Vad C12200 fosfor-avoxiderad koppar är
C12200 är en deoxiderad koppar som innehåller en avsiktligt kontrollerad mängd fosfor. Klassen är internationellt känd som DHP, en förkortning för deoxiderad hög fosfor, och förekommer i det europeiska beteckningssystemet som Cu-DHP och i de kinesiska och japanska bearbetade kopparsystemen som TP2 respektive C1220. Den kombinerar en kopparhalt på minst 99,90 % med ett fosforintervall som är tillräckligt högt för att slutföra deoxidation i smältan men ändå tillräckligt låg för att lämna användbar elektrisk och termisk ledningsförmåga i den färdiga produkten.
Skillnaden mellan C12200 och de syrefria-klasserna är viktig. Syre-fri koppar tar bort syre enbart genom processkontroll och innehåller ingen avsiktlig deoxidant. C12200 tar bort syre genom att reagera det med fosfor, så det färdiga materialet innehåller en rest av det elementet i fast lösning. Denna rest är anledningen till att kvaliteten är tillräckligt formbar för att svetsas och lödas utan väteförsprödning, och även anledningen till att dess konduktivitet är lägre än den för syrefri koppar.
Fosforinnehåll och dess roll
Det specificerade fosforintervallet för C12200 är 0,015 % till 0,040 % i relevanta produktstandarder, inklusive ASTM B152/B152M för plåt, plåt, band och valsad stång, ASTM B75/B75M och ASTM B68/B68M för sömlösa rör, och den europeiska beteckningen Cu{9}}DHP. Den övre gränsen existerar eftersom överskott av fosfor sänker konduktiviteten och kan försämra varmbearbetbarheten; den nedre gränsen finns för att för lite fosfor lämnar löst syre i smältan.
| Kvalitet | Fosforhalt | Koppar, minimum | Konduktivitet, glödgat |
|---|---|---|---|
| C11000, elektrolytisk tuff pitch | Ingen fosfortillsats; syre närvarande som koppar(II)oxid | 99.90 % | cirka 100 % IACS |
| C12200, DHP | 0.015 - 0.040 % | 99.90 % | cirka 85 % IACS |
| C10200, syre-fri | Inget medvetet tillägg; låg rest | 99.95 % | cirka 101 % IACS |
Mekanismen är okomplicerad. Under smältning reagerar fosfor med löst syre för att bilda en fosforoxid som lämnar smältan som slagg, så det gjutna materialet stelnar fritt från kopparoxidnätverket som orsakar väteförsprödning i seg koppar. Det som återstår är en liten mängd fosfor i fast lösning i koppargittret. Eftersom löst fosfor sprider ledningselektroner mycket effektivt för sin låga koncentration, är effekten på konduktiviteten oproportionerlig: skillnaden mellan den deoxiderade högfosforhalten och syre-fria kopparn i tabellen ovan produceras av en fosforhalt på bara några hundradelar av en procent.
Kvaliteter med en mellanliggande fosforhalt finns tillgängliga där en kompromiss önskas. Den deoxiderade lågfosforkopparn C12000 innehåller mindre fosfor än C12200 och behåller därför ganska mer ledningsförmåga samtidigt som den fortfarande är helt deoxiderad, vilket gör den lämplig för applikationer som samlingsskena och ihåliga ledare där både svetsbarhet och effektivitet spelar roll.
Fysiska och mekaniska egenskaper
C12200 är en mjuk, seg koppar med den densitet och smältbeteende som förväntas av metallen. Dess styrka utvecklas genom kallreduktion på samma sätt som andra smideskoppar, och tempereringsnomenklaturen följer standardpraxis för smideskopparprodukter, från glödgat till kvarts-hårt, halvt-hårt och hårt.
| Egendom | Typiskt värde | Kommentar |
|---|---|---|
| Densitet | ca 8,94 g per kubikcentimeter | Används för massa- och tryckberäkningar |
| Smältområde | ca 1080 grader Celsius | Lite påverkad av kvarvarande fosfor |
| Elektrisk ledningsförmåga, glödgad | cirka 85 % IACS minimum | Lägre än syre-fri koppar på grund av löst fosfor |
| Draghållfasthet, glödgat | ungefär 210 - 260 MPa | Typiskt för spö och rör i det mjuka temperamentet |
| Förlängning, glödgat | 40 % och över | Tillåter böjning, utvidgning och expansion utan att spricka |
| Hårdhet, glödgat | om 45 - 65 HV | Stiger stadigt med köldminskning |
Minima för mekaniska egenskaper för en viss produktform och temperament bestäms av tillämplig standard, och värdena ovan är typiska kommersiella siffror snarare än specifikationsgränser. Den praktiska poängen för en designer är formen på egenskapskurvan: i det mjuka temperamentet har materialet hög töjning och måttlig styrka, och kallbearbetning byter töjning mot styrka. För vatten- och gasrör, där skarvar görs genom bockning, utvidgning och lödning, är det mjuka temperamentet nästan alltid specificerat.
