真鍮、青銅、銅: それらの違いを調べる

これらの金属は混同しやすいため、真鍮、青銅、銅を比較することが重要です。 さらに、これらの金属オプション間の違いは非常に微妙です。 したがって、部品設計者は材料の選択時に混乱しやすい場合があります。 さらに、これらの金属の元素組成が類似しているため、分類がさらに困難になります。

わずかな色の違いはありますが、金属をすぐに区別できない場合があります。 さらに厄介な点は、アプリケーションにそれらのいずれかだけを選択することはできないということです。 多くの類似点があるにもかかわらず、多くの異なる特徴もあります。 したがって、真鍮は通常銅を使用する特定の用途にはあまり適していない可能性があります。

この記事では、真鍮、青銅、銅の違いを明確にする詳細な比較を提供します。 また、それらの独特の特徴、利用可能な合金、用途などについても概説します。 ここにある情報は、金属プロジェクトに最適な金属を選択するのに役立ちます。

真鍮 vs 青銅 vs 銅: 詳細な比較

前述したように、これらの金属には、互いに異なる多くの特徴があります。 これらの違いをより深く理解できるよう、さまざまなセクションに分けて説明します。

利用可能な合金

真鍮合金

真鍮の元素組成により、いくつかの異なる合金に対応できる多用途性が得られます。 最も人気のあるもの ラピッドプロトタイピングにおける真鍮 次のとおりです。

• アロイ260。 この合金はカートリッジ真鍮とも呼ばれます。 優れた冷間加工特性を発揮します。 したがって、合金 260 は自動車、弾薬、ハードウェア、および留め具に有用です。
• アロイ272。 イエローブラスとして広く知られている合金 272 には、約 33% の亜鉛が含まれています。 主に産業用途に適しています。
• アロイ330。 この黄銅合金は、高い機械加工性が必要な分野で価値があります。 鉛含有量が低いため、冷間加工に適しています。 多くのメーカーは配管用途に合金 330 を選択しています。
• アロイ353。 時計用真鍮は、優れた切削加工性により、時計部品などの高精度部品の製造に役立ちます。
• アロイ360。 これは入手可能な真鍮の中で最も一般的なグレードです。 優れた成形性、被削性を示します。 合金 360 は、ろう付けやはんだ付けの用途にも非常に適しています。 さらに、設計者や機械工は、継手、ファスナー、バルブ、ハードウェア コンポーネントを製造するためにこの合金を選択します。
• アロイ464。 この合金は海軍黄銅とも呼ばれ、耐食性に優れていることで有名です。 幅広い温度変化にも耐えられます。 冷間・熱間成形、曲げ加工、はんだ付け、溶接等に適しており、様々な用途に活躍します。

青銅合金

組成に応じていくつかの青銅合金も利用できます。 最も一般的なグレードは次のとおりです。

• アロイ932。 メーカーは、この高鉛青銅をワッシャー、ブッシュ、その他の非圧力部品の製造に使用しています。
• アロイ954。 産業用機器や取付機器などに使用されるアルミニウム青銅合金です。 多くの環境での使用に適しています。

銅合金

銅材料は、ラピッド プロトタイピングにおけるもう XNUMX つの便利なオプションです。 最も一般的に使用される銅合金には次のようなものがあります。

• アロイ101。 この無酸素銅は、高い延性と導電性が必要な場合に適しています。
• アロイ110。 電解 (ETP) 銅は、最高の熱伝導率と電気伝導率を示します。 延性や展性にも優れています。
• アロイ122。 機械的には Alloy 110 と非常に似ていますが、優れた溶接性と成形性を備えています。
• アロイ145。 これは テルル銅。 テルル含有量は約 0.7% です。 他の多くの銅合金と同様に、優れた電気伝導性と熱伝導性、優れた機械加工性、および高い成形性を備えています。

真鍮、青銅、銅の材料特性の違い

材質の特性の違いを理解すると、真鍮、青銅、銅のどれを選ぶかをより適切に決めることができます。 以下に詳細な情報を示します。

· 元素組成

銅は純粋な状態で存在する非鉄金属です。 青銅や真鍮とは異なり、この金属は天然に存在するため、加工に直接使用できます。 一方、真鍮は銅と亜鉛の合金です。 鉛が含まれることが多く、マンガン、鉄、アルミニウム、シリコン、その他の元素が含まれる場合もあります。

