คุณสมบัติของเหล็ก

คุณสมบัติของเหล็ก

ทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสี
ทองแดงขาวเป็นโลหะผสมของทองแดงและนิกเกิล
บรอนซ์เป็นโลหะผสมของทองแดงและธาตุอื่นนอกเหนือจากสังกะสีและนิกเกิล ซึ่งได้แก่ บรอนซ์ดีบุก บรอนซ์อลูมิเนียม เป็นต้น
ทองแดงแดงคือทองแดงที่มีปริมาณทองแดงสูง และมีปริมาณสิ่งเจือปนอื่นๆ น้อยกว่า 1%
ทองแดงแดงเป็นทองแดงบริสุทธิ์ หรือเรียกอีกอย่างว่าทองแดงแดง ทองแดงบริสุทธิ์มีความหนาแน่น 8.96 และมีจุดหลอมเหลว 1,083 องศา ทองแดงแดงมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี มีความเป็นพลาสติกสูง และแปรรูปได้ง่ายด้วยการกดร้อนและกดเย็น ทองแดงแดงใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสายไฟ สายเคเบิล แปรง ทองแดงกัดไฟฟ้าแบบพิเศษสำหรับประกายไฟฟ้า และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ต้องการการนำไฟฟ้าที่ดี
ทองแดงบริสุทธิ์นั้นได้ชื่อนี้มาจากสีม่วงแดง ไม่จำเป็นต้องเป็นทองแดงบริสุทธิ์เสมอไป บางครั้งอาจมีการเติมธาตุดีออกซิไดซ์หรือธาตุอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงวัสดุและประสิทธิภาพ จึงจัดเป็นโลหะผสมทองแดงด้วย เมื่อพิจารณาจากองค์ประกอบแล้ว วัสดุที่ใช้ในการแปรรูปทองแดงของจีนสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ ทองแดงธรรมดา (T1, T2, T3, T4), ทองแดงปลอดออกซิเจน (TU1, TU2 และทองแดงปลอดออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงในสุญญากาศ), ทองแดงดีออกซิไดซ์ (TUP, TUMn) และทองแดงพิเศษที่มีธาตุโลหะผสมในปริมาณเล็กน้อย (ทองแดงอาร์เซนิก, ทองแดงเทลลูเรียม, ทองแดงเงิน)
ทองแดงมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าและการนำความร้อนเป็นรองเพียงเงินเท่านั้น และนิยมใช้ทำอุปกรณ์นำไฟฟ้าและนำความร้อน ทองแดงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศ น้ำทะเล กรดที่ไม่เกิดออกซิเดชันบางชนิด (กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริกเจือจาง) ด่าง สารละลายเกลือ และกรดอินทรีย์ต่างๆ (กรดอะซิติก กรดซิตริก) และใช้ในอุตสาหกรรมเคมี นอกจากนี้ ทองแดงยังเชื่อมได้ดีและสามารถแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและสำเร็จรูปต่างๆ ได้ผ่านการแปรรูปพลาสติกแบบเย็นและแบบร้อน ในช่วงทศวรรษ 1970 ผลผลิตทองแดงเกินผลผลิตทั้งหมดของโลหะผสมทองแดงประเภทอื่น
สิ่งเจือปนในทองแดงมีผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อการนำไฟฟ้าและความร้อนของทองแดง ในจำนวนนี้ ไททาเนียม ฟอสฟอรัส เหล็ก ซิลิกอน ฯลฯ ลดการนำไฟฟ้าได้อย่างมาก ในขณะที่แคดเมียม สังกะสี ฯลฯ มีผลเพียงเล็กน้อย ออกซิเจน กำมะถัน ซีลีเนียม เทลลูเรียม ฯลฯ มีความสามารถในการละลายของแข็งต่ำมากในทองแดงและสามารถสร้างสารประกอบเปราะบางกับทองแดงได้ พวกมันมีผลเพียงเล็กน้อยต่อการนำไฟฟ้า แต่สามารถลดพลาสติกในการประมวลผลได้ เมื่อทองแดงธรรมดาถูกให้ความร้อนในบรรยากาศรีดิวซ์ที่มีไฮโดรเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับคิวปรัสออกไซด์ (Cu2O) ที่ขอบเกรนได้อย่างง่ายดายเพื่อสร้างไอน้ำที่มีแรงดันสูงหรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งอาจทำให้ทองแดงแตกร้าวได้ ปรากฏการณ์นี้มักเรียกว่า "โรคไฮโดรเจน" ของทองแดง ออกซิเจนเป็นอันตรายต่อการเชื่อมของทองแดง บิสมัทหรือตะกั่วสร้างจุดหลอมเหลวยูเทกติกต่ำกับทองแดง ทำให้ทองแดงร้อนและเปราะ และเมื่อบิสมัทเปราะบางกระจายตัวเป็นฟิล์มบางๆ ที่ขอบเกรน จะทำให้ทองแดงเย็นและเปราะ ฟอสฟอรัสสามารถลดการนำไฟฟ้าของทองแดงได้อย่างมาก แต่สามารถเพิ่มการไหลของของเหลวทองแดงและปรับปรุงความสามารถในการเชื่อมได้ ตะกั่ว เทลลูเรียม กำมะถัน ฯลฯ ในปริมาณที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความสามารถในการตัดเฉือนได้
ทองเหลือง: โลหะผสมทองแดงที่มีสังกะสีเป็นองค์ประกอบหลักจะมีสีเหลืองสวยงามและเรียกรวมกันว่าทองเหลือง โลหะผสมทองแดง-สังกะสีเรียกว่าทองเหลืองธรรมดาหรือทองเหลืองธรรมดา ทองเหลืองที่มีองค์ประกอบมากกว่าสามองค์ประกอบเรียกว่าทองเหลืองพิเศษหรือทองเหลืองเชิงซ้อน โลหะผสมทองเหลืองที่มีสังกะสีน้อยกว่า 36% ประกอบด้วยสารละลายของแข็งและมีคุณสมบัติในการขึ้นรูปเย็นที่ดี ตัวอย่างเช่น ทองเหลืองที่มีสังกะสี 30% มักใช้ทำปลอกกระสุน ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าทองเหลืองตลับหรือทองเหลือง 73 โลหะผสมทองเหลืองที่มีสังกะสีระหว่าง 36% ถึง 42% ประกอบด้วยสารละลายของแข็ง โดยทองเหลือง 64% ที่มีสังกะสี 40% เป็นทองเหลืองที่นิยมใช้มากที่สุด เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของทองเหลืองธรรมดา มักจะเติมธาตุอื่นๆ เช่น อะลูมิเนียม นิกเกิล แมงกานีส ดีบุก ซิลิกอน ตะกั่ว เป็นต้น อะลูมิเนียมสามารถปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการกัดกร่อนของทองเหลือง แต่จะลดความเป็นพลาสติก ทำให้เหมาะสำหรับคอนเดนเซอร์สำหรับเดินทะเลและชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนอื่นๆ ดีบุกสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนของทองเหลืองต่อน้ำทะเล จึงเรียกว่าทองเหลืองสำหรับกองทัพเรือ ซึ่งใช้ในอุปกรณ์ระบายความร้อนและใบพัดของเรือ ตะกั่วสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตัดของทองเหลืองได้ ทองเหลืองที่ตัดง่ายนี้มักใช้เป็นชิ้นส่วนนาฬิกา ทองเหลืองหล่อมักใช้ทำวาล์วและอุปกรณ์ท่อ เป็นต้น
บรอนซ์: เดิมหมายถึงโลหะผสมทองแดง-ดีบุก และต่อมาโลหะผสมทองแดงอื่นๆ นอกเหนือจากทองเหลืองและนิกเกิลซิลเวอร์เรียกว่าบรอนซ์ และชื่อของธาตุหลักที่เติมเข้าไปตัวแรกมักจะถูกเพิ่มก่อนชื่อบรอนซ์ บรอนซ์ดีบุกมีประสิทธิภาพในการหล่อที่ดี ประสิทธิภาพในการต้านแรงเสียดทาน และคุณสมบัติเชิงกล และเหมาะสำหรับการผลิตตลับลูกปืน เฟืองตัวหนอน เฟือง ฯลฯ บรอนซ์ตะกั่วเป็นวัสดุตลับลูกปืนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์และเครื่องเจียรสมัยใหม่ บรอนซ์อลูมิเนียมมีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการสึกหรอและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และใช้ในการหล่อเฟืองรับน้ำหนักสูง บูช ใบพัดเรือ ฯลฯ บรอนซ์เบริลเลียมและบรอนซ์ฟอสเฟอร์มีขีดจำกัดความยืดหยุ่นสูงและการนำไฟฟ้าที่ดี และเหมาะสำหรับการผลิตสปริงที่มีความแม่นยำและองค์ประกอบสัมผัสไฟฟ้า บรอนซ์เบริลเลียมยังใช้ในการผลิตเครื่องมือปลอดประกายไฟที่ใช้ในเหมืองถ่านหิน คลังน้ำมัน ฯลฯ
นิกเกิลซิลเวอร์: โลหะผสมทองแดงที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลัก โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลเรียกว่านิกเกิลซิลเวอร์ธรรมดา โลหะผสมนิกเกิลซิลเวอร์ที่มีแมงกานีส เหล็ก สังกะสี อะลูมิเนียม และองค์ประกอบอื่นๆ เรียกว่านิกเกิลซิลเวอร์เชิงซ้อน นิกเกิลซิลเวอร์ในอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ นิกเกิลซิลเวอร์โครงสร้างและนิกเกิลซิลเวอร์ไฟฟ้า นิกเกิลซิลเวอร์โครงสร้างมีลักษณะเด่นคือคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและทนต่อการกัดกร่อน และมีสีสันสวยงาม ทองแดงขาวประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องจักรความแม่นยำ เครื่องจักรเคมี และส่วนประกอบของเรือ ทองแดงขาวไฟฟ้าโดยทั่วไปมีคุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกที่ดี
ทองแดงแมงกานีส คอนสแตนแทน และทองแดง เป็นทองแดงแมงกานีสขาวที่มีปริมาณแมงกานีสต่างกัน ทองแดงเหล่านี้ใช้ในการผลิตเครื่องมือไฟฟ้าที่มีความแม่นยำ วาริสเตอร์ ตัวต้านทานที่มีความแม่นยำ เกจวัดความเครียด เทอร์โมคัปเปิล เป็นต้น