Sorularınız mı var? Yardımcı olalım! İletişime Geçin
info@betakim.com.tr

Bor Katkılı Bakır Alaşımı, Boron Copper Alloy, 7440-42-8, 7440-50-8

Bor Katkılı Bakır Alaşımı, Boron Copper Alloy, 7440-42-8, 7440-50-8

BOR KATKILI BAKIR ALAŞIMI

1. ÜRÜN TANIMI VE KİMYASAL KİMLİK

Parametre Bilgi
Ürün Adı Bor Katkılı Bakır Alaşımı
Kalite / Grade 2B
CAS Numaraları 7440-42-8 (Bor) / 7440-50-8 (Bakır)
Alaşım CAS Numarası Atanmamıştır (karışım)
EINECS Numaraları 231-159-6 (Bakır) / 231-151-2 (Bor)
GTIP Kodu 7403.29.00
Görünüm Metalik parlaklıkta, karakteristik kırmızımsı-kahverengi katı
Form Çubuk, ingot, levha, profil
Standart ASTM B124 / EN 1652 / JIS H3100

2. KİMYASAL YAPI VE FAZ DİYAGRAMI

2.1. Moleküler Yapı

Bor Katkılı Bakır Alaşımı (Grade 2B), mikro alaşımlama tekniği ile geliştirilmiş özel bir bakır alaşımıdır. Bor atomları, tane sınırlarında ince borür çökeltileri (Cu₃B, CuB₂) oluşturarak dağılır. Bu yapı, mekanik dayanımı artırırken yüksek elektriksel iletkenliği korur. Bor ayrıca oksijen bağlayıcı (deoksidan) olarak görev yaparak iletkenliği stabilize eder.

Kristal Yapı:

                    BOR KATKILI BAKIR (Grade 2B)
                               |
                 Cu Matris + Borür Çökeltileri
                               |
             +----------------+----------------+
             |                |                |
         Cu-zengin Matris  Borür Çökeltileri  İnce Tane
         (FCC)             (Tane Sınırlarında) Yapısı

2.2. Faz Diyagramı Bilgisi

Bakır-Bor sistemi ötektik bir sistemdir. Borun bakırdaki katı çözünürlüğü son derece düşüktür (<%0.01). Faz diyagramında 1013°C'de ötektik reaksiyon gerçekleşir:

L (sıvı) → α-Cu (katı çözelti) + Cu₃B (intermetalik)

Faz Yapısı ve Kristalografik Özellikler:

Faz Kimyasal Formül Kristal Sistemi Açıklama
α-Cu Fazı Cu (B) Yüzey Merkezli Kübik (FCC) Bakırca zengin katı çözelti; sünek matris
Cu₃B Fazı Cu₃B Ortorombik Borca zengin intermetalik faz; tane sınırlarında çökelir
CuB₂ Fazı CuB₂ Tetragonal İkincil intermetalik faz; yüksek sıcaklıklarda oluşur

2.3. Kristal Yapı Detayları

Parametre α-Cu Fazı Cu₃B Fazı
Kristal Sistemi Kübik (FCC) Ortorombik
Kafes Parametresi (a) 3.61 Å 5.32 Å
Uzay Grubu Fm3̄m Pnma
Koordinasyon Sayısı 12 8
Sertlik Düşük (sünek) Yüksek (gevrek)

3. MİKROYAPI VE METALURJİK MEKANİZMALAR

3.1. Mikroyapı

Borlu bakırın mikroyapısı, ince taneli bir bakır matrisi ve tane sınırlarında dağılmış küresel/çubuksu borür (Cu₃B) çökeltilerinden oluşur. Bu çökeltilerin boyutu tipik olarak 0.1-2 µm aralığındadır. Optimum bor içeriğinde (%0.02-0.05), çökeltiler tane sınırlarında sürekli bir ağ oluşturmaz, kesikli dağılım gösterir.

