A tira de cobre-níquel é um produto plano forjado, fornecido em bobinas, nas quais o cobre carrega a ductilidade e o níquel carrega a resistência à água. Duas classes são responsáveis por quase tudo isso, e a única diferença que importa no início é a quantidade de níquel contida na liga: cerca de 10% ou cerca de 30%. Todo o resto decorre dessa escolha.
As classes são nomeadas de acordo com seu teor de níquel e os limites de especificação são estreitos o suficiente para que os dois não possam ser confundidos em um certificado após a leitura da análise.
| Designação | ONU | Níquel | Ferro | Manganês | Outros limites |
|---|---|---|---|---|---|
| CuNi 90/10 | C70600 | 9,0 a 11,0% | 1,0 a 1,8% | 1,0% no máximo | Zinco 1,0% no máximo, chumbo 0,05% no máximo; cobre mais os elementos nomeados 99,5% min |
| CuNi 70/30 | C71500 | 29,0 a 33,0% | 0,40 a 1,0% | 1,0% no máximo | Zinco 1,0% no máximo, chumbo 0,05% no máximo |
O ferro não é uma impureza. É um acréscimo deliberado que o grau 90/10 precisa para sua resistência à água corrente, e seu alcance está inscrito nas especificações por esse motivo. A designação europeia da nota 90/10 éDIN 2.0872, também escrito CuNi10Fe1Mn, e é a mesma liga com um sistema de nomenclatura diferente.
Esses dois são os graus de cobre-níquel forjado. Vale a pena definir o nome, porque uma liga de níquel-cobre chamada Monel 400 é vendida nos mesmos sistemas de água e é uma família diferente: os sistemas de designação os separam na primeira letra, com números C para as ligas à base de cobre, como como C70600 e números N para as ligas à base de níquel. A tira descrita aqui é o material à base de cobre, no qual o cobre é a base e o níquel é a adição.
Aumentar o níquel de 10% para 30% compra força e custa condutividade. Os números abaixo são os valores publicados para as duas ligas; a têmpera deve ser nomeada junto com elas, pois uma tira é fornecida em diversas condições e os valores mecânicos se movem com ela.
| Propriedade | CuNi 90/10 (C70600) | CuNi 70/30 (C71500) |
|---|---|---|
| Gravidade específica | 8,94 | 8,94 |
| Condutividade elétrica a 68 °F (20 °C) | 9% SIGC | 4,6% SIGC |
| Faixa de fusão | Solidus 2.010 °F (1.099 °C), liquidus 2.100 °F (1.149 °C) | Solidus 2.140 °F (1.171 °C), liquidus 2.260 °F (1.238 °C) |
| Resistência à tração, produto plano laminado a quente | 40 ksi (276 MPa) mínimo para padrão | 55 ksi (379 MPa) típico |
| Alongamento, produto plano laminado a quente | 30% mínimo para padrão | 45% típico |
| Classificação de usinabilidade, latão de corte livre = 100 | 20 | 20 |
Duas linhas dessa tabela realizam a maior parte do trabalho na decisão de compra. A condutividade do grau 70/30 é aproximadamente metade da do grau 90/10, portanto, um condutor ou barramento especificado em 70/30 deve ser dimensionado para isso. E os números de resistência são citados apenas para uma condição: o mesmo grau em um temperamento um pouco duro e em um temperamento duro será lido de maneira bem diferente, e é por isso que a condição pertence à linha de pedido ao lado do grau.
A resistência vem da própria liga. Em água limpa ou poluída, forma uma película superficial fina e estável que retarda novos ataques, e a película se forma novamente quando é perturbada. A mesma superfície é hostil à colonização de organismos marinhos, razão pela qual o material é escolhido para tubulações e peças de trocadores de calor que ficam em fluxo.
O teor de níquel define a quantidade dessa proteção disponível e a resistência da tira. O grau 90/10 cobre a maior parte das tarefas relacionadas à água do mar, e o grau 70/30 é especificado onde é necessária mais resistência. Nenhum dos tipos é a resposta em todos os lugares: os dados publicados sobre ligas colocam ambos acima das ligas de cobre-alumínio e de materiais comparáveis em termos de custo, que é o negócio que um comprador está realmente fazendo.
A tira é um material formador. Ele chega em uma bobina com espessura e têmpera controladas para que possa ser moldado, estampado, laminado ou dobrado em uma peça acabada sem tratamento térmico adicional, e o medidor é a razão de grande parte da diferença de custo entre um pedido e outro.
| Item | O que especificar | Por que decide a ordem |
|---|---|---|
| Nota | CuNi 90/10 ou CuNi 70/30, com número UNS | Os limites de análise, a resistência e a condutividade |
| Padrão | ASTM B122para chapas grossas, folhas, tiras e barras laminadas | Os limites de composição e os requisitos mecânicos aos quais o lote é liberado |
| Grossura | O medidor, com a tolerância que se aplica a ele | Como a tira se comporta na prensa ou na formadora de rolo |
| Temperamento | Recozido macio, um quarto duro ou duro | Os valores de tração e alongamento e quanto resta de formação antes que a peça seja finalizada |
| Largura e borda | Largura da bobina e se a borda é cortada ou enrolada | O rendimento da bobina e se a borda precisa de uma operação adicional |
| Condição de fornecimento | Diâmetro interno da bobina, peso da bobina e qualquer intercalação | Como a bobina alimenta o equipamento do cliente |
Na forma composta a faixa de espessura é publicada neste site como0,05 mm a 0,5 mm, que é o intervalo usado para guias de bateria. A tira maciça nos graus padrão é cotada em relação ao desenho, e a análise é confirmada no certificado de teste do moinho para cada bateria, que é o registro que conta.
