Свойства C18070: электропроводность, прочность, гибкость и два поведения при высоких температурах

В первой статье сплав C18070 представлен как медно-хромо-кремниево-титановый сплав с высокой электропроводностью. Его ценность заключается в сбалансированности свойств, а не в одном выдающемся показателе; поэтому в данной статье эти свойства подробно перечислены и разъяснено важное различие, которое приводит к большему числу ошибок при выборе, чем любое другое.

Механические свойства по состояниям

Обозначения состояний R основаны на минимальном значении предела прочности при растяжении в МПа. Диапазоны отражают обычный разброс производственных значений; в сертификате прокатного стана указаны измеренные значения для вашей партии.

Прочность и твёрдость возрастают от R400 до R580, а удлинение снижается. Это сплав средней прочности по замыслу: он не стремится достичь пика прочности пружинных сплавов, поскольку это привело бы к потере электропроводности и гибкости. Цель — обеспечить достаточную прочность, сохраняя при этом высокие значения двух других свойств.

Гибкость

Здесь C18070 отличается от большинства проводящих сплавов. При испытании на изгиб под углом 90° и толщине ≤ 0,5 мм минимальные радиусы изгиба составляют:

В состоянии R400 сплав обеспечивает изгиб на 0t как в направлении «хорошего», так и в направлении «плохого» — его можно сложить вдвое без появления трещин. Это позволяет получать по-настоящему сложные штампованные и формованные детали из материала, электропроводность которого остаётся выше 78 % IACS. По мере упрочнения состояния минимально допустимый радиус изгиба увеличивается, поэтому для сложной геометрии предпочтительны более мягкие состояния. Укажите на чертеже как радиус изгиба, так и его ориентацию, чтобы был поставлен нужный вид термообработки.

Два поведения при высоких температурах — не путайте их

Покупатели часто запрашивают «хорошую работу при высоких температурах», будто это одна характеристика. На самом деле их две, обусловленные разными механизмами; деталь может требовать одну из них, другую или обе сразу:

Сопротивление ослаблению при напряжении — сохраняет ли деталь под длительной нагрузкой контактное давление или постепенно ослабляет его. Именно эта характеристика обеспечивает надёжное удержание контакта разъёмом в течение многих лет при повышенной температуре.

Сопротивление смягчению — теряет ли сам материал прочность и становится мягким при нагреве. Это определяет, сохраняет ли деталь свою форму и твёрдость после кратковременного воздействия высокой температуры.

C18070 демонстрирует хорошие показатели по обоим параметрам, однако они отвечают на разные вопросы. Если режим отказа детали — «контакт ослабляется спустя месяцы эксплуатации», то ключевым параметром является релаксация напряжений. Если же режим отказа — «деталь становится мягче после термического воздействия», то важнейшей характеристикой является стойкость к размягчению. Указание не того параметра — типичная и дорогостоящая ошибка.

Показатель релаксации напряжений

При температуре ниже 200 °C в течение 1000 часов C18070 сохраняет не менее 85 % исходного напряжения. В терминах эксплуатации это означает, что контакт сохраняет подавляющую часть силы зажима даже после продолжительной работы в условиях высокой температуры — именно такую надёжность требуют соединители высоковольтных аккумуляторов или моторного отсека. В сочетании с электропроводностью 78–83 % IACS это делает сплав подходящим для высокотоковых соединений, работающих при повышенных температурах.

Часто задаваемые вопросы

Какой вид термообработки обеспечивает наилучшую гибкость?

R400, который обеспечивает изгиб 0t как в положительном, так и в отрицательном направлении, что делает его подходящим для сложных формованных деталей.

Какова сохранность напряжения у C18070 при высокой температуре?

Не менее 85 % после воздействия 200 °C в течение 1000 ч, что указывает на стабильную силу контакта при длительной эксплуатации в горячих условиях.

Является ли релаксация напряжения тем же самым, что и разупрочнение?

Нет. Релаксация напряжения — это потеря силы контакта под постоянной нагрузкой; разупрочнение — это потеря прочности материала при нагреве. Это разные механизмы, и их следует указывать отдельно.

Следующий материал в этой серии: Применение C18070 — разъёмы аккумуляторов электромобилей (EV), компоненты фотогальванических систем, реле и блоки предохранителей.