La tira de cobre y níquel es un producto plano laminado, suministrado en bobinas, en el que el cobre aporta la ductilidad y el níquel la resistencia al agua. Dos grados representan casi la totalidad, y la única diferencia que importa al principio es la cantidad de níquel en la aleación: alrededor del 10 por ciento o alrededor del 30 por ciento. Todo lo demás se deriva de esa elección.
Los grados se nombran por su contenido de níquel, y los límites de especificación son lo suficientemente estrechos como para que los dos no puedan confundirse en un certificado una vez que se lee el análisis.
| Designación | UNS | Níquel | Hierro | Manganeso | Otros límites |
|---|---|---|---|---|---|
| CuNi 90/10 | C70600 | 9.0 a 11.0 % | 1.0 a 1.8 % | 1.0 % máx. | Zinc 1.0 % máx., plomo 0.05 % máx.; cobre más los elementos nombrados 99.5 % mín. |
| CuNi 70/30 | C71500 | 29.0 a 33.0 % | 0.40 a 1.0 % | 1.0 % máx. | Zinc 1.0 % máx., plomo 0.05 % máx. |
El hierro no es una impureza. Es una adición deliberada que el grado 90/10 necesita para su resistencia al agua en movimiento, y su rango está escrito en la especificación por esa razón. La designación europea del grado 90/10 es DIN 2.0872, también escrito CuNi10Fe1Mn, y es la misma aleación bajo un sistema de nomenclatura diferente.
Estos dos son los grados de cobre-níquel laminados. El nombre vale la pena fijarlo, porque una aleación de níquel-cobre llamada Monel 400 se vende en los mismos sistemas de agua y es una familia diferente: los sistemas de designación los separan en la primera letra, con números C para las aleaciones a base de cobre como C70600 y números N para las aleaciones a base de níquel. La tira descrita aquí es el material a base de cobre, en el que el cobre es la base y el níquel es la adición.
Aumentar el níquel del 10 por ciento al 30 por ciento aumenta la resistencia y reduce la conductividad. Las cifras a continuación son los valores publicados para las dos aleaciones; el temple debe nombrarse junto a ellas, porque una tira se suministra en varias condiciones y los valores mecánicos se mueven con ella.
| Propiedad | CuNi 90/10 (C70600) | CuNi 70/30 (C71500) |
|---|---|---|
| Gravedad específica | 8.94 | 8.94 |
| Conductividad eléctrica a 68 °F (20 °C) | 9 % IACS | 4.6 % IACS |
| Rango de fusión | Solidus 2,010 °F (1,099 °C), liquidus 2,100 °F (1,149 °C) | Solidus 2,140 °F (1,171 °C), liquidus 2,260 °F (1,238 °C) |
| Resistencia a la tracción, producto plano laminado en caliente | Mínimo de 40 ksi (276 MPa) para estándar | Típico de 55 ksi (379 MPa) |
| Elongación, producto plano laminado en caliente | Mínimo de 30 % para estándar | Típico de 45 % |
| Índice de maquinabilidad, latón de corte libre = 100 | 20 | 20 |
Dos filas en esa tabla hacen la mayor parte del trabajo en una decisión de compra. La conductividad del grado 70/30 es aproximadamente la mitad que la del grado 90/10, por lo que un conductor o una barra colectora especificada en 70/30 debe dimensionarse para ello. Y las cifras de resistencia se cotizan para una sola condición: el mismo grado en temple de un cuarto de dureza y en temple duro leerá de manera bastante diferente, razón por la cual la condición pertenece a la línea de pedido junto al grado.
La resistencia proviene de la aleación en sí. En agua limpia o contaminada, forma una película superficial delgada y estable que ralentiza el ataque posterior, y la película se reforma cuando se perturba. La misma superficie es hostil al asentamiento de organismos marinos, razón por la cual el material se elige para tuberías y piezas de intercambiadores de calor que se encuentran en un flujo.
El contenido de níquel determina cuánta de esa protección está disponible y cuán fuerte es la tira. El grado 90/10 cubre la mayoría de los trabajos en agua de mar, y el grado 70/30 se especifica donde se necesita más resistencia. Ningún grado es la respuesta en todas partes: los datos publicados de la aleación colocan ambos por encima de las aleaciones de cobre-aluminio y materiales comparables en costo, que es el compromiso que un comprador está haciendo realmente.
La tira es un material de conformado. Llega en una bobina con un espesor y temple controlados para que pueda ser troquelada, estampada, laminada o doblada en una pieza terminada sin un tratamiento térmico adicional, y el calibre es la razón de gran parte de la diferencia de costo entre un pedido y otro.
| Artículo | Qué especificar | Por qué decide el pedido |
|---|---|---|
| Grado | CuNi 90/10 o CuNi 70/30, con el número UNS | Los límites de análisis, la resistencia y la conductividad |
| Estándar | ASTM B122 para placa, chapa, tira y barra laminada | Los límites de composición y los requisitos mecánicos a los que se libera el lote |
| Espesor | El calibre, con la tolerancia que se aplica a él | Cómo se comporta la tira en la prensa o en el formador de rodillos |
| Temple | Recocido suave, cuarto de dureza o duro | Los valores de tracción y elongación, y cuánta conformación queda antes de que la pieza esté terminada |
| Ancho y borde | Ancho de bobina, y si el borde es cortado o laminado | El rendimiento de la bobina, y si el borde necesita una operación adicional |
| Condición de suministro | Diámetro interior de la bobina, peso de la bobina y cualquier intercalado | Cómo la bobina se alimenta al equipo del cliente |
En el formulario compuesto, el rango de espesor se publica en este sitio como 0.05 mm a 0.5 mm, que es el rango utilizado para lengüetas de batería. La tira sólida en los grados estándar se cotiza contra el dibujo, y el análisis se confirma en el certificado de prueba de molino para cada colada, que es el registro que cuenta.
