fattig |
| Risiko for sprøhet av hydrogen | Ingen | Høy | Ingen | Høy |
| Vakuumutgassing | Veldig lavt | Moderat | Veldig lavt | Moderat |
| Relativ pris | Høyere | Senke | Høyest | Lav |
Hurtigvalgsguide:
| Hvis du trenger... | Velge... |
|---|---|
| Oksygen-fritt kobber | T1 eller C10200 |
| Høyeste ledningsevne | T1 |
| Sveisbarhet | T1 eller C10200 |
| Laveste pris for generell bruk | T2 eller C11000 |
| ASTM-sertifisert materiale | C10200 eller C11000 |
| Kinesisk materiale til god pris | T1 for krevende, T2 for generelt |
FAQ
1. Hva er den elektriske ledningsevnen til T1 kobber?
T1 kobber har elektrisk ledningsevne større enn eller lik 101 % IACS ved 20 grader. Dette er høyere enn standard C11000 elektrolytisk kobber (100 % IACS) og kan sammenlignes med annet oksygenfritt-kobber. Den høye ledningsevnen kommer fra 99,97 % renhet og ekstremt lave urenhetsnivåer.
2. Hva er varmeledningsevnen til T1 kobber?
T1 kobber har varmeledningsevne på omtrent 391 W/(m·K) ved 20 grader. Dette er en av de høyeste verdiene blant ingeniørmetaller, nest etter sølv. Til sammenligning er aluminium 6061 167 W/(m·K) og rustfritt stål 304 er 15 W/(m·K).
3. Hva er strekkfastheten til T1 kobber?
Strekkstyrken avhenger av temperament. Glødet T1 har 200-250 MPa (29-36 ksi). Halvhard har 250-300 MPa (36-44 ksi). Hard (helhard) har 300-360 MPa (44-52 ksi). De fleste T1-ark og striper leveres glødet med mindre annet er spesifisert.
4. Er T1 kobber magnetisk?
Nei, T1 kobber er ikke magnetisk. Kobber er diamagnetisk, noe som betyr at det er svært svakt frastøtt av magnetiske felt. For praktiske formål er T1-kobber ikke-magnetisk og kan brukes i MR-maskiner, sensitivt elektronisk utstyr og alle applikasjoner der magnetiske materialer er forbudt.
5. Hva er smeltepunktet til T1 kobber?
T1 kobber smelter ved 1083 grader (1981 grader F). Dette er standard for rent kobber. Smeltepunktet er godt over loddetemperaturer (600-800 grader) og loddetemperaturer (200-400 grader), så det er ingen risiko for smelting under normale sammenføyningsprosesser.
6. Hva er tettheten til T1 kobber?
T1 kobber har en tetthet på 8,94 g/cm³ ved 20 grader (0,323 lb/in³). Et ark på 1m x 1m x 1mm veier 8,94 kg. En 1m lang stang med 10 mm diameter veier ca. 0,7 kg. Bruk disse tallene for fraktberegninger og konstruksjonsdesign.
7. Kan T1 kobber varmebehandles?
Nei, rent kobber som T1 kan ikke varmebehandles for forsterkning. I motsetning til stål eller aluminiumslegeringer, reagerer ikke rent kobber på varmebehandling. Styrke oppnås kun gjennom kaldarbeid (rulling, tegning). Gløding myker materialet ved å fjerne effekten av kaldt arbeid.
8. Hva er hardheten til T1 kobber?
Hardhet avhenger av temperament. Glødet T1 har Vickers-hardhet på 40-60 HV. Halvhardt er 70-90 HV. Hard (full hard) er 90-110 HV. For referanse er glødet T1 veldig myk og kan ripes med en negl. Hard T1 er betydelig stivere, men fortsatt bearbeidbar.
9. Korroderer T1 kobber?
T1 kobber har utmerket korrosjonsbestandighet i luft, ferskvann og nøytrale saltløsninger. Den danner en beskyttende patina over tid. Det korroderer imidlertid i sterke oksiderende syrer (salpetersyre, konsentrert svovelsyre), ammoniakkløsninger og sjøvann (groperrisiko). For de fleste innendørs elektriske applikasjoner er ikke korrosjon et problem.
10. Hva er elastisitetsmodulen til T1 kobber?
Elastisitetsmodulen (Youngs modul) til T1 kobber er 115 -130 GPa (16,7-18,9 msi). Dette er standard for alle kobberkvaliteter. Det er omtrent en tredjedel av stålmodulen (200 GPa), noe som betyr at kobber er omtrent tre ganger mer fleksibelt enn stål under samme belastning.
11. Hva er koeffisienten for termisk utvidelse av T1 kobber?
T1 kobber har termisk utvidelseskoeffisient på 17,0 × 10⁻⁶ /K fra 20-300 grader. Dette betyr at en 1 m lang kobberstang utvides med 0,017 mm for hver 1 grads temperaturøkning. For en 1m bar oppvarming fra 20 grader til 80 grader, er ekspansjonen ca. 1 mm. Ta alltid hensyn til termisk ekspansjon i lange samleskinneløp.