3.2. Metalurjik Mekanizmalar

Mekanizma Açıklama
Tane İnceltme Borür çökeltileri, tane sınırı hareketini engelleyerek tane büyümesini kısıtlar ve ince tane yapısı sağlar
Çökelme Sertleşmesi Cu₃B çökeltileri, dislokasyon hareketini engelleyerek mekanik dayanımı artırır
Oksijen Bağlama Bor, ergiyikteki çözünmüş oksijenle B₂O₃ oluşturarak cüruf halinde uzaklaşır; bu, iletkenliği artırır
Yeniden Kristalleşme Direnci Tane sınırlarındaki borür çökeltileri, yeniden kristalleşme sıcaklığını 450°C'ye yükseltir
Ark Direnci Borür çökeltileri, elektrik arkına karşı direnci artırır

3.3. Borun Deoksidasyon Mekanizması

2B + 3O → B₂O₃ (cüruf)

Bu reaksiyon, ergiyikteki çözünmüş oksijeni bağlayarak gaz boşluğu oluşumunu engeller. Fosforlu bakıra göre iletkenlik kaybı daha azdır.

4. KİMYASAL BİLEŞİM

Element İçerik (% ağırlık) Metot
Bakır (Cu) ≥ %99.5 ICP-OES
Bor (B) %0.02 – %0.05 ICP-OES
Demir (Fe) ≤ %0.05 ICP-OES
Kurşun (Pb) ≤ %0.01 ICP-OES
Fosfor (P) ≤ %0.01 ICP-OES
Kükürt (S) ≤ %0.01 ICP-OES
Oksijen (O) ≤ %0.01 Ergitme Analizörü
Diğer Eser Elementler (toplam) ≤ %0.1 ICP-OES

Not: Bor içeriği, mekanik dayanım ve elektriksel iletkenlik arasındaki optimum dengeyi sağlamak için %0.02-0.05 aralığında hassas olarak kontrol edilir.

5. FİZİKSEL ÖZELLİKLER

Özellik Değer Birim Not
Yoğunluk (20°C) 8.86 g/cm³ -
Erime Aralığı 1013 – 1050 °C Saf bakırda 1083°C
Erime Isısı ~205 kJ/kg -
Spesifik Isı (20°C) 0.385 kJ/kg·K -
Elektriksel İletkenlik (20°C) ≥ %92 IACS Saf bakır %100
Elektriksel Direnç (20°C) ≤ 0.0187 µΩ·m -
Direnç Sıcaklık Katsayısı (0-100°C) 0.0039 /K -
Isıl İletkenlik (20°C) ~340 W/m·K Saf bakır ~393
Isıl Genleşme Katsayısı (20-300°C) 17.5 × 10⁻⁶ /K -

6. MEKANİK ÖZELLİKLER

6.1. Oda Sıcaklığı Mekanik Özellikleri

Özellik Değer Birim Not
Sertlik 65 – 75 HRB Rockwell B ölçeği
Sertlik 95 – 115 HV Vickers
Çekme Dayanımı (Rm) 280 – 350 MPa -
Akma Dayanımı (Rp0.2) ≥ 200 MPa -
Uzama (A5) ≥ %20 - -
Süneklik İyi - Soğuk şekillendirmeye uygun
Elastisite Modülü ~125 GPa -
Yorulma Dayanımı ~100 MPa 10⁷ çevrim

6.2. Yüksek Sıcaklık Mekanik Özellikleri

Sıcaklık Çekme Dayanımı (MPa) Sertlik (HRB) Not
20°C 300 70 Referans
100°C 280 68 Hafif düşüş
200°C 250 62 Saf bakır yumuşar
300°C 220 55 Grade 2B hala dayanıklı
400°C 180 45 Yumuşama başlangıcı
450°C 140 35 Yumuşama sıcaklığı
500°C 100 25 Önemli yumuşama

7. TERMAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİKLER

7.1. Yumuşama Davranışı (Tavlama Eğrisi)

Tavlama Sıcaklığı (°C) Süre (dakika) Sertlik (HRB) Yumuşama Oranı (%)
200 60 70 0
300 60 65 7
400 60 55 21
450 60 40 43
500 60 25 64
600 60 15 79

Not: Saf bakır 200°C'de yumuşamaya başlarken, Grade 2B 450°C'ye kadar dayanır. Bu, 250°C'lik bir avantaj sağlar.