Tillämpningar av C12200 stav, stång och rör
Kombinationen av full deoxidation, adekvat ledningsförmåga och utmärkt formbarhet ger C12200 ett brett användningsområde:
Vattenrör, gasrör och värmerör, inklusive väggtjocklekar av typ K, typ L och typ M som används för hushålls- och kommersiella VVS.
Kyl- och luftkonditioneringsslangar-, där materialet måste böjas, expanderas till fenor och lödas utan att spricka.
Bil- och kommersiella värmeväxlare, radiatorer, oljekylare och bromsledningar.
Marin- och avsaltningsutrustning, sjövattenledningar, kondensorvattenlådor och VVS ombord.
Elektriska ledare, samlingsskena och ställverksdelar i storlekar där konduktiviteten hos den deoxiderade kvaliteten är tillräcklig.
Takbeläggning, inslag, hängrännor och arkitektoniska komponenter, där legeringen får en stabil patina och kan lödas.
Stång och stånglager för bearbetning, smidda beslag, ventiler och gängade delar.
I marin- och avsaltningsarbeten används kvaliteten i de former som bär vatten snarare än i de hög-ledningsförmåga strömförande delarna-, eftersom de syrefria-kvaliteterna föredras varhelst ledareffektiviteten styr konstruktionen.
Formnings-, fognings- och korrosionsanteckningar
C12200 är bland de enklaste av smideskopparna att tillverka. Den böjs, utvidgas, expanderas och sänks i det glödgade temperamentet; den är bearbetad med konventionella verktyg, med skarpa kanter och generösa spånvinklar eftersom koppararbeten-härdar snabbt; och den är sammanfogad av mjuklödning, silverlödning, gas-skyddad bågsvetsning och motståndssvetsning. Eftersom materialet redan är helt deoxiderat kan det värmas upp i en reducerande atmosfär, ljusglödga och ugnslödas utan den intergranulära sprickbildning som påverkar tuff koppar. Detta är en genuin bearbetningsfördel och det är ofta den avgörande faktorn vid valet av betyg.
Korrosionsbeteendet i vattenservice är generellt sett bra, med de vanliga kvalifikationerna som gäller för alla kopparlegeringar. Angreppet påverkas av vattenkemi, av närvaron av kvarvarande klor eller högt lösta fasta ämnen och av flödeshastighet. Pitting kan förekomma i vissa vatten med aggressiva egenskaper, och det hanteras genom att kontrollera vattenbehandlingen, genom att hålla hastigheter inom det rekommenderade intervallet för rördiametern och genom att undvika stillastående förhållanden under driftsättning. C12200 innehåller ingen zink, så avzinkning, som är ett felläge för den höga-zinkmässingen, gäller inte för den; motsvarande risk i denna familj är angrepp av myr-bo av kvarvarande kolfilmer kvar i röret efter ljusglödgning, vilket kontrolleras av korrekt rengöring och av specificerade gränser för kolrester.
FAQ
F: Vad är den exakta fosforhalten i C12200?
Det specificerade intervallet är 0,015 % till 0,040 %. Den nedre gränsen säkerställer att smältan är helt deoxiderad och den övre gränsen skyddar konduktivitet och varmbearbetbarhet.
F: Varför minskar fosfor ledningsförmågan?
Fosfor löses i koppargittret och de lösta atomerna sprider ledningselektroner. Till och med några hundradelar av en procent har en mätbar effekt, vilket är anledningen till att den glödgade konduktiviteten för C12200 är cirka 85 % IACS medan syrefri-koppar når cirka 101 % IACS.
F: Är C12200 detsamma som syrefri-koppar?
Nej. Båda är fria från kopparoxid, men de uppnår det på olika sätt: C12200 använder en fosfortillsats som finns kvar i den färdiga metallen, medan syre-fri koppar tar bort syre genom processkontroll och innehåller ingen avsiktlig deoxidant.
F: Kan C12200 svetsas eller lödas?
Ja. Den är helt deoxiderad, så den kan sammanfogas och ljusglödga i reducerande atmosfärer utan den intergranulära sprickbildning som påverkar tuff koppar. Mjuklödning, silverlödning och gas-skärmad bågsvetsning används framgångsrikt.
F: Vilka standarder täcker denna klass?
ASTM B152/B152M täcker plåt, plåt, band och valsad stång, ASTM B75/B75M och ASTM B68/B68M täcker sömlösa rör, och kvaliteten betecknas även Cu-DHP i det europeiska systemet och TP2 eller C1220 i de kinesiska och japanska kopparsystemen.
F: Vad är skillnaden mellan DHP och DLP koppar?
DHP betyder deoxiderat högt fosfor och hänvisar till C12200 med dess 0,015 % till 0,040 % fosforintervall. DLP betyder deoxiderad lågfosfor och syftar på kvaliteter som C12000 som innehåller mindre fosfor och därför håller en högre ledningsförmåga samtidigt som de fortfarande är helt deoxiderade.