青銅は銅の合金であり、多くの場合、主元素としてかなりの量の錫が含まれています。 ただし、ニッケルも入っているので、 アルミニウム、リン、亜鉛など。

· 耐食性

メーカーが青銅と銅を比較する方法の XNUMX つは、その耐食性を使用することです。 銅の合金である青銅は、空気に触れると酸化することがよくあります。 したがって、保護層（まだらな緑青）が形成されます。 その結果、青銅の腐食が十分に防止されます。

ブロンズは塩水環境にも耐えられます。 したがって、海洋用途やボートの付属品に非常に役立ちます。 ただし、この金属の銅含有量は、塩素化合物に継続的にさらされると劣化します。 また、銅は酸化されて保護層を形成し、優れた耐食性を実現します。

一方、黄銅は青銅や銅に比べて耐食性が劣ります。 ただし、マンガンを多量に含む一部のグレードの真鍮は、通常、より耐食性が高くなります。 結論として、青銅は XNUMX つの金属オプションの中で最も耐食性の高い材料です。

·  耐久性

青銅は丈夫で丈夫な素材で、簡単には曲がりません。 耐食性も高いので耐久性にも優れています。 銅は丈夫な素材でもあります。 ただし、ブロンズよりも柔軟性があります。 伸ばしたり曲げたりできますが、割れたり傷がつきにくくなります。 そのため、耐久性に優れた素材となっております。 ただし、真鍮は割れたり割れたりしやすい性質があります。 また、他の XNUMX つの金属よりも耐食性が劣ります。

· 重量

重量係数も、真鍮、青銅、銅のいずれかを選択する際に重要な役割を果たします。 青銅と真鍮は、密度に基づいた重量が非常に近いです。 ただし、プロジェクトに軽量の金属が必要な場合に青銅か真鍮のどちらかを選択しなければならない場合は、真鍮の方が良い選択肢です。 これは、8720つの金属の中で最も軽いためです。 密度は約 XNUMX kg/立方メートルです。

一方、青銅の密度は約7400～8900kg/立方メートルです。 銅は 8930 つの金属の中で最も重く、密度は XNUMX kg/立方メートルです。

· 被削性

銅は真鍮や青銅よりも優れた機械加工性を示します。 より柔軟な金属であるため、曲げ、回転、その他の加工プロセスが可能になります。 さらに、銅合金は多くの場合、高い延性を示します。 ブロンズは非常に硬く丈夫な金属であり、簡単には曲がりません。 また、真鍮は柔軟性が非常に低いため、他の選択肢よりも機械加工が困難です。

· 溶接性

真鍮、青銅、銅はそれぞれの領域で溶接可能です。 これらの金属は、シリコンブロンズ溶接、MIG装置、またはその他の技術による接合を可能にします。 通常、無酸素銅はより簡単に溶接されます。 脱酸銅の場合も同様です。 ミグとティグ この金属を溶融する最も一般的な技術です。

真鍮合金は、MIG、TIG、銀はんだ付けもサポートしています。 ただし、鉛を含む合金は溶接がより困難です。 基本的に、亜鉛含有量が低い合金ほど溶接が容易になります。 無鉛青銅は青銅の中でも溶接性に優れています。 ただし、通常は応力がかかると亀裂が発生するため、SMAW が最良の技術である可能性があります。

以下の表は、それらの材料特性の違いをまとめたものです。

	真鍮	銅	ブロンズ
元素組成	主成分：銅、亜鉛その他：鉛、マンガン、鉄、アルミニウム、シリコンなど	銅	主原料：銅、錫その他：ニッケル、アルミニウム、亜鉛、リンなど
耐食性	良好な耐食性	優れた耐食性	優れた耐食性
重量	8720kg/立方メートル	8930kg/立方メートル	7400 – 8900 kg/立方メートル
耐久性	耐久性の高いです	耐久性のある	耐久性の高いです
被削性	機械加工性が低い	高い被削性	中程度の被削性
溶接性	良好な溶接性	高い溶接性	高い溶接性

