Composición química y pureza del 99,97 % de cobre libre de oxígeno-T1
| Elemento | Requisito | Valor típico |
|---|---|---|
| Cobre (Cu) | Mayor o igual a 99,97% | 99.98-99.99% |
| Oxígeno (O) | Menor o igual a 0,002% (20 ppm) | <15 ppm |
| Fósforo (P) | Menor o igual a 0,002% | <0.001% |
| Hierro (Fe) | Menor o igual a 0,004% | <0.002% |
| Plomo (Pb) | Menor o igual a 0,003% | <0.001% |
| Antimonio (Sb) | Menor o igual a 0,002% | <0.001% |
| Arsénico (As) | Menor o igual a 0,002% | <0.001% |
| Bismuto (Bi) | Menor o igual a 0,001% | <0.0005% |
| Impurezas totales (excluyendo oxígeno) | Menor o igual a 0,03% | <0.02% |
Cada 0,01% de impureza reduce la conductividad eléctrica y térmica. La diferencia del 0,07 % entre T1 (99,97 %) y T2 (99,90 %) se traduce en aproximadamente un 1 % más de conductividad y una soldabilidad significativamente mejor.
Conductividad eléctrica del cobre T1 de alta-pureza en IACS
El cobre T1 tiene una conductividad eléctrica mayor o igual al 101% IACS a 20 grados.
| Propiedad eléctrica | Valor |
|---|---|
| Conductividad (% IACS) | Mayor o igual a 101% |
| Resistividad a 20 grados (Ω·mm²/m) | Menor o igual a 0,01707 |
| Conductividad a 100 grados. | ~95% SIGC |
| Conductividad a 200 grados. | ~85% SIGC |
Cómo se compara T1 con otros grados:
| Calificación | Conductividad (% IACS) | Diferencia |
|---|---|---|
| cobre T1 | Mayor o igual a 101% | Base |
| cobre T2 | Mayor o igual al 100% | -1% |
| ASTM C10200 | Mayor o igual al 100% | -1% |
| ASTM C11000 | 100% | -1% |
| plata pura | 105% | +4% |
| Aluminio 6061 | 61% | -40% |
Para una barra colectora que transporta 1000 amperios, T1 genera aproximadamente un 1 % menos de calor que C11000. Para la mayoría de las aplicaciones, esta diferencia es insignificante. Para aparamenta de alta-corriente o sistemas críticos-de eficiencia, es una ventaja real.
Conductividad térmica y transferencia de calor de grado de cobre libre de oxígeno-
El cobre T1 tiene una conductividad térmica de aproximadamente 391 W/(m·K) a 20 grados.
| Propiedad térmica | Valor |
|---|---|
| Conductividad térmica a 20 grados. | ~391 W/(m·K) |
| Conductividad térmica a 100 grados. | ~385 W/(m·K) |
| Conductividad térmica a 200 grados. | ~375 W/(m·K) |
| Difusividad térmica | ~115 mm²/s |
| Capacidad calorífica específica | 0.385 J/(g·K) |
Cómo se compara T1 con otros materiales:
| Material | Conductividad térmica (W/(m·K)) |
|---|---|
| cobre T1 | ~391 |
| Plata | 429 |
| cobre T2 | ~385 |
| ASTM C11000 | ~385 |
| Aluminio 6061 | 167 |
| Latón 70/30 | 120 |
| Acero inoxidable 304 | 15 |
Aplicaciones donde el rendimiento térmico importa:Intercambiadores de calor, placas de refrigeración, disipadores de calor LED, refrigeración de electrónica de potencia, líneas de transferencia criogénica y núcleos de radiadores.
Resistencia a la tracción y propiedades mecánicas.
Condición de recocido (blando) - más común para conformado y estampado:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 200 - 250 MPa (29 - 36 ksi) |
| Fuerza de producción (compensación del 0,2%) | 40 - 60 MPa (6 - 9 ksi) |
| Alargamiento (en 50 mm) | Mayor o igual al 30% |
| Dureza (Vickers, HV) | 40 - 60 |
| Dureza (Rockwell F) | 40 - 55 |
Condición media-dura - resistencia moderada con cierta formabilidad:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Fuerza de producción (compensación del 0,2%) | 150 - 200 MPa (22 - 29 ksi) |
| Alargamiento (en 50 mm) | 10% - 20% |
| Dureza (Vickers, HV) | 70 - 90 |
Condición dura (completamente dura) - resistencia máxima, ductilidad mínima:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 300 - 360 MPa (44 - 52 ksi) |
| Fuerza de producción (compensación del 0,2%) | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Alargamiento (en 50 mm) | 2% - 6% |
| Dureza (Vickers, HV) | 90 - 110 |
Cómo elegir el temperamento adecuado:
| Si necesitas... | Elegir... |
|---|---|
| Embutición profunda, estampado complejo, curvaturas cerradas | recocido |
| Fabricación general, conformado moderado. | Medio-duro |
| Contactos de resorte, barras colectoras estructurales, máxima rigidez. | Duro |
T1 Cobre Propiedades físicas
| Propiedad física | Valor |
|---|---|
| Densidad a 20 grados | 8,94 g/cm³ (0,323 libras/pulg.³) |
| Punto de fusión | 1083 grados (1981 grados F) |
| Capacidad calorífica específica a 20 grados. | 0.385 J/(g·K) |
| Coeficiente de expansión térmica (20-300 grados) | 17.0 × 10⁻⁶ /K |
| Módulo de elasticidad (módulo de Young) | 115 - 130 GPa (16.7 - 18.9 msi) |
| Módulo de rigidez (módulo de corte) | 44 - 48 GPa |
| ratio de Poisson | 0.34 - 0.35 |
| Resistividad eléctrica a 20 grados. | Menor o igual a 0,01707 Ω·mm²/m |
| Difusividad térmica | ~115 mm²/s |
Implicaciones prácticas:
Densidad 8,94 g/cm³:Una lámina de 1m x 1m x 1mm pesa 8,94 kg. Utilícelo para cálculos estructurales y de envío.
Punto de fusión 1083 grados:Muy por encima de las temperaturas de soldadura (600-800 grados) y temperaturas de soldadura (200-400 grados). No hay riesgo de que se derrita durante la unión.
Expansión térmica 17 ppm/K:Una barra colectora de 1 m de largo calentada de 20 grados a 80 grados se expande aproximadamente 1 mm. Tenga en cuenta esto en los sistemas de montaje.
Especificaciones de soldabilidad y unión para cobre T1.
El cobre T1 tiene una excelente soldabilidad debido a su bajo contenido de oxígeno.
| Método de unión | Idoneidad | Notas |
|---|---|---|
| soldadura TIG | Excelente | No se necesita fundente, soldaduras limpias, sin porosidad |
| soldadura MIG | Excelente | Utilice alambre de relleno desoxidado (ERCu) |
| Soldadura por resistencia | Excelente | Resultados consistentes, sin problemas de oxidación. |
| Soldadura | Excelente | Fluye bien, articulaciones fuertes. |
| Soldadura | Excelente | Uniones fuertes y fáciles de mojar |
| Unión mecánica | Excelente | Pernos, remaches y engarces, todo funciona. |
Parámetros de soldadura TIG recomendados para chapa de cobre T1:
| Espesor | Tamaño de tungsteno | Amperaje (DCEN) | Varilla de relleno |
|---|---|---|---|
| 1mm | 1,6 mm | 80-120 A | ERCu |
| 2mm | 2,4 mm | 150-200 A | ERCu |
| 3mm | 3,2 mm | 220-280 A | ERCu |
| 5mm | 4,0 mm | 300-400 A | ERCu |
Por qué T1 suelda mejor que T2 o C11000:Esos grados contienen entre 200 y 500 ppm de oxígeno. Durante la soldadura, el oxígeno reacciona con el hidrógeno para formar vapor de agua, creando porosidad en la soldadura. T1 casi no tiene oxígeno, por lo que no tiene porosidad, ni fragilidad ni grietas.
Rendimiento criogénico del cobre t1 a bajas temperaturas.
El cobre T1 funciona excelentemente a temperaturas criogénicas y no tiene una transición dúctil-a-frágil.
Conductividad a temperaturas criogénicas:
| Temperatura | Conductividad (% IACS) | Notas |
|---|---|---|
| 20 grados (temperatura ambiente) | Mayor o igual a 101% | Base |
| -196 grados (nitrógeno líquido) | ~300% | Aumenta dramáticamente |
| -269 grados (helio líquido) | ~500% | Máximo casi teórico |
Propiedades mecánicas a temperaturas criogénicas:
| Temperatura | Resistencia a la tracción | Alargamiento |
|---|---|---|
| 20 grados | 200-250MPa | Mayor o igual al 30% |
| -196 grados | ~400 MPa | ~40% |
| -269 grados | ~500MPa | ~30% |
Por qué se prefiere T1 para sistemas criogénicos:
Sin transición dúctil-a-frágil (a diferencia del acero)
La fuerza aumenta a medida que baja la temperatura.
La ductilidad sigue siendo alta
La conductividad térmica se vuelve extremadamente alta.