7.2. İletkenlik ve Sıcaklık İlişkisi

Sıcaklık (°C) İletkenlik (% IACS) Direnç (µΩ·m)
20 92 0.0187
100 85 0.0203
200 75 0.0230
300 65 0.0265
400 55 0.0314

8. UYGULAMA ALANLARI (DETAYLI)

8.1. Elektrik ve Elektronik Endüstrisi

Uygulama Fonksiyon Teknik Gerekçe
Yüksek Gerilim Kontakları ve Baralar Yüksek aşınma ve ark direnci Borür çökeltileri ark erozyonunu azaltır; yüksek sıcaklıkta boyutsal kararlılık
Direnç Kaynak Elektrotları Elektrot ömrü uzatma Yumuşama direnci sayesinde elektrot uçları mantarlaşmaz; CuCrZr'ye ekonomik alternatif
Elektrik Motoru Rotor Çubukları Yüksek devirde verim artışı Merkezkaç kuvveti ve ısıya karşı dayanım
Jeneratör Bara Grupları Termal stabilite Yüksek akımda ısınmaya karşı direnç
Trafosuz Güç Kaynakları Yüksek frekans dayanımı İletkenlik ve mekanik dayanım dengesi
Otomotiv Starter Kontakları Aşınma direnci 50.000→80.000+ çevrim ömrü

8.2. Metalurji ve Döküm Sanayii

Uygulama Fonksiyon Teknik Gerekçe
Master Alaşım Katkısı Tane inceltici Pirinç, bronz, Cu-Ni alaşımlarında tane yapısını iyileştirir
Oksijen Giderici Deoksidasyon Fosforlu bakıra göre iletkenlik kaybı daha az
Sürekli Döküm Kalıpları Termal şok direnci Kalıp plakalarında çatlama direnci
Dökümhane Besleyicileri Verimlilik artışı Yolluk ve besleyici verimliliğini artırır

8.3. Yüksek Sıcaklık ve Aşınma Uygulamaları

Uygulama Fonksiyon Teknik Gerekçe
Kaynak Memeleri ve Nozullar Oksidasyon direnci MIG/MAG torçlarında sarf malzemesi
İndüksiyon Bobinleri Deformasyon direnci Isıl işlem fırınlarında bobin ömrü uzatma
Fırın Konveyör Zincirleri Yüksek sıcaklık dayanımı 400°C'ye kadar mekanik dayanım
Haddehane Kılavuzları Aşınma direnci Sürtünmeye karşı dayanıklılık

8.4. Nükleer ve Savunma Sanayi

Uygulama Fonksiyon Teknik Gerekçe
Isı Emici Bileşenler Radyasyon kararlılığı Füzyon reaktörlerinde heat sink uygulamaları
Nötron Absorber Nükleer uygulamalar Borun nötron yakalama özelliği (araştırma)

