introduzione
Le leghe di rame fuso sono ampiamente utilizzate in vari settori grazie alle loro eccellenti proprietà, tra cui resistenza alla corrosione, conduttività termica e facilità di fusione. Queste leghe vengono prodotte fondendo e versando rame e altri elementi in stampi per creare forme complesse. Questo articolo esplora i tipi comuni di leghe di rame colato, le loro proprietà e applicazioni.
Leghe rame-stagno (bronzo)
Le leghe di bronzo sono tra le leghe di rame colato più comuni. Tipicamente contengono rame e stagno come elementi primari.
| Tipo di lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni | Resistenza alla trazione (MPa) | Durezza (HB) |
|---|---|---|---|---|
| Bronzo ad alto contenuto di stagno | Elevata resistenza, buona resistenza alla corrosione | Cuscinetti, boccole, ingranaggi | 310-380 | 80-100 |
| Bronzo a stagno medio | Eccellente resistenza all'usura, basso attrito | Sedi valvole, componenti di pompe | 240-310 | 60-85 |
| Campana in bronzo | Elevata durezza, buona lavorabilità | Campane, strumenti musicali | 200-240 | 90-110 |
Le leghe di bronzo offrono un buon equilibrio tra resistenza, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione, rendendole adatte a varie applicazioni industriali.
Leghe di rame-zinco (ottone)
Le leghe di ottone sono leghe rame-zinco ampiamente utilizzate grazie alla loro eccellente formabilità e lavorabilità.
| Tipo di lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni | Resistenza alla trazione (MPa) | Allungamento (%) |
|---|---|---|---|---|
| Ottone giallo | Buona resistenza, ottima lavorabilità | Impianti idraulici, ferramenta decorativa | 230-350 | 20-35 |
| Ottone ad alta resistenza | Elevata duttilità, buona resistenza alla corrosione | Componenti architettonici, hardware marino | 380-550 | 15-25 |
| Ottone al piombo | Ottima lavorabilità, basso costo | Valvole, raccordi, fusioni ornamentali | 220-310 | 20-30 |
Le leghe di ottone sono note per il loro colore dorato e vengono spesso utilizzate in applicazioni decorative e in componenti funzionali.
Leghe Rame-Alluminio (Bronzo Alluminio)
Le leghe di bronzo-alluminio uniscono le proprietà del rame alla resistenza e leggerezza dell'alluminio.
| Tipo di lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni | Resistenza alla trazione (MPa) | Carico di snervamento (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Bronzo Al monofase | Elevata resistenza, eccellente resistenza alla corrosione | Eliche marine, giranti di pompe | 550-650 | 250-300 |
| Duplex Al Bronzo | Buona resistenza all'usura, alta resistenza | Cuscinetti, ingranaggi, componenti di valvole | 600-750 | 280-350 |
| Bronzo al nichel-al | Ottima resistenza alle alte temperature | Componenti di aerei, pale di turbine | 650-800 | 300-400 |
Le leghe di bronzo-alluminio sono particolarmente apprezzate per la loro elevata robustezza e l'eccellente resistenza alla corrosione in ambienti marini.
Leghe rame-silicio (bronzo silicio)
Le leghe di bronzo al silicio offrono una combinazione di elevata robustezza ed eccellente resistenza alla corrosione.
| Tipo di lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni | Resistenza alla trazione (MPa) | Conduttività elettrica (%IACS) |
|---|---|---|---|---|
| Bronzo a basso contenuto di silicio | Elevata resistenza, buona duttilità | Hardware marino, accessori architettonici | 380-480 | 15-20 |
| Bronzo a medio silicio | Ottima resistenza alla corrosione, buona saldabilità | Componenti di pompe, corpi valvola | 410-520 | 7-10 |
| Bronzo ad alto contenuto di silicio | Elevata resistenza, buona resistenza all'usura | Cuscinetti, boccole, ingranaggi | 450-550 | 5-8 |
Le leghe di bronzo al silicio sono spesso utilizzate in applicazioni che richiedono elevata robustezza e resistenza alla corrosione, in particolare in applicazioni marine e architettoniche.
Leghe Rame-Nichel
Le leghe di rame-nichel, note anche come cupronichel, offrono un'eccellente resistenza alla corrosione, soprattutto in acqua di mare.
| Tipo di lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni | Resistenza alla trazione (MPa) | Conducibilità termica (W/m·K) |
|---|---|---|---|---|
| 70-30 Cupronichel | Eccellente resistenza alla corrosione dell'acqua di mare | Valvole marine, pompe, scambiatori di calore | 330-380 | 29 |
| 90-10 cupronichel | Elevata resistenza, buona resistenza all'erosione | Alberi portaelica, raccordi nautici | 280-330 | 50 |
| 55-45 Cupronichel | Resistenza alla corrosione superiore, elevata resistenza | Attrezzature per il trattamento chimico, impianti di desalinizzazione | 400-450 | 21 |
Le leghe rame-nichel sono ampiamente utilizzate nelle industrie di lavorazione marina e chimica grazie alla loro eccezionale resistenza alla corrosione.
Leghe di rame ad alta resistenza
Queste leghe sono progettate per applicazioni che richiedono elevata resistenza e durezza.
| Tipo di lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni | Resistenza alla trazione (MPa) | Carico di snervamento (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Bronzo al manganese | Resistenza molto elevata, buona resistenza all'usura | Cuscinetti per carichi pesanti, ingranaggi a vite senza fine | 650-750 | 320-380 |
| Bronzo al nichel-alluminio | Elevata resistenza, buona resistenza alla corrosione | Eliche marine, giranti di pompe | 600-700 | 280-350 |
| Bronzo al nichel-silicio | Ottima robustezza, buona resistenza alla corrosione | Corpi di valvole idrauliche, eliche sottomarine | 700-800 | 350-400 |
Queste leghe ad alta resistenza vengono utilizzate in applicazioni in cui le leghe di bronzo o ottone standard potrebbero non fornire sufficiente robustezza o resistenza all'usura.
Conclusione
Le leghe di rame fuso offrono un'ampia gamma di proprietà adatte a diverse applicazioni in molti settori. Dall'elevata resistenza dei bronzi all'alluminio all'eccellente resistenza alla corrosione delle leghe di rame-nichel, esiste una lega di rame fusa adatta a quasi tutti i requisiti ingegneristici. La scelta della lega dipende dall'applicazione specifica, considerando fattori quali robustezza, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura, lavorabilità e costo.
Mentre la scienza dei materiali continua ad avanzare, vengono sviluppate nuove leghe di rame colato per soddisfare le esigenze tecnologiche emergenti e le normative ambientali. La versatilità e le prestazioni delle leghe di rame colato garantiscono la loro continua importanza nell'ingegneria e nella produzione moderne.