伝導度 真鍮、青銅、銅の違い

電気伝導率と熱伝導率の違いは、用途に最適な選択をするのに役立ちます。

· 電気伝導性

銅は、製造業界で電気材料を評価するために使用される材料の 100 つです。 メーカーは、銅と比較したこれらの材料の導電率評価を表します。 したがって、銅は XNUMX% の導電率を持っていると言えます。

一方、真鍮の導電率は銅の約28%であるのに対し、青銅の導電率は約15%です。 ブロンズの評価が低いのは、その合金元素の組成が原因である可能性があります。

· 熱伝導率

青銅は、229 つの金属の中で最も高い熱伝導率を持っています。 熱伝導率は 1440 ～ 223 BTU/hr-ft²-°F です。 銅は 64 BTU/hr-ft²-°F で続きます。 真鍮は XNUMX つの金属の中で最も熱伝導率が低く、熱伝導率は XNUMX BTU/hr-ft²-°F です。

真鍮、青銅、銅の強度の違い

材料の強度は、最適な用途を決定する上で不可欠です。 したがって、真鍮、青銅、銅を比較するときは、この要素を考慮する必要があります。

· 抗張力

通常、ブロンズは、次のような用途に最適な選択肢です。 金属の強度 が不可欠です。 これは、引張強さが350～635MPaであるためです。 真鍮の極限引張強さは 338 ～ 469 MPa です。 一方、銅の引張強さは210MPaです。

· 降伏強さ

青銅は真鍮や銅よりも高い耐力を誇ります。 降伏強さは 125 ～ 800 MPa ですが、黄銅の降伏強さは約 95 ～ 124 MPa です。 銅の降伏強度は 33.3 MPa で最も低くなります。

形成する能力

材料は成形性の点で品質要件を満たさなければなりません。 したがって、正しい選択をすることが最善です。

· 成形性

銅は損傷することなく塑性変形を受ける可能性があります。 したがって、成形性に優れているため、メーカーはこの金属を使用してミクロンサイズのワイヤを製造しています。 一部の青銅合金は非常に成形しやすいものもあります。 冷間成形を可能にする PB1 リン青銅がその好例です。 一方、真鍮は柔軟性が非常に低いため、成形が困難です。

· 融点

材料の融点が低いほど、成形可能になります。 銅の融点は 1085 °C であるため、成形性が制限される可能性があります。 一方、青銅の融点は913℃、真鍮の融点は927℃です。

見た目と触り心地

真鍮、青銅、銅は外観が似ているため、区別するのが難しい場合があります。 ただし、注意すべき微妙な違いがいくつかあります。

· 色

青銅と真鍮は色で簡単に区別できます。 真鍮は、無地の石に似た、落ち着いた黄色がかったゴールド色です。 このため、真鍮はフィッティングに最適な素材となります。 一方、ブロンズはやや赤茶色をしています。 ブロンズの色は銅の色に非常に似ています。 しかし、青銅の赤褐色は鈍い金色の色合いをしており、露出したばかりの銅の赤褐色は非常に独特です。

· 硬度

ブリネル硬度スケールで銅のスコアは 35 ですが、真鍮のスコアは 55 ～ 73 です。一方、青銅のスコアは 40 ～ 420 です。この結果は、青銅が XNUMX つの金属の中で最も硬いことを示しています。 さらに、より脆いため、破損しやすくなります。

価格とオプション

真鍮、青銅、銅はさまざまなグレードで存在することがよくあります。 したがって、通常、価格は変動します。 価格は合金によって異なりますが、通常、銅は真鍮や青銅よりも高価です。 青銅価格の低下は、合金中の銅含有量の低下によるものと考えられます。 同様に、真鍮は亜鉛の含有量が多いため、最も安価です。 亜鉛は銅よりも安いため、真鍮の価格も下がります。

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アプリケーション 真鍮、青銅、銅の

これらの金属はいくつかの同様の用途に適していますが、いくつかの特徴があります。 ここでは、真鍮、青銅、銅の重要な用途をいくつか紹介します。

黄銅の用途

真鍮はその美的および装飾的な利点で知られています。 その機械加工性と加工性は、他のいくつかの産業でも役立ちます。 真鍮の応用例 次のとおりです。

• 配管・配管材料
• 付属品
• 電子機器および電気端子
• 楽器
• 時計のコンポーネント

ブロンズの用途

ブロンズ金属シートは、いくつかの産業用途にも適しています。 さまざまなグレードが用意されているため、非常に汎用性が高くなります。 そのアプリケーションには次のようなものがあります。