Sin fragilización por impurezas (la pureza importa a bajas temperaturas)
Aplicaciones:Líneas de transferencia de nitrógeno líquido, líneas de transferencia de helio líquido, componentes de criostatos, cabezales fríos para crioenfriadores, correas térmicas, soportes para imanes superconductores e instrumentos espaciales-.
Resistencia a la corrosión del 99,97 % de cobre puro T1 en diversos entornos
El cobre T1 tiene una excelente resistencia a la corrosión en muchos entornos comunes.
| Ambiente | Resistencia a la corrosión | Notas |
|---|---|---|
| Atmosférico (rural) | Excelente | Forma pátina protectora. |
| Atmosférico (industrial) | Bien | Se forma pátina, puede ser más oscura. |
| Atmosférico (marino) | Regular a bueno | Puede hundirse en niebla salina |
| Agua dulce | Excelente | Seguro para agua potable |
| Agua destilada | Bien | Tasa de corrosión muy baja |
| Agua de mar | Justo | Posible picadura y erosión |
| Soluciones salinas neutras | Bien | Similar al agua dulce |
| Ácidos no-oxidantes | Justo | Depende de la concentración |
| Ácidos oxidantes (nítrico, sulfúrico concentrado) | Pobre | No recomendado |
| Amoníaco y compuestos de amonio. | Pobre | Provoca grietas por corrosión bajo tensión. |
Tasas de corrosión como referencia:
En ambiente rural:<0.001 mm/year
En atmósfera industrial: 0,001-0,005 mm/año
En agua dulce: 0,002-0,005 mm/año
En agua de mar: 0,01-0,05 mm/año (con riesgo de picaduras)
Tolerancias dimensionales según GB/T 5231 para láminas y varillas de cobre t1
Tolerancias de espesor de chapa y placa (recocidas):
| Espesor (mm) | Tolerancia (± mm) |
|---|---|
| 0.1 - 0.5 | 0.02 - 0.05 |
| 0.5 - 1.0 | 0.05 - 0.08 |
| 1.0 - 2.0 | 0.08 - 0.12 |
| 2.0 - 5.0 | 0.12 - 0.20 |
| 5.0 - 10.0 | 0.20 - 0.30 |
| 10.0 - 20.0 | 0.30 - 0.50 |
| 20.0 - 50.0 | 0.50 - 1.00 |
Tolerancias del diámetro de la varilla redonda:
| Diámetro (mm) | Tolerancia (± mm) |
|---|---|
| 1 - 10 | 0.03 - 0.08 |
| 10 - 30 | 0.08 - 0.15 |
| 30 - 60 | 0.15 - 0.25 |
| 60 - 100 | 0.25 - 0.40 |
Tolerancias del ancho de la tira (borde cortado):
| Ancho (mm) | Tolerancia (± mm) |
|---|---|
| hasta 100 | 0.10 - 0.20 |
| 100 - 300 | 0.20 - 0.40 |
| 300 - 600 | 0.40 - 0.80 |
Cobre T1 versus T2
| Propiedad | Cobre T1 | Cobre T2 | ASTM C10200 | ASTM C11000 |
|---|---|---|---|---|
| Cu mínimo (%) | 99.97 | 99.90 | 99.95 | 99.90 |
| Contenido de oxígeno (ppm) | <20 | 200-500 | <20 | 200-500 |
| ¿Sin oxígeno-? | Sí | No | Sí | No |
| Conductividad (% IACS) | Mayor o igual a 101 | Mayor o igual a 100 | Mayor o igual a 100 | 100 |
| Conductividad térmica (W/m·K) | ~391 | ~385 | ~391 | ~385 |
| Resistencia a la tracción recocido (MPa) | 200-250 | 200-250 | 200-250 | 200-250 |
| Alargamiento recocido (%) | Mayor o igual a 30 | Mayor o igual a 30 | Mayor o igual a 30 | Mayor o igual a 30 |
| Soldabilidad | Excelente | Justo | Excelente | Pobre |
| Riesgo de fragilización por hidrógeno | Ninguno | Alto | Ninguno | Alto |
| Desgasificación al vacío | muy bajo | Moderado | muy bajo | Moderado |
| Precio relativo | Más alto | Más bajo | más alto | Bajo |
Guía de selección rápida:
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|---|---|
| Cobre libre de oxígeno- | T1 o C10200 |
| Mayor conductividad | T1 |
| Soldabilidad | T1 o C10200 |
| El costo más bajo para uso general. | T2 o C11000 |
| Material certificado-ASTM | C10200 o C11000 |
| Material chino a buen precio. | T1 para exigentes, T2 para generales |
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la conductividad eléctrica del cobre T1?
