כיצד להבחין בין נחושת טהורה רכה לנחושת טהורה קשה

נחושת טהורה רכה, המסומנת בדרך כלל כ-M (חישול), מופקת על ידי עבודה קרה כגון גלגול, שרטוט או שחול, ולאחר מכן חישול-בטמפרטורה גבוהה בכ-400-550 מעלות וקירור איטי. תהליך חימום זה מבטל מתח פנימי הנגרם על ידי עיוות פלסטי, ומאפשר לגרגרים מעוותים להתגבש מחדש ולשחזר את התכונות הרכות המקוריות של הנחושת.

נחושת טהורה קשה, מסומנת כ-Y (קשה), נוצרת ישירות באמצעות עבודה קרה כגון ציור, גלגול או הטבעה ללא חישול לאחר מכן. דפורמציה פלסטית חמורה במהלך עבודה קרה מובילה להתקשות עבודה משמעותית, מה שמגדיל מאוד את החוזק והקשיות אך מפחית את הפלסטיות.

מבחינה מיקרוסטרוקטורית, נחושת טהורה רכה מורכבת מגרגרים אחידים, שוות ציר ומגבשים מחדש לחלוטין. לאחר חישול, מתח פנימי מוקל, נקעים מופחתים מאוד וגבולות התבואה קבועים. מבנה זה נותן לנחושת גמישות וקשיחות מצוינות.

לעומת זאת, נחושת טהורה קשה שומרת על מבנה גרגר סיבי ומוארך הנגרם על ידי דפורמציה קרה. גרגירים נדחסים, נמתחים ומקוטעים, עם עלייה חדה בצפיפות הנקע ונקעים סבוכים בתוך החומר. מבנה מיקרו זה הוא הסיבה הבסיסית לחוזק גבוה וקשיות גבוהה.

לנחושת טהורה רכה יש חוזק וקשיות נמוכים אך משיכות גבוהה במיוחד. חוזק המתיחה שלו הוא בדרך כלל סביב 200-240 MPa, והתארכות יכולה להגיע ליותר מ-35%. הוא רך מאוד, עם מוליכות חשמלית ותרמית מצוינת הקרובה לערך האופטימלי התיאורטי של נחושת טהורה. הוא כמעט ולא חוזר כשהוא מכופף וניתן ליצור אותו מספר פעמים מבלי להיסדק.

לנחושת טהורה קשה יש חוזק וקשיות גבוהים יותר באופן משמעותי עקב התקשות העבודה. חוזק המתיחה שלו יכול להגיע ל-300-350 MPa, והקשיות היא כמעט פי שניים מזו של נחושת רכה. עם זאת, הפלסטיות מופחתת מאוד, עם התארכות בדרך כלל מתחת ל-4-10%. יש לו קשיחות חזקה וקפיצה ברורה במהלך כיפוף. כיפוף מוגזם עלול לגרום לסדקים או שברים. מבחינת מוליכות, נחושת טהורה קשה מעט נמוכה יותר מנחושת רכה, אך ההבדל קטן יחסית ביישומים תעשייתיים כלליים.

קל מאוד ליצור נחושת טהורה רכה. ניתן לכופף, להתרחב, לצייר אותו לעומק-, לעקם ולחבוט אותו ללא נזק. זה מתאים לחלקי מבנה מורכבים הדורשים עיוותים מרובים. כאשר הוא מעובד, זה לא קל לשבור ויש לו ביצועים מימדיים יציבים.

לנחושת טהורה קשה יש יכולת צורה ירודה. הוא קשה לכיפוף, בעל התנגדות גבוהה במהלך דפורמציה, ונוטה לשבר תחת עיוות גדול. הוא מתאים רק למוצרים בעלי צורות פשוטות ודפורמציה מועטה, או רכיבים הדורשים יציבות וקשיחות מימדית גבוהה.

נחושת טהורה רכה נמצאת בשימוש נרחב בתרחישים הדורשים פלסטיות גבוהה, מוליכות גבוהה ויצירה קלה. יישומים אופייניים כוללים כבלים שונים, חוטים, פיתולי מנוע, מוליכים שנאים, סלילי קירור, צינורות מים, מחליפי חום ורכיבים אלקטרוניים נמשכים לעומק.

נחושת טהורה קשה משמשת במצבים הדורשים חוזק גבוה, קשיחות גבוהה וצורה יציבה. יישומים נפוצים כוללים פסי רשת, מוליכים קשיחים, קומוטטורי מנוע, חלקי מבנה, חוטים- בעלי חוזק גבוה, צינורות ישרים וחלקים שצריכים לשמור על צורה ללא עיוות.

בייצור וביישום בפועל, ניתן להבחין בנחושת טהורה רכה וקשה ללא ציוד מקצועי. בדיקת כיפוף היא השיטה האינטואיטיבית ביותר: נחושת רכה ניתנת לכיפוף בקלות ביד, יכולה להגיע לזוויות גדולות ואפילו להתקפל מבלי להיסדק; נחושת קשה קשה לכיפוף, יש ריבאונד ברור, ועלולה להיסדק אם מכופפת יתר על המידה. בנוסף, ניתן להרגיש את קשיות פני השטח ביד או שריטות קלות: נחושת רכה היא רכה יחסית, בעוד שלנחושת קשה יש משטח קשיח ועמידות חזקה לשריטות. ניתן להשתמש בסימוני חומר גם לשיפוט: M מייצג מצב רך, Y מייצג מצב קשה, ו-Y2 מייצג חצי-מצב קשה.

לסיכום, נחושת טהורה רכה מתמקדת בפלסטיות ויכולת צורה, בעוד שנחושת טהורה קשה מתמקדת בחוזק וקשיחות. משתמשים יכולים לבחור את המצב המתאים בהתאם לדרישות העיבוד ותנאי השירות.