Ottone e rame, qual è la differenza?

Nello spazio commerciale esiste una grande varietà di metalli, che ha causato controversie nell'industria manifatturiera. Questa controversia è dovuta al fatto che gli utilizzatori dei metalli non sono in grado di distinguere un metallo dall'altro. Ciò è molto comune soprattutto quando le variazioni sono molto sottili.

Un esempio di due metalli che spesso vengono confusi sono il rame e l'ottone. Quando i due metalli sono affiancati, si può notare che il rame e l'ottone hanno un aspetto vagamente simile. Tuttavia, c'è una leggera differenza di colore, e per distinguerli entrambi è necessaria una certa esperienza. Nel tentativo di evitare di utilizzare la scelta sbagliata per il vostro progetto, informarsi su di essi può sembrare fondamentale per un progetto di successo. Ecco alcune informazioni utili per stabilire la differenza tra rame e ottone.

Prima di tutto, sappiamo cos'è l'ottone e il rame.

Innanzitutto, per poter seguire la nostra guida, abbiamo adattato questa sezione per concentrarci sulla descrizione dell'ottone e del rame.

Che cos'è l'ottone?

L'ottone è il nome dato a una lega di rame con un certo contenuto di zinco. Di conseguenza, questo metallo viene spesso scambiato per rame. Oltre a questo, l'ottone è composto da altri metalli, tra cui stagno, ferro, alluminio, piombo, silicio e manganese. L'inclusione di questi altri metalli contribuisce a produrre una combinazione unica di caratteristiche. Ad esempio, il contenuto di zinco dell'ottone contribuisce a migliorare la duttilità e la resistenza del rame di base dell'ottone. Maggiore è la concentrazione di zinco nell'ottone, più duttile e resistente è la lega. Inoltre, il colore può variare a seconda della quantità di zinco aggiunto, dal rosso al giallo.

L'ottone è spesso utilizzato soprattutto per scopi decorativi, grazie alla sua somiglianza con l'oro. Inoltre, viene comunemente utilizzato per la produzione di strumenti musicali grazie alla sua elevata durata e lavorabilità.

Che cos'è il rame?

Il metallo chiamato rame è uno dei primi metalli scoperti, lavorati e utilizzati dall'uomo. Questo perché il rame esiste allo stato naturale. Questo metallo puro veniva utilizzato in epoca preistorica per utensili, armi e decorazioni. A differenza dell'ottone, che è stato fabbricato artificialmente, è un metallo puro che si presta direttamente alla lavorazione. Il rame può essere utilizzato da solo e può anche essere combinato con altre leghe e metalli puri per formare il suo sottoinsieme di leghe.

Il rame è composto da elementi ad alta conducibilità elettrica e termica e, nella sua forma più pura, è morbido e malleabile. Per migliaia di anni è stato utilizzato come elemento costitutivo di altre leghe e come materiale da costruzione.

Confrontiamo le 17 differenze tra ottone e rame

In questa parte, confronteremo in dettaglio le 17 differenze tra ottone e rame, per poi fare una sintesi. Cominciamo.

Ottone e rame: Composizione degli elementi

I due metalli possono essere differenziati in base alla loro composizione elementare. Come abbiamo detto in precedenza, il rame è un metallo di base puro ed è un elemento con una conducibilità elettrica molto elevata. Ha una struttura elettronica simile a quella dell'argento e dell'oro.
L'ottone come metallo è semplicemente una lega di rame e zinco. A differenza del rame, contiene un'ampia gamma di elementi a seconda della forma della lega. La composizione elementare comune dell'ottone include i suoi componenti primari rame (Cu) e zinco (Zn), mentre può avere i seguenti componenti a seconda della sua forma di lega:

• Alluminio (Al)
• Antimonio (Sb)
• Ferro (Fe)
• Piombo (Pb)
• Nichel (Ni)
• Fosforo (P)
• Silicio (Si)
• Zolfo (S)
• Stagno (Sn)

Ottone vs rame: Resistenza alla corrosione

La corrosione può essere utilizzata anche per differenziare i due metalli l'uno dall'altro. Questi due metalli non contengono ferro e quindi non arrugginiscono facilmente. Il rame può subire un'ossidazione che nel tempo porta alla formazione di una patina verde. Questo può impedire che la superficie del metallo di rame si corroda ulteriormente. Tuttavia, l'ottone è una lega di rame e zinco unita ad altri elementi che possono resistere alla corrosione. In conclusione, l'ottone presenta un colore più simile all'oro ed è più resistente alla corrosione rispetto al rame.