Los datos de aplicación publicados para ambos grados están dominados por un entorno, el agua, y por las funciones eléctricas que la acompañan.
| Aplicación | Grado normalmente elegido | Por qué |
|---|---|---|
| Tuberías, accesorios y bridas de agua de mar | 90/10 | Resistencia al agua de mar en movimiento al menor costo de los dos grados |
| Placas de tubos, casquillos y deflectores de condensadores e intercambiadores de calor | 90/10, y 70/30 donde se necesita más resistencia | Resistencia al agua salada y a las temperaturas del intercambiador |
| Barra colectora eléctrica marina | 90/10 | Resistencia a la corrosión y la mayor conductividad de los dos grados, que es para lo que se compra una barra colectora |
| Lengüetas de batería, en forma de tira compuesta | Compuesto de cobre-níquel | Conductividad del cobre con la resistencia a la corrosión de la cara de níquel |
| Cuerpos de válvula, impulsores de bomba y manguitos de hélice | 70/30 | La mayor resistencia del grado, en piezas que soportan carga |
| Cascos de barco y deflectores de agua salada | 90/10 | Resistencia al agua salada y al asentamiento de crecimiento marino |
| Líneas de freno y dirección asistida de automóviles | 90/10 | Resistencia a la sal de carretera y al fluido dentro de la línea |
| Límite | Por qué | Qué significa para el pedido |
|---|---|---|
| No es el producto plano más barato | El níquel es el elemento caro de la aleación, y los datos publicados colocan ambos grados por encima de las aleaciones de cobre-aluminio y materiales comparables en costo | El grado debe comprarse para el entorno en el que se encontrará la pieza, y el resto del dibujo debe mantenerse con el material más barato que sirva |
| No es un material de alta resistencia | Ambos grados se describen como de resistencia moderada en los datos publicados | Donde la pieza soporta carga, el 70/30 es la opción más resistente y el espesor aún debe dimensionarse para ello |
| El 70/30 es el conductor más pobre | 4.6 % IACS frente a 9 % IACS | Un conductor dimensionado en 90/10 no transportará la misma corriente en 70/30 con la misma sección transversal |
| El certificado informa la colada de la que provino el lote | El análisis se confirma para esa colada, y los resultados mecánicos para la condición solicitada | Donde el dibujo requiere una propiedad que el estándar no cubre, debe especificarse en el pedido y probarse |
El contenido de níquel, y todo lo que se deriva de él. El grado 90/10, UNS C70600, contiene de 9 a 11 por ciento de níquel con 1.0 a 1.8 por ciento de hierro; el grado 70/30, UNS C71500, contiene de 29 a 33 por ciento de níquel con una adición de hierro menor. El grado con mayor contenido de níquel es más resistente y aproximadamente la mitad de conductivo.
El grado 90/10 cubre la mayoría de los servicios de agua de mar, incluidas tuberías, accesorios y placas de tubos, y es el grado con menor costo. El grado 70/30 se elige cuando la pieza necesita más resistencia, y no debe sustituirse por 90/10 en un conductor sin redimensionar la sección transversal.
DIN 2.0872 es la designación alemana para el grado 90/10, también escrito CuNi10Fe1Mn, y aparece en las listas de equivalencia publicadas junto a UNS C70600. Una tira solicitada con un nombre debe ser certificada contra los límites de análisis del grado, que es lo que muestra que son la misma aleación en un certificado.
El análisis de colada y los resultados mecánicos para la condición que se solicitó, emitidos en formato EN 10204 3.1. Para el cobre y níquel, esto es más importante que para un material de catálogo, porque las adiciones de hierro y manganeso son de las que depende el comportamiento a la corrosión, y pertenecen al certificado de la colada.
Sí. Los datos de fabricación publicados califican la soldadura blanda y fuerte como excelentes para ambos grados, la soldadura por arco con protección de gas como excelente, y la capacidad de trabajo en frío como buena. El trabajo en caliente se realiza en una banda estrecha, publicada como 1,550 a 1,750 °F (843 a 954 °C) para el grado 90/10, y el recocido entre 1,100 y 1,500 °F (593 a 816 °C).
La tira compuesta suministrada para lengüetas de batería se lista en este sitio de 0.05 mm a 0.5 mm. Para la tira sólida en los grados estándar, el espesor, ancho, temple y condición del borde se cotizan contra el dibujo, porque la bobina que se adapta a la prensa del cliente se establece según la pieza que debe conformarse.
La tira de cobre y níquel es un material de conformado elegido para el agua, y la elección del grado es una única decisión entre 10 por ciento de níquel y 30 por ciento de níquel. El grado 90/10 cubre la mayoría de los trabajos en agua de mar y conduce mejor; el grado 70/30 es más resistente y conduce aproximadamente la mitad de bien. Lo que el comprador controla después de eso es el estándar, el espesor, el temple y el borde, y cada uno de ellos está escrito en el certificado.
La planta de Changzhou, Jiangsu ha producido productos de níquel y aleaciones de níquel desde 2002, y la fábrica cubre 12,000 m² y está certificada según ISO 9001, con auditorías SGS. La tira CuNi se suministra en el grado 90/10 según ASTM B122 y DIN 2.0872, y como tira compuesta de cobre y níquel de 0.05 mm a 0.5 mm: envíe el grado, el espesor, el temple y la aplicación para una cotización confirmada.
Los valores de propiedad anteriores son valores publicados para las dos aleaciones y no son límites de aceptación. Un lote de cobre y níquel se acepta según el grado, temple y dimensiones solicitados, y el análisis y los resultados mecánicos se confirman en el certificado de la colada de la que provino el material.