• 自動車トランジション用ブッシュおよびベアリング
• 海洋コンポーネント (プロペラ、船、ボート付属品など)
• 電気コネクタと電気モーター
• スプリング
• 石油化学部品および石油掘削ツール

銅の用途

銅には、優れた機械加工性、成形性、導電性など、いくつかの利点があります。 これらの機能により、幅広い業界で役立ちます。 銅の用途には次のようなものがあります。

• 電気モーター
• テレコミュニケーションコンポーネント
• ヒートシンクと熱交換器
• 真空管
• 潜水艦の耐バイオ燃料部品
• 建築部品

真鍮、青銅、銅の利点

これらの金属の市販グレードは、それらがいくつかの業界にわたって高い需要があることを証明しています。 これは、それらの多くの有益な特性によるものです。

真鍮の利点には次のようなものがあります。

• 耐久性。 この金属は銅と亜鉛を主成分とするため、腐食しにくいのが特徴です。 したがって、その耐久性と性能は長期間維持されます。
• 抗菌特性。 真鍮に含まれる銅は、一部の微生物を攻撃する可能性のあるイオンを生成する可能性があります。 この利点により、真鍮は衛生設備や水の濾過システムに適しています。
• 美学。 青銅や純銅とは異なり、真鍮はより魅力的です。 さらに、その自然な光沢は装飾要素に最適です。

ブロンズには次の利点もあります。

• 耐腐食性と耐疲労性。 ブロンズ金属には銅が含まれており、酸化して保護層を形成し、腐食を防ぎます。 また、優れた引張強度を備えた硬い素材であり、ストレスの負荷に耐えることができます。
• 高い寸法精度。 ブロンズは、精密 CNC 加工サービスにも適しています。
• 高い熱伝導性と電気伝導性。 この利点により、導電性が重要な電気用途に適しています。
• 優れた表面仕上げ。 ブロンズは幅広い範囲をサポートします 金属表面仕上げ テクニック。 したがって、美観が重要な関心事である場合でも、真鍮の代替品として使用できます。

製造目的における銅の利点には次のようなものがあります。

• 高い熱伝導性と電気伝導性。 この特性とその相対的な費用対効果により、銅は電気および電子産業において非常に価値があります。
• 優れた機械加工性。 銅は柔らかく、展性があり延性があるため、破損することなく伸ばしたり、曲げたり、形を整えたりすることが簡単です。 したがって、さまざまな部品の製造に使用できる多用途の金属です。
• 耐食性。 銅は反応性が低いため、腐食の可能性が低くなります。 これにより、大気暴露が必要なパイプやその他の用途でより便利になります。
• リサイクル性。 銅の品質を損なうことなくリサイクルするのは簡単です。 このプロセスは、新しい純銅を加工するよりも安価です。 さらに、リサイクルによりこの金属の利用可能範囲が広がります。

真鍮 vs 青銅 vs 銅：どちらを選ぶべきですか？

真鍮、青銅、銅の違いを知ると学習に役立ちます 板金の選び方 ラピッドプロトタイピング用。 選択プロセスは、設計および製造段階で高品質の結果を得るために重要です。 選択するときは、次の点に留意する必要があります。

• XNUMX つの金属は耐久性を高めますが、機械加工性は同等ではありません。 スムーズな加工とコスト削減を実現するために、これを考慮する必要があります。
• 予算も重要な考慮事項です。 真鍮は XNUMX つの金属の中で最も安価ですが、銅が最も高価です。 したがって、予算が懸念される場合は、真鍮を選択することをお勧めします。
• 最終的には、用途と実用性も選択に影響します。 コンポーネントの最終的な用途によって、選択する金属の種類が決まります。 銅は、導電性が必要な場合に役立ちます。 ブロンズは耐食性があるため、海水での用途に適しています。 耐久性もあり硬く、疲労にも強いです。

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