Ottone vs rame: Conducibilità elettrica

Spesso non si conoscono bene le differenze di conducibilità elettrica dei vari metalli. Tuttavia, assumere la conducibilità elettrica di un materiale perché è simile nell'aspetto a un altro materiale conduttivo di ampacità nota può essere disastroso per un progetto. Questo errore è in qualche modo evidente nella sostituzione dell'ottone con il rame nelle applicazioni elettriche.

In confronto, il rame è lo standard con cui la maggior parte dei materiali viene valutata per la conducibilità elettrica. Queste misure sono espresse come misura relativa del rame. Ciò significa che il rame non presenta alcuna resistenza elettrica ed è 100% conduttivo in senso assoluto. D'altra parte, l'ottone è una lega di rame ed è solo 28% elettricamente conduttivo come il rame.

Ottone contro rame: Conduttività termica

La conduttività termica di un materiale è semplicemente la misura della sua capacità di condurre il calore. Questa proprietà di conducibilità termica varia da metallo a metallo ed è importante da considerare quando il materiale è necessario per applicazioni ad alta temperatura di esercizio. I metalli puri hanno una conducibilità termica che rimane invariata all'aumentare della temperatura, mentre le leghe presentano una conducibilità termica che aumenta con la temperatura. In questo caso, il rame è un metallo puro, mentre l'ottone è un metallo in lega. A titolo di confronto, il rame presenta la conduttività più elevata con 223 BTU/(hr-ft⋅°F, mentre l'ottone ha 64 BTU/(hr-ft⋅°F.

Ottone vs rame: Punto di fusione

Il punto di fusione di un metallo è molto importante e cruciale per la scelta del materiale per un progetto. Questo perché, al punto di fusione, può verificarsi un guasto del componente. Quando un materiale metallico raggiunge il punto di fusione, passa dalla forma solida a quella liquida. A questo punto, il materiale non può più servire allo scopo.

Un altro motivo è che i metalli sono più plasmabili allo stato liquido. Questo aiuta a scegliere il migliore tra rame e ottone quando è richiesta la formabilità per un progetto. In termini metrici, il rame presenta il punto di fusione più alto, pari a 1084°C (1220°F), mentre l'ottone ha un punto di fusione compreso tra 900°C e 940°C. L'intervallo del punto di fusione dell'ottone è attribuito alla diversa composizione elementare.

Ottone vs rame: durezza

La durezza di un materiale è la sua resistenza alla deformazione localizzata che può derivare dall'indentazione di un penetratore di geometria predeterminata su una superficie piana di metallo sotto un carico predeterminato. L'ottone è un metallo più resistente e più rigido rispetto al rame. In termini di metrica della durezza, l'ottone presenta una durezza che va da 3 a 4. D'altra parte, la durezza del rame varia da 2,5 a 3 sulla tabella di durezza del metallo. L'ottone esiste come prodotto del rame con una composizione variabile di zinco. Una maggiore percentuale di zinco si traduce in un ottone più forte e più duttile.

Ottone contro rame: Peso

Quando si confronta il peso dei metalli, si può scegliere l'acqua come riferimento per il peso specifico - dato il valore di 1. Il peso specifico di entrambi i metalli viene poi confrontato come frazione di densità più o meno elevata. In questo modo, abbiamo scoperto che il rame è il più pesante, con una densità di 8930 kg/cm3 .

Ottone contro rame: