Lista de aleaciones de cobre

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Ejemplo de un objeto de aleación de cobre: un "Núcleo de Fundación" Neo-Sumerio de Gudea, alrededor de 2100 A.C., hecho en el método de fundición de cera perdida, en general: 17.5 x 4.5 x 7.3 cm, probablemente de Irak moderno, ahora en el Museo de Arte de Cleveland (Cleveland, Ohio, USA)

Las aleaciones de cobre son aleaciones metálicas que tienen el cobre como componente principal. Tienen alta resistencia contra la corrosión. De la gran cantidad de tipos diferentes, los tipos tradicionales más conocidos son el bronce, donde el estaño es una adición importante, y el latón, que utiliza en su lugar zinc. Ambos son términos imprecisos. Latten es otro término que se utiliza principalmente para monedas con un contenido muy alto de cobre. Hoy en día se tiende a sustituir a todos ellos por el término aleación de cobre, especialmente por parte de los museos.

Los depósitos de cobre son abundantes en la mayor parte del mundo (a nivel mundial, 70 partes por millón) y, por lo tanto, siempre ha sido un metal relativamente barato. Por el contrario, el estaño es relativamente raro (2 partes por millón), y en Europa y la región mediterránea, e incluso en tiempos prehistóricos, tenía que comercializarse a distancias considerables y era caro, a veces prácticamente inalcanzable. El zinc se encontraba entre estos dos en términos de rareza, 75 partes por millón, pero a menudo era más difícil de extraer de sus minerales. Por lo tanto, el bronce con el porcentaje ideal de estaño era caro y la proporción de estaño a menudo se reducía para ahorrar costos. El descubrimiento y explotación del cinturón de estaño boliviano en el siglo XIX hizo que el estaño fuera mucho más barato, aunque los pronósticos para el suministro futuro son sombríos.

Hay hasta 400 composiciones diferentes de cobre y aleaciones de cobre agrupadas libremente en las siguientes categorías: cobre, aleaciones con alto contenido de cobre, latones, bronces, cobre-níquel, cobre-níquel-zinc (alpaca), cobre con plomo y aleaciones especiales. .

Composición

La similitud en el aspecto externo de las distintas aleaciones, junto con las diferentes combinaciones de elementos utilizados en la fabricación de cada aleación, puede generar confusión a la hora de categorizar las diferentes composiciones. La siguiente tabla enumera el principal elemento de aleación de cuatro de los tipos más comunes utilizados en la industria moderna, junto con el nombre de cada tipo. Los tipos históricos, como los que caracterizan la Edad del Bronce, son más vagos ya que las mezclas fueron generalmente variables.