El cobre T1 tiene una conductividad eléctrica mayor o igual al 101% IACS a 20 grados. Esto es más alto que el cobre electrolítico C11000 estándar (100% IACS) y comparable con otros cobres-libres de oxígeno. La alta conductividad proviene de una pureza del 99,97% y niveles de impureza extremadamente bajos.
2. ¿Cuál es la conductividad térmica del cobre T1?
El cobre T1 tiene una conductividad térmica de aproximadamente 391 W/(m·K) a 20 grados. Este es uno de los valores más altos entre los metales de ingeniería, sólo superado por la plata. A modo de comparación, el aluminio 6061 tiene 167 W/(m·K) y el acero inoxidable 304 tiene 15 W/(m·K).
3. ¿Cuál es la resistencia a la tracción del cobre T1?
La resistencia a la tracción depende del temperamento. El T1 recocido tiene 200-250 MPa (29-36 ksi). Semiduro tiene 250-300 MPa (36-44 ksi). Duro (completamente duro) tiene 300-360 MPa (44-52 ksi). La mayoría de las láminas y tiras T1 se suministran recocidas a menos que se especifique lo contrario.
4. ¿El cobre T1 es magnético?
No, el cobre T1 no es magnético. El cobre es diamagnético, lo que significa que los campos magnéticos lo repelen muy débilmente. A efectos prácticos, el cobre T1 no es-magnético y se puede utilizar en máquinas de resonancia magnética, equipos electrónicos sensibles y cualquier aplicación en la que los materiales magnéticos estén prohibidos.
5. ¿Cuál es el punto de fusión del cobre T1?
El cobre T1 se funde a 1083 grados (1981 grados F). Este es el estándar para el cobre puro. El punto de fusión está muy por encima de las temperaturas de soldadura (600-800 grados) y de soldadura (200-400 grados), por lo que no hay riesgo de fusión durante los procesos de unión normales.
6. ¿Cuál es la densidad del cobre T1?
El cobre T1 tiene una densidad de 8,94 g/cm³ a 20 grados (0,323 lb/in³). Una lámina de 1m x 1m x 1mm pesa 8,94 kg. Una varilla de 1 m de largo y 10 mm de diámetro pesa alrededor de 0,7 kg. Utilice estos números para cálculos de envío y diseño estructural.
7. ¿Se puede tratar térmicamente el cobre T1?
No, el cobre puro como el T1 no puede tratarse térmicamente para fortalecerlo. A diferencia del acero o las aleaciones de aluminio, el cobre puro no responde al tratamiento térmico. La resistencia se logra únicamente mediante el trabajo en frío (laminado, estirado). El recocido suaviza el material eliminando los efectos del trabajo en frío.
8. ¿Cuál es la dureza del cobre T1?
La dureza depende del temperamento. El T1 recocido tiene una dureza Vickers de 40-60 HV. Semiduro es 70-90 HV. Duro (completamente duro) es 90-110 HV. Como referencia, el T1 recocido es muy suave y se puede rayar con la uña. El T1 duro es significativamente más rígido pero aún mecanizable.
9. ¿Se corroe el cobre T1?
El cobre T1 tiene una excelente resistencia a la corrosión en aire, agua dulce y soluciones salinas neutras. Forma una pátina protectora con el tiempo. Sin embargo, se corroe en ácidos oxidantes fuertes (ácido nítrico, ácido sulfúrico concentrado), soluciones de amoníaco y agua de mar (riesgo de picaduras). Para la mayoría de las aplicaciones eléctricas de interior, la corrosión no es una preocupación.
10. ¿Cuál es el módulo de elasticidad del cobre T1?
El módulo de elasticidad (módulo de Young) del cobre T1 es 115-130 GPa (16,7-18,9 msi). Esto es estándar para todos los grados de cobre. Es aproximadamente un tercio del módulo del acero (200 GPa), lo que significa que el cobre es aproximadamente tres veces más flexible que el acero bajo la misma carga.
11. ¿Cuál es el coeficiente de expansión térmica del cobre T1?
El cobre T1 tiene un coeficiente de expansión térmica de 17,0 × 10⁻⁶ /K de 20 a 300 grados. Esto significa que una barra de cobre de 1 m de largo se expande 0,017 mm por cada aumento de temperatura de 1 grado. Para una barra de 1 m que se calienta de 20 grados a 80 grados, la expansión es de aproximadamente 1 mm. Tenga siempre en cuenta la expansión térmica en tramos largos de barras.
