Koperlegeringen hebben uitstekende materiaaleigenschappen en kunnen in veel scenario's worden gebruikt. Zuiver koper is al duizenden jaren een van de belangrijkste metalen en de grootste voordelen ten opzichte van andere metalen zijn:
Goede elektrische geleidbaarheid, hoge thermische geleidbaarheid, uitstekende combinatie van sterkte en plasticiteit, corrosieweerstand in vele omgevingen.
Veel van de eigenschappen van koper, waaronder diamagnetisme, zijn ook aanwezig in zijn legeringen, en verschillende legeringselementen voegen andere gewenste eigenschappen toe. Ondanks de relatief hoge prijs van koper, zijn de legeringen messing, brons en kopernikkel nog steeds stevig verankerd op verschillende gebieden, waaronder engineering.
messing
Het toevoegen van zink aan koper verhoogt de sterkte van de legering en tegelijkertijd neemt de plasticiteit toe, wat een zeer belangrijk kenmerk is.
10-20 procent zinklegeringen staan bekend als vergulde metalen en worden gebruikt in de sieradenindustrie en bij de productie van warmtewisselaars; 30 procent zinklegeringen staan bekend als patroonmessing. De hoogste drempel voor zink in vervormbaar messing is ongeveer 35 procent.
Het toevoegen van andere legeringselementen kan de eigenschappen van messing verder verbeteren. Tin en aluminium verhogen bijvoorbeeld de corrosieweerstand in zeewater.
enkelfasig messing
Toepassingen: sieraden, kunstwerken, serviesgoed, muziekinstrumenten en cartridges. Eenfasig messing heeft een zinkgehalte tot 37 procent, bekend als alfa-messing, heeft een uniforme kristalstructuur, is zachter en taaier. Deze eigenschappen maken Alpha Brass geschikt voor koud bewerken, trekken, buigen en andere processen.
Duplex messing
Toepassingen: warmtewisselaars, condensatoren, onderdelen gemaakt van automatische snijtafels, enz. Duplex messing bevat zowel als fasen, dwz zowel korrelstructuur als korrelstructuur is aanwezig. Duplex-messing is goedkoper dan enkelfasig messing omdat het veel zink gebruikt en bovendien gevoelig is voor corrosie. De chemische samenstelling geeft het een grotere sterkte en hardheid, waardoor het geschikt is voor processen zoals thermovormen en gieten.
bronzen
Bronslegeringen zijn onderverdeeld in verschillende klassen op basis van de gebruikte legeringselementen.
Tinnen brons
Toepassingen: veren, ringen, munten, handwerk, pomponderdelen, drukvaste gietstukken, lagers, enz. De toepassing hangt af van het percentage tin dat in de legering wordt gebruikt. Het maximale tingehalte in legeringen die geschikt zijn voor koud bewerken is ongeveer 7 procent, en deze koperlegeringen hebben een goede plasticiteit. Het maximale tingehalte is ongeveer 20 procent, vanaf 5 procent tin verandert de structuur van de legering en is enige extra warmtebehandeling nodig waardoor een poreuze structuur ontstaat die ze ook ongeschikt maakt voor andere vormen dan gietredenen. De belangrijkste toepassing van duplex tinbrons is in de lagerindustrie, deze structuur heeft een goede balans, waarbij de alfafase zorgt voor de slagvastheid, terwijl de harde en brosse verbinding de belasting draagt en enige slijtvastheid biedt. Zink en lood zijn soms ook aanwezig in tinbrons. Zink verbeterde de kwaliteit van de gietstukken en maakte de legering ook goedkoper. Dit brons werd ook wel geweerbrons genoemd omdat er in het verleden grote kanonnen van dit materiaal werden gemaakt. Een kleine hoeveelheid lood helpt de snijmechanische eigenschappen van brons te verbeteren. Het loodgehalte in als lagermateriaal gebruikt loodbrons is relatief hoog (25 procent hoger dan Z).
Aluminium Brons
Toepassingen: munten, scheepsonderdelen, scheepsbeslag, glijlagers, pompen, kleppen en meer. Aluminiumbrons heeft vergelijkbare eigenschappen als tinbrons, meestal eenfasig en geschikt voor koudvormen, zeer geschikt voor het maken van munten, waarbij het aluminiumgehalte gewoonlijk tussen 6-12 procent ligt. Duplex aluminiumbronzen kunnen worden gebruikt als gietlegeringen of voor warm bewerken. Aluminiumbrons, met een aluminiumgehalte van ongeveer 10 procent, wordt gebruikt om propellers, kleppen, pompen, enz.
Koper-nikkel
Toepassingen: munten, scheepsuitrusting, elektrische uitrusting, warmtewisselaars, koelsystemen, scheepsbouw, enz. Koper-nikkellegeringen zijn sterk en zeer kneedbaar. De toevoeging van nikkel (meestal 2-30 procent) aan koper maakt het metaal zeer corrosiebestendig en heeft een uitstekende elektrische geleidbaarheid. Koper-nikkellegeringen hebben bijna geen thermische uitzettingscoëfficiënt bij 40…50 procent nikkel, en de weerstand is ook het grootst, dus Constantaan (Cu-Ni-legering met 45 procent nikkel) wordt gebruikt voor elektrische apparatuur met grote temperatuurschommelingen. Corrosiebestendige koper-nikkellegeringen bevatten ongeveer 30 procent nikkel, met kleine hoeveelheden ijzer en mangaan, en zijn bijzonder stabiel in zout water.