Os dados de aplicação publicados para ambos os tipos são dominados por um ambiente, a água, e pelas tarefas elétricas que o acompanham.
| Aplicativo | Grau normalmente escolhido | Por que |
|---|---|---|
| Tubulações, conexões e flanges de água do mar | 90/10 | Resistência ao fluxo de água do mar com o menor custo dos dois tipos |
| Placas de tubos, ponteiras e defletores do condensador e do trocador de calor | 90/10 e 70/30 onde é necessária mais força | Resistência à água salgada e às temperaturas do permutador |
| Barramento elétrico marítimo | 90/10 | Resistência à corrosão e maior condutividade dos dois graus, que é a razão pela qual se compra um barramento |
| Abas de bateria, em forma de tira composta | Composto de cobre-níquel | Condutividade do cobre com resistência à corrosão da face de níquel |
| Corpos de válvulas, impulsores de bombas e mangas de hélices | 70/30 | A maior resistência da classe, em peças que suportam carga |
| Cascos de barcos e defletores de água salgada | 90/10 | Resistência à água salgada e à colonização do crescimento marinho |
| Linhas de freio automotivo e direção hidráulica | 90/10 | Resistência ao sal da estrada e ao fluido dentro da linha |
| Limite | Por que | O que isso significa para o pedido |
|---|---|---|
| Não é o produto plano mais barato | O níquel é o elemento caro da liga, e os dados publicados colocam ambos os tipos acima das ligas de cobre-alumínio e de materiais comparáveis em termos de custo. | A classe deve ser comprada para o ambiente em que a peça ficará, e o restante do desenho deve ser mantido no material mais barato que servirá |
| Não é um material de alta resistência | Ambas as classes são descritas como força moderada nos dados publicados | Onde a peça suporta uma carga, 70/30 é a escolha mais forte e a espessura ainda precisa ser dimensionada para isso |
| 70/30 é o pior condutor | 4,6% de SIGC contra 9% de SIGC | Um condutor dimensionado em 90/10 não transportará a mesma corrente em 70/30 na mesma seção transversal |
| O certificado informa o calor de onde veio o lote | A análise é confirmada para aquele calor, e os resultados mecânicos para a condição solicitada | Quando o desenho indicar uma propriedade que a norma não cobre, ela deverá ser nomeada no pedido e testada quanto a |
O teor de níquel e tudo o que daí resulta. O grau 90/10, UNS C70600, contém 9 a 11 por cento de níquel com 1,0 a 1,8 por cento de ferro; o grau 70/30, UNS C71500, contém 29 a 33 por cento de níquel com uma adição menor de ferro. O grau de níquel mais alto é mais forte e tem cerca de metade da condutividade.
A classe 90/10 cobre a maior parte dos serviços de água do mar, incluindo tubulações, conexões e placas de tubos, e é a classe com menor custo. A classe 70/30 é escolhida onde a peça necessita de maior resistência, e não deve ser substituída por 90/10 em um condutor sem redimensionar a seção transversal.
DIN 2.0872 é a designação alemã para o grau 90/10, também escrito CuNi10Fe1Mn, e aparece nas listas de equivalência publicadas junto com UNS C70600. Uma tira encomendada com um nome deve ser certificada em relação aos limites de análise do grau, que é o que mostra que as duas são a mesma liga em um certificado.
A análise térmica e os resultados mecânicos para a condição solicitada, emitidos no formulário EN 10204 3.1. Para o cobre-níquel isso é mais importante do que para um material de catálogo, porque o comportamento à corrosão depende das adições de ferro e manganês e elas pertencem ao certificado para o calor.
Sim. Os dados de fabricação publicados classificam a soldagem e a brasagem como excelentes para ambos os tipos, a soldagem a arco com proteção de gás como excelente e a capacidade de trabalho a frio como boa. O trabalho a quente é realizado em uma faixa estreita, publicada como 1.550 a 1.750 °F (843 a 954 °C) para o grau 90/10, e o recozimento entre 1.100 e 1.500 °F (593 a 816 °C).
A tira composta fornecida para as abas da bateria está listada neste site de 0,05 mm a 0,5 mm. Para tiras maciças nas classes padrão, a espessura, largura, têmpera e condição da borda são cotadas em relação ao desenho, pois a bobina adequada à prensa do cliente é definida pela peça que deve ser conformada.
A tira de cobre e níquel é um material de formação escolhido para água, e a escolha do grau é uma decisão única entre 10% de níquel e 30% de níquel. A nota 90/10 cobre a maior parte das tarefas da água do mar e conduz melhor; a nota 70/30 é mais forte e apresenta cerca de metade do desempenho. O que o comprador controla depois é o padrão, a espessura, a têmpera e a borda, e cada um deles está escrito no certificado.
A fábrica em Changzhou, Jiangsu, produz produtos de níquel e ligas de níquel desde 2002, e a fábrica ocupa 12.000 m² e é certificada pela ISO 9001, com auditorias SGS. A tira CuNi é fornecida na classe 90/10 conforme ASTM B122 e DIN 2.0872, e como tira composta de cobre-níquel de 0,05 mm a 0,5 mm: envie a classe, a espessura, a têmpera e a solicitação para orçamento confirmado.
Os valores das propriedades acima são valores publicados para as duas ligas e não são limites de aceitação. Um lote de cobre-níquel é aceito em relação ao grau, têmpera e dimensões solicitados, e a análise e os resultados mecânicos são confirmados no certificado para o calor de origem do material.