Lista de aleaciones de cobre
Aleación de metal con cobre como componente principal.
Ejemplo de un objeto de aleación de cobre: ​​un "Clavo de Fundación" neosumerio de Gudea , alrededor del año 2100 a. C., realizado con el método de fundición a la cera perdida, en general: 17,5 x 4,5 x 7,3 cm, probablemente procedente del actual Iraq , actualmente en el Museo de Arte de Cleveland ( Cleveland , Ohio , EE. UU.)

Las aleaciones de cobre son aleaciones de metales que tienen el cobre como componente principal. Tienen una alta resistencia a la corrosión . De la gran cantidad de tipos diferentes, los tipos tradicionales más conocidos son el bronce , donde el estaño es un agregado significativo, y el latón , utilizando zinc en su lugar. Ambos son términos imprecisos. Latten es otro término, utilizado principalmente para monedas con un contenido muy alto de cobre. Hoy en día, el término aleación de cobre tiende a sustituirse por todos ellos, especialmente por los museos. [1]

Los yacimientos de cobre son abundantes en la mayor parte del mundo (globalmente 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, tuvo que ser comercializado a distancias considerables , y era caro, a veces virtualmente inalcanzable. El zinc es aún más común en 75 partes por millón, pero es más difícil de extraer de sus minerales. El bronce con el porcentaje ideal de estaño era, por lo tanto, 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 las previsiones para futuros suministros son menos positivas.

Existen alrededor de 400 composiciones diferentes de cobre y aleaciones de cobre agrupadas vagamente en las categorías: cobre, aleación con alto contenido de cobre, latones, bronces, cuproníquel , cobre-níquel-zinc (alpaca), cobre con plomo y aleaciones especiales.

Composición

La similitud en la apariencia externa de las distintas aleaciones, junto con las diferentes combinaciones de elementos utilizados para fabricar cada aleación, puede generar confusión a la hora de categorizar las diferentes composiciones. La siguiente tabla enumera el principal elemento de aleación para 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 eran generalmente variables.

Clasificación del cobre y sus aleaciones
FamiliaElemento principal de aleaciónNúmeros UNS
Aleaciones de cobre, latónZinc (Zn)C1xxxx–C4xxxx,C66400–C69800
Bronce fosforosoEstaño (Sn)C5xxxx
Bronces de aluminioAluminio (Al)C60600–C64200
Bronces de silicioSilicio (Si)C64700–C66100
Cuproníquel , alpacaNíquel (Ni)C7xxxx
Propiedades mecánicas de las aleaciones de cobre más comunes [2]
NombreComposición nominal (porcentajes)Forma y condiciónLímite de elasticidad (0,2 % de compensación, ksi )Resistencia a la tracción (ksi)Alargamiento en 2 pulgadas (porcentaje)Dureza ( escala Brinell )Comentarios
Cobre ( ASTM B1, B2, B3, B152, B124, R133)Cu 99,9Recocido10324542Equipos eléctricos, cubiertas, pantallas.
Estirado en frío40451590
Laminado en frío40465100
Metal dorado (ASTM B36)Cu 95,0, Zn 5,0Laminado en frío50565114Monedas, fundas de balas
Cartucho de latón (ASTM B14, B19, B36, B134, B135)Cu 70,0, Zn 30,0Laminado en frío63768155Bueno para trabajar en frío; radiadores , hardware, electricidad, casquillos de cartuchos estirados .
Bronce fosforoso (ASTM B103, B139, B159)Cu 89,75, Sn 10,0, P 0,25Temperamento primaveral—1224241Alta resistencia a la fatiga y cualidades elásticas.
Latón amarillo o de alto contenido de latón (ASTM B36, B134, B135)Cu 65,0, Zn 35,0Recocido18486055Buena resistencia a la corrosión.
Estirado en frío557015115
Laminado en frío (HT)607410180
Bronce al manganeso (ASTM 138)Cu 58,5, Zn 39,2, Fe 1,0, Sn 1,0, Mn 0,3Recocido30603095Forjados
Estirado en frío508020180
Latón naval (ASTM B21)Cu 60,0, Zn 39,25, Sn 0,75Recocido22564090Resistencia a la corrosión salina
Estirado en frío406535150
Metal Muntz (ASTM B111)Cu 60,0, Zn 40,0Recocido20544580Tubos de condensador
Bronce de aluminio (aleación ASTM B169 A, B124, B150)Cu 92,0, Al 8,0Recocido25706080—
Duro651057210
Cobre-berilio (ASTM B194, B196, B197)Cu 97,75, Be 2,0, Co o Ni 0,25Recocido, tratado en solución327045B60 ( Rockwell )Electricidad, válvulas, bombas, herramientas para yacimientos petrolíferos, trenes de aterrizaje aeroespaciales, soldadura robótica, fabricación de moldes [3]
Laminado en frío1041105B81 (Rockwell)
Latón de fácil mecanizaciónCu 62,0, Zn 35,5, Pb 2,5Estirado en frío447018B80 (Rockwell)Tornillos, tuercas, engranajes, llaves.
Alpaca (ASTM B122)Cu 65,0, Zn 17,0, Ni 18,0Recocido25584070Hardware
Laminado en frío70854170
Alpaca (ASTM B149)Cu 76,5, Ni 12,5, Pb 9,0, Sn 2,0Elenco18351555Fácil de mecanizar; adornos, fontanería [4]
Cuproníquel (ASTM B111, B171)Cu 88,35, Ni 10,0, Fe 1,25, Mn 0,4Recocido224445–Condensador, tuberías de agua salada
Tubo estirado en frío576015–
CuproníquelCu 70,0, Ni 30,0Forjado––––Equipos de intercambio de calor, válvulas
Onza de metal [5] Aleación de cobre C83600 (también conocido como "latón rojo" o "metal compuesto") (ASTM B62)Cu 85,0, Zn 5,0, Pb 5,0, Sn 5,0Elenco17372560—
Bronce (conocido como "latón rojo" en EE. UU.)Varía Cu 80-90%, Zn <5%, Sn ~10%, +otros elementos@ <1%
Propiedades mecánicas de las aleaciones de cobre de la Asociación de Desarrollo del Cobre (CDA) [6]
FamiliaCDAResistencia a la tracción [ksi]Resistencia a la fluencia [ksi]Alargamiento (típico) [%]Dureza
[Brinell 10 mm-500 kg]		Maquinabilidad [YB = 100]
Mín.Típico.Mín.Típico.
Latón rojo8333210353535
836303714173050–6584
838293512162550–6090
Latón semirojo844293413152650–6090
848253612143050–6090
Bronce al manganeso8629095454820170–195 †30
863110119608318225 †8
8656571252830130 †26
Bronce al estaño903404518213060–7530
90540451822257530
90735441822208020
Bronce al estaño con plomo922344016203060–7242
923364016202560–7542
926404418203065–8040
927354221207745
Bronce al estaño con alto contenido de plomo932303514182060–7070
9342532162055–6570
935253212163055–6570
936333016211579-8380
937253512182055–7080
938253014161850–6080
9432127131042–5580
Bronce de aluminio9526580252735110–140 †50
9536575252725140 †55
9547585303518140–170 †60
95590100404412180–200 †50
9588595353825150-170 †50
Bronce de silicio878808330372911540
† Báscula Brinell con carga de 3000 kg
Comparación de estándares de aleaciones de cobre [6]
FamiliaCDANorma ASTMSAESAE reemplazadoFederalMilitar
Latón rojo833
836B145-83683640QQ-C-390 (B5)C-2229 Grado 2
838B145-838838QQ-C-390 (B4)
Latón semirojo844B145-844QQ-C-390 (B2)
848B145-848QQ-C-390 (B1)
Bronce al manganeso862B147-862862430AQQ-C-390 (C4)C-2229 Grado 9
863B147-863863430BQQ-C-390 (C7)C-2229 Grado 8
865B147-86586543QQ-C-390 (C3)C-2229 Grado 7
Bronce al estaño903B143-903903620QQ-C-390 (D5)C-2229 Grado 1
905B143-90590562QQ-C-390 (D6)
90790765
Bronce al estaño con plomo922B143-922922622QQ-C-390 (D4)B-16541
923B143-923923621QQ-C-390 (D3)C-15345 Grado 10
926926
92792763
Bronce al estaño con alto contenido de plomo932B144-932932660QQ-C-390 (E7)C-15345 Grado 12
934QQ-C-390 (E8)C-22229 Grado 3
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 Grado 5
953B148-95395368BQQ-C-390 (G7)
954B148-954954QQ-C-390 (G5)C-15345 Grado 13
955B148-955955QQ-C-390 (G3)C-22229 Grado 8
958QQ-C-390 (G8)
Bronce de silicio878B30878

La siguiente tabla describe la composición química de varios grados de aleaciones de cobre.

Composición química de las aleaciones de cobre [6] [7]
FamiliaCDAAMSUNSCu [%]Sn [%]Plomo [%]Zinc [%]Ni [%]Fe [%]Al [%]Otro [%]
Latón rojo833C83300931.51.54
C83400 [8]9010
8364855BC8360085555
838C8380083467
Latón semirojo844C8440081379
845C84500783712
848C84800763615
Bronce al manganesoC86100 [9]670,52135Manganeso 4
862 †C86200642634Manganeso 3
863 †4862BC86300632536Manganeso 3
8654860AC86500580,539,511Manganeso 0,25
Bronce al estaño903C903008884
9054845DC9050088100,3 máx.2
907C9070089110,5 máx.0,5 máx.
Bronce al estaño con plomo922C922008861.54.5
923C923008781 máximo4
9264846AC92600871012
927C92700881020,7 máx.
Bronce al estaño con alto contenido de plomo932C9320083773
934C9340084880,7 máx.
935C93500855910,5 máx.
9374842AC937008010100,7 máx.
938C93800787150,75 máx.
9434840AC94300705250,7 máx.
Bronce de aluminio952C952008839
953C9520089110
9544870B
4872B		C9540085411
C95410 [10]85411Ni 2
955C95500814411
C95600 [11]917Si 2
C95700 [12]75238Mn 12
958C9580081549Manganeso 1
Bronce de silicioC87200 [13]89Sí 4
C87400 [14]8314Si 3
C87500 [15]8214Sí 4
C87600 [16]905.5Si 4.5
878C87800 [17]8014Sí 4
C87900 [18]6534Sí 1
† La composición química puede variar para producir propiedades mecánicas.

Latones

Diagrama de fase binario Cu Si, diagrama de fase base para bronces de silicio generado utilizando bases de datos NIMS Open 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 y Computherm Pandat https://computherm.com/
Diagrama de fases binario Cu Si, el diagrama de fases base para bronces de silicio
Diagrama de fases binario Cu Al, el diagrama de fases base para bronces de aluminio
Diagrama de fase binario Cu Al, diagrama de fase base para bronces de aluminio, generado utilizando 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/
Diagrama de fases binario Cu Sn
Diagrama de fase binario Cu Sn, diagrama de fase base para bronces, generado utilizando 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/
Diagrama de fase binario CuZn. Diagrama de fase base para latones
Diagrama de fases binario Cu-Zn, diagrama de fases base para latones, generado utilizando 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/

El latón es una aleación de cobre con cinc. Los latones suelen ser de color amarillo. El contenido de cinc puede variar entre un pequeño porcentaje y un 40 % aproximadamente; siempre que se mantenga por debajo del 15 %, no reduce notablemente la resistencia a la corrosión del cobre.

Los latones pueden ser sensibles a la corrosión por lixiviación selectiva en determinadas condiciones, cuando el zinc se lixivia de la aleación ( deszincificación ), dejando una estructura de cobre esponjosa.

Bronces

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

Aleaciones de metales preciosos

El cobre a menudo se alea con metales preciosos como el oro (Au) y la plata (Ag).

NombreCu [%]Au [%]Ag [%]Otro [%]
Auricuprida††
Astadhatu†††Fe†, Hg†, Sn†, Zn†
Mil millones††Hg†
Plata china58217,5 Zn, 11,5 Ni,
Bronce corintio†††
CuSil2872
Aleación de dimetilo2080C (diamante tipo I)
Electrum , oro verde6-2375-800-150-4 CD
Oro gris††Minnesota†
Guanín255618
Hepatizón†rastrorastro
Niel††Sulfuros de plomo†
Panchaloha†††Fe†, Sn†, Pb†, Zn†,
Oro rosa, rojo y rosa20-5050-750-5
Spangold18-19765-6 Al
Shakudo90-964-10
Shibuichi40-770-123-60
Plata tibetana††Ni†, Sn†
Tumbaga3-973-97
Oro blanco††Ni†, Zn†

† cantidad no especificada

Véase también

Referencias

  1. ^ Museo Británico, "Nota de alcance" para "aleación de cobre"
  2. ^ Lyons, William C. y Plisga, Gary J. (eds.) Manual estándar de ingeniería de petróleo y gas natural , Elsevier, 2006
  3. ^ Bronce y metales nacionales | Cobre-berilio
  4. ^ Lewis Brass & Company | Datos de aleaciones de cobre archivados el 12 de mayo de 2021 en Wayback Machine
  5. ^ Aleación de cobre fundido C83600 (Ounce Metal) substech.com
  6. ^ abc Fundiciones de inversión industriales - Franklin Bronze , consultado el 7 de septiembre de 2009.
  7. ^ Aleaciones de latón y bronce, archivado desde el original el 25 de agosto de 2009 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  8. ^ UNS C83400 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  9. ^ UNS C86100 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  10. ^ UNS C95410 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  11. ^ UNS C95600 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  12. ^ UNS C95700 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  13. ^ UNS C87200 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  14. ^ UNS C87400 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  15. ^ UNS C87500 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  16. ^ UNS C87600 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  17. ^ UNS C87800 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  18. ^ UNS C87900 , consultado el 8 de septiembre de 2009.
  19. ^ "Colección de la compañía Doehler-Jarvis, MSS-202".
  20. ^ Aleaciones de ingeniería de Woldman, 9.ª edición, 1936, Sociedad Estadounidense de Metales, ISBN 978-0-87170-691-1 

Bibliografía

  • Oberg, Erik; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L. (1992). Manual de maquinaria (24.ª edición). Nueva York: Industrial Press Inc., pág. 501. ISBN 0-8311-2492-X.
  • Pruebas y normas de corrosión: aplicación e interpretación
  • Asociación para el Desarrollo del Cobre
  • [1]
  • Código de generación de diagramas de fase binarios de cobre (archivo por lotes: http://www.gotrawama.eu/copperNIMS/ramefabio.txt) utilizando bases de datos termodinámicas abiertas disponibles en NIMS https://cpddb.nims.go.jp/cpddb/periodic.htm y un software comercial, Computherm Pandat, disponible de forma gratuita en https://computherm.com/ (ayuda para su uso https://computherm.com/docs/pandat_manual.pdf. Las imágenes de los 34 diagramas de fase binarios están disponibles en http://www.gotrawama.eu/copperNIMS/PNG/
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