8.5. Uygulama Örnekleri ve Vaka Çalışmaları

Vaka 1: Otomotiv Kontaktörleri

  • Sorun: Saf bakır pinler 50.000 çevrimde aşındı

  • Çözüm: Grade 2B ile değiştirildi

  • Sonuç: 80.000+ çevrim; garanti maliyetleri %30 düştü

Vaka 2: Cam Elyaf Üretim Hattı

  • Sorun: Ergimiş cam soğutma çeneleri erken arızalandı

  • Çözüm: Saf bakır yerine Grade 2B kullanıldı

  • Sonuç: Servis ömrü %40 uzadı

Vaka 3: Direnç Kaynak Elektrotları

  • Sorun: CuCrZr elektrotlar maliyetliydi

  • Çözüm: Grade 2B elektrotlar kullanıldı

  • Sonuç: %60 maliyet avantajı; %90 performans

9. ALTERNATİF MALZEMELERLE KARŞILAŞTIRMA

Özellik Borlu Bakır (Grade 2B) ETP Bakır (C11000) CuCrZr CuBe2 (Berilyum Bakır) Pirinç (CuZn30)
Elektriksel İletkenlik %92 IACS %100 IACS %80 IACS %22 IACS %28 IACS
Çekme Dayanımı (OS) 300 MPa 220 MPa 450 MPa 1200+ MPa 350 MPa
Yumuşama Sıcaklığı 450°C 200°C 500°C 500°C 250°C
Aşınma Direnci İyi Kötü Çok İyi Mükemmel Orta
İşlenebilirlik İyi (%30) Kötü (%20) Orta Orta Mükemmel (%100)
Kaynaklanabilirlik İyi Mükemmel İyi Zor Orta
Korozyon Direnci İyi Orta İyi İyi Zayıf
Maliyet Endeksi 3 1 8 15 2
RoHS Uyum Evet Evet Evet Hayır (Berilyum) Kurşuna bağlı
Toksikoloji Tehlikesiz Tehlikesiz Tehlikesiz Toksik (Berilyum) Kurşun riski

10. AMBALAJ VE DEPOLAMA

Parametre Bilgi
Standart Ambalaj 25 kg'lık çubuk/ingot paketleri
Özel Ambalaj Müşteri talebine göre özel ebatlar (1-1000 kg)
Formlar Çubuk (Ø 10-100 mm), ingot, levha, profil
Paletleme Ahşap palet, çemberleme, streç film
Depolama Ortamı Kuru, havalandırılmış, 5-40°C
Kimyasal Uyarı Asidik kimyasallardan (sülfürik, nitrik asit vb.) uzak tutun
Raf Ömrü Uygun koşullarda sınırsız

11. SAĞLIK VE GÜVENLİK

11.1. Tehlike Sınıflandırması

  • Katı halde toksik değildir

  • İşleme (kesme, taşlama, kaynak) esnasında metal tozu ve dumanı riski

  • Berilyum içermez → Toksik değildir

11.2. Kişisel Koruyucu Donanım (KKD)

İşlem Gereken KKD
Kesme/Taşlama Toz maskesi (FFP2/FFP3), koruyucu gözlük, eldiven
Kaynak Kaynak maskesi, ısıya dayanıklı eldiven, koruyucu giysi
Genel Kullanım Koruyucu gözlük, koruyucu eldiven, iş ayakkabısı

11.3. İlk Yardım

Maruziyet Yolu Yapılacak İşlem
Solunum Temiz havaya çıkarın. Semptomlar devam ederse tıbbi yardım alın
Cilt Teması Bol sabun ve su ile yıkayın
Göz Teması Bol su ile hemen durulayın. Tıbbi yardım alın
Yutma Derhal tıbbi yardım alın
Yanık Ergimiş metal yanıklarında derhal soğuk su ile soğutun; tıbbi tedavi alın

11.4. Atık Yönetimi

  • Yerel yönetmeliklere uygun olarak bertaraf edin

  • Malzeme geri dönüştürülebilirdir

  • Lisanslı geri dönüşüm tesislerine verin

12. KALİTE KONTROL

Test Yöntem Kabul Kriteri
Kimyasal Analiz ICP-OES Cu ≥ %99.5; B: %0.02-0.05
Elektriksel İletkenlik Eddy Current / Dört uçlu prob ≥ %92 IACS
Sertlik Rockwell B / Vickers 65-75 HRB / 95-115 HV
Çekme Testi Üniversal Test Makinesi 280-350 MPa
Akma Dayanımı Üniversal Test Makinesi ≥ 200 MPa
Uzama Üniversal Test Makinesi ≥ %20
Tane Boyutu Metalografik (ASTM E112) İnce taneli (< 50 µm)
Mikroyapı SEM / Optik Mikroskop Borür çökeltileri tane sınırlarında
Yumuşama Testi 450°C'de tavlama Sertlik düşüşü < %50
Oksijen İçeriği Ergitme Analizörü ≤ %0.01

13. DÜZENLEYİCİ UYUM

Düzenleme Durum
AB REACH Uyumlu
RoHS (Direktif 2011/65/EU) Uyumlu (Berilyum içermez)
Çatışma Mineralleri Doğrulanmış çatışmasız izabe tesislerinden tedarik edilir
Nakliye Tehlikeli madde olarak sınıflandırılmamıştır
ASTM ASTM B124 uyumlu
EN EN 1652 uyumlu
JIS JIS H3100 uyumlu

14. HIZLI BAŞVURU TABLOSU

Özellik Değer
Ürün Adı Bor Katkılı Bakır Alaşımı
Kalite / Grade 2B
Cu İçeriği ≥ %99.5
B İçeriği %0.02 – 0.05
Yoğunluk 8.86 g/cm³
Erime Aralığı 1013 – 1050 °C
Elektriksel İletkenlik ≥ %92 IACS
Isıl İletkenlik ~340 W/m·K
Sertlik (HRB) 65 – 75
Çekme Dayanımı 280 – 350 MPa
Akma Dayanımı (Rp0.2) ≥ 200 MPa
Uzama (A5) ≥ %20
Yumuşama Sıcaklığı ~450°C
Isıl Genleşme Katsayısı 17.5 × 10⁻⁶ /K
Elastisite Modülü ~125 GPa
Form Çubuk, ingot, levha, profil
Standart ASTM B124 / EN 1652 / JIS H3100
RoHS Uyum Evet
Berilyum İçeriği Yok

15. KRİTİK UYARILAR VE EN İYİ UYGULAMALAR

KRİTİK UYARILAR:

  1. Bor İçeriği: Dayanım-iletkenlik dengesi için %0.02-0.05 aralığında hassas olarak kontrol edilir. Bu aralığın dışında kalan değerler, istenen özellikleri sağlamaz.

  2. Yumuşama Sıcaklığı: ~450°C'ye yükseltilmiştir. Saf bakır 200°C'de yumuşamaya başlarken, Grade 2B 450°C'ye kadar dayanır.

  3. Berilyum İçermez: Toksik CuBe alaşımlarına RoHS uyumlu, toksik olmayan alternatif. Avrupa pazarı için idealdir.

  4. Deoksidasyon Etkisi: Bor, oksijeni bağlayarak döküm kalitesini ve iletkenlik stabilitesini artırır. Fosforlu bakıra göre iletkenlik kaybı daha azdır.

  5. İletkenlik Önceliği: İletkenliğin >%90 IACS olması gerektiğinde Grade 2B tercih edin. CuCrZr %80 IACS ile sınırlıdır.

  6. Kaynaklanabilirlik: TIG ve MIG kaynağına uygundur. Bor, kaynak sırasında oksidasyonu önler.

  7. Maliyet Avantajı: CuCrZr'ye göre %60-70, CuBe2'ye göre %80-85 daha ekonomiktir.

EN İYİ UYGULAMA TAVSİYELERİ:

Depolama:

  • Kuru, havalandırılmış alanda (5-40°C) saklayın

  • Doğrudan güneş ışığından ve asidik kimyasallardan uzak tutun

  • Uygun koşullarda raf ömrü sınırsızdır

Kullanım:

  • İşleme sırasında koruyucu gözlük, eldiven ve toz maskesi (FFP2) kullanın

  • Kaynak işlemleri sırasında yeterli havalandırma sağlayın

  • Talaşlı imalatta kesme hızı: 150-250 m/dakika

Ergitme:

  • Nem varsa 100-150°C'de ön ısıtma yapın

  • Bor deoksidan olarak görev yapar; oksijen seviyelerini buna göre ayarlayın

  • Ergitme sıcaklığı: 1100-1150°C

Atık Yönetimi:

  • Yerel yönetmeliklere uygun olarak bertaraf edin

  • Malzeme geri dönüştürülebilirdir

YASAL UYARI

Bu Teknik Veri Sayfası (TDS) yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve mevcut teknik verilere dayanarak hazırlanmıştır. Kullanıcı, ürünün kendi spesifik uygulamaları için uygunluğunu belirleme ve tüm yerel, ulusal ve uluslararası düzenlemelere uyma konusunda tek başına sorumludur. Tam güvenlik, depolama, kullanım, nakliye, atık ve düzenleyici uyumluluk bilgileri için üretici/tedarikçi tarafından sağlanan resmi Güvenlik Bilgi Formu'na (SDS/MSDS) başvurulmalıdır. Bu belge profesyonel tavsiyenin yerini tutmaz.

Sorularınız mı var? Yardımcı olalım!

Etkili İş Çözümleri? — İletişime Geçin
Sürükle