Clasificación del cobre y sus aleaciones
FamiliaElemento principal de aleaciónNúmeros del SNU
Aleaciones de cobre, bronceZinc (Zn)C1xxxx-C4xxxx,C66400–C69800
Phosphor bronceTin (Sn)C5xxxx
bronces de aluminioAluminio (Al)C60600–C64200
bronces de siliconaSilicon (Si)C64700–C66100
Cupronickel, plata de níquelNickel (Ni)C7xxxx
Propiedades mecánicas de aleaciones comunes de cobre
Nombre Composición nominal (porcentajes) Forma y condición Fuerza de rendimiento (0,2% offset, ksi) Fuerza de tensil (ksi) Elongación en 2 pulgadas (porcentaje) Dureza (escala de Sangre) Comentarios
Cobre (ASTM B1, B2, B3, B152, B124, R133) Cu 99.9 Annealed 10 32 45 42 Equipo eléctrico, techo, pantallas
Cold-drawn 40 45 15 90
Cold-rolled 40 46 5 100
Metal de flexión (ASTM B36) Cu 95.0, Zn 5.0 Cold-rolled 50 56 5 114 Monedas, chaquetas de bala
Cartucho de latón (ASTM B14, B19, B36, B134, B135) Cu 70.0, Zn 30.0 Cold-rolled 63 76 8 155 Bien para el trabajo en frío; radiadores, hardware, cajas de cartuchos eléctricos y dibujados.
Phosphor bronce (ASTM B103, B139, B159) Cu 89.75, Sn 10.0, P 0.25 Temperatura de primavera 122 4 241 Alta fuerza de fatiga y calidades de primavera
Latón amarillo o alto (ASTM B36, B134, B135) Cu 65.0, Zn 35.0 Annealed 18 48 60 55 Buena resistencia a la corrosión
Cold-drawn 55 70 15 115
Cold-rolled (HT) 60 74 10 180
bronce manganés (ASTM 138) Cu 58.5, Zn 39.2, Fe 1.0, Sn 1.0, Mn 0.3 Annealed 30 60 30 95 Forgings
Cold-drawn 50 80 20 180
Latón naval (ASTM B21) Cu 60.0, Zn 39.25, Sn 0.75 Annealed 22 56 40 90 Resistencia a la corrosión de sal
Cold-drawn 40 65 35 150
Muntz metal (ASTM B111) Cu 60.0, Zn 40.0 Annealed 20 54 45 80 Tubos condensadores
bronce de aluminio (ASTM B169 aleación A, B124, B150) Cu 92.0, Al 8.0 Annealed 25 70 60 80
Duro 65 105 7 210
cobre de berilio (ASTM B194, B196, B197) Cu 97.75, Be 2.0, Co o Ni 0.25 Annealed, solution-treated 32 70 45 B60 (Rockwell) Electrical, válvulas, bombas, herramientas de campo de aceite, aeroespaciales, soldadura robótica, fabricación de moldes
Cold-rolled 104 110 5 B81 (Rockwell)
Latón de corte libre Cu 62.0, Zn 35.5, Pb 2.5 Cold-drawn 44 70 18 B80 (Rockwell) Tornillos, tuercas, engranajes, llaves
Plata de níquel (ASTM B122) Cu 65.0, Zn 17.0, Ni 18.0 Annealed 25 58 40 70 Hardware
Cold-rolled 70 85 4 170
Plata de níquel (ASTM B149) Cu 76.5, Ni 12.5, Pb 9.0, Sn 2.0 Cast 18 35 15 55 Fácil de mecanizar; ornamentos, plomería
Cupronickel (ASTM B111, B171) Cu 88.35, Ni 10.0, Fe 1.25, Mn 0.4 Annealed 22 44 45 Condensor, tubos de agua salada
Tubo frío-drawn 57 60 15
Cupronickel Cu 70.0, Ni 30.0 Wrought Equipo de cambio de calor, válvulas
Metal de onza Aleación de cobre C83600 (también conocida como "latón rojo" o "metal de la composición") (ASTM B62) Cu 85.0, Zn 5.0, Pb 5.0, Sn 5.0 Cast 17 37 25 60
Gunmetal (conocido como "latón rojo" en EE.UU.) Varies Cu 80-90%, Zn =5%, Sn ~10%, +otros elementos@ ▪1%
Propiedades mecánicas de las aleaciones de cobre Copper Development Association (CDA)
FamiliaCDAFuerza de tensil [ksi]Fuerza de rendimiento [ksi]Elongation (typ.) [%]Hardness
[Brinell 10 mm-500 kg]
Machinability [YB = 100]
Min.Tip.Min.Tip.
Rojo bronce8333210353535
836303714173050 a 6584
838293512162550-6090
Latón semi-rojo844293413152650-6090
848253612143050-6090
bronce manganeso8629095454820170–19530
8631101196083182258
865657125283013026
Tin bronce903404518213060 a 7530
90540451822257530
90735441822208020
bronce de lata922344016203060 a 7242
923364016202560 a 7542
926404418203065 a 8040
927354221207745
bronce de lata de alta calidad932303514182060 a 7070
9342532162055 a 6570
935253212163055 a 6570
936333016211579-8380
937253512182055 a 7080
938253014161850-6080
9432127131042–5580
bronce de aluminio9526580252735110–14050
953657525272514055
9547585303518140 a 17060
95590100404412180–20050
9588595353825150-17050
Silicon bronce878808330372911540
Escala Brinell con carga de 3000 kg
Comparación de los estándares de aleación de cobre
FamiliaCDAASTMSAESAE superóFederalMilitar
Rojo bronce833
836B145-83683640QQ-C-390 (B5)C-2229 Gr2
838B145-838838QQ-C-390 (B4)
Latón semi-rojo844B145-844QQ-C-390 (B2)
848B145-848QQ-C-390 (B1)
bronce manganeso862B147-862862430AQQ-C-390 (C4)C-2229 Gr9
863B147-863863430BQQ-C-390 (C7)C-2229 Gr8
865B147-86586543QQ-C-390 (C3)C-2229 Gr7
Tin bronce903B143-903903620QQ-C-390 (D5)C-2229 Gr1
905B143-90590562QQ-C-390 (D6)
90790765
bronce de lata922B143-922922622QQ-C-390 (D4)B-16541
923B143-923923621QQ-C-390 (D3)C-15345 Gr10
926926
92792763
bronce de lata de alta calidad932B144-932932660QQ-C-390 (E7)C-15345 Gr12
934QQ-C-390 (E8)C-22229 Gr3
935B144-93593566QQ-C-390 (E9)
937B144-93793764QQ-C-390 (E10)
938B144-93893867QQ-C-390 (E6)
943B144-943943QQ-C-390 (E1)
bronce de aluminio952B148-95295268AQQ-C-390 (G6)C-22229 Gr5
953B148-95395368BQQ-C-390 (G7)
954B148-954954QQ-C-390 (G5)C-15345 Gr13
955B148-955955QQ-C-390 (G3)C-22229 Gr8
958QQ-C-390 (G8)
Silicon bronce878B30878

En la tabla siguiente se describe la composición química de diferentes grados de aleaciones de cobre.

Composición química de aleaciones de cobre
FamiliaCDAAMSUNSCuSnPbZn...Ni.Fe [%]AlOtros [%]
Rojo bronce833C83300931,51,54
C834009010
8364855BC8360085555
838C8380083467
Latón semi-rojo844C8440081379
845C84500783712
848C84800763615
bronce manganesoC86100670.52135Mn 4
862C86200642634Mn 3
8634862BC86300632536Mn 3
8654860AC86500580.539,511Mn 0,25
Tin bronce903C903008884
9054845DC9050088100,3 m2
907C9070089110,5 m0,5 m
bronce de lata922C922008861,54.5
923C923008781 m4
9264846AC92600871012
927C92700881020,7 m
bronce de lata de alta calidad932C9320083773
934C9340084880,7 m
935C93500855910,5 m
9374842AC937008010100,7 m
938C93800787150,75 m
9434840AC94300705250,7 m
bronce de aluminio952C952008839
953C9520089110
9544870B
4872B
C9540085411
C9541085411Ni 2
955C95500814411
C95600917Si 2
C9570075238Mn 12
958C9580081549Mn 1
Silicon bronceC8720089Si 4
C874008314Si 3
C875008214Si 4
C87600905,5Si
878C878008014Si 4
C879006534Si 1
La composición química puede variar para producir propiedades mecánicas

Latones

Binary Cu Si phase diagram, the base phase diagram for silicon bronzes generated using NIMS Open databases https://cpddb.nims.go.jp/cpddb/cu-ehttps://cpddb.nims.go.jp/cpddb/cu-elem/cusi/cusi.htm - DOI https://doi.org/10.48505/nims.3060 and Computherm Pandat https://computherm.com/
Binary Cu Si diagrama de fase, el diagrama de fase base para bronces de silicio
Binary Cu Al phase diagram, the base phase diagram for aluminium bronzes
Binary Cu Diagrama de fase Al, el diagrama de fase base para bronces de aluminio, generado mediante bases de datos NIMS Open https://cpddb.nims.go.jp/cpddb/al-elem/alcu/alcu.htm - DOI https://doi.org/10.48505/nims.3060 y Computherm Pandat https://computherm.com/
Binary Cu Sn phase diagram
Binary Cu Esquema de fase Sn, el diagrama de fase base para bronces, generado mediante bases de datos NIMS Open https://cpddb.nims.go.jp/cpddb/cu-elem/cusn/cusn.htm - DOI https://doi.org/10.48505/nims.3060 y Computherm Pandat https://computherm.com/
Cu Zn binary phase diagram. Base phase diagram for brasses
Binary Cu Esquema de fase Zn, el diagrama de fase base para latón, generado mediante la base de datos NIMS Open https://cpddb.nims.go.jp/cpddb/cu-elem/cu_index.htm Cu-Zn - DOI https://doi.org/10.48505/nims.3060 y Computherm Pandat https://computherm.com/

Un bronce es una aleación de cobre con zinc. Las brasas son generalmente amarillas en color. El contenido de zinc puede variar entre pocos % a aproximadamente 40%; mientras se mantiene bajo 15%, no disminuye marcadamente la resistencia a la corrosión del cobre.

Los frenos pueden ser sensibles a la corrosión de lixiviación selectiva en ciertas condiciones, cuando el zinc es lixiviado de la aleación (dezincification), dejando atrás una esponjosa estructura de cobre.

  • Oro nórdico

Bronces

Un bronce es una aleación de cobre y otros metales, generalmente estaño, pero también aluminio y silicio.

  • Los bronces de aluminio son aleaciones de cobre y aluminio. El contenido de aluminio oscila principalmente entre el 5% y el 11%. A veces se añade hierro, níquel, manganeso y silicio. Tienen mayor resistencia y resistencia a la corrosión que otros bronces, especialmente en medio marino, y tienen baja reactividad a compuestos de azufre. El aluminio forma una capa de pasivación delgada sobre la superficie del metal.
  • Bell metal
  • Phosphor bronce
  • bronces de níquel, por ejemplo, plata de níquel y cupronickel
  • Speculum metal
  • UNS C69100

Aleaciones de metales preciosos

El cobre suele estar aleado con metales preciosos como el oro (Au) y la plata (Ag).

NombreCuAuAg.Otros [%]
Auricupride
AshtadhatuFe, Hg†, Sn†, Zn†
BillonHg†
Plata china58217.5 Zn, 11.5 Ni,
bronce corinto
CuSil2872
Dymalloy2080C (tipo I del diamante)
Electrum, Oro Verde6 a 2375-800-150-4 Cd
Oro grisMn†
Guanín255618
Hepatizonrastrorastro
NielloPb sulfuros†
PanchalohaFe, Sn†, Pb† Zn†
Rosa, rojo y oro rosa20-5050-750-5
Spangold18 a 19765-6 Al
Shakudō90-964 a 10
Shibuichi40-770-123-60
Plata tibetanaNi. Sn
Tumbaga3-973-97
Oro blancoNi, Zn†

† cantidad no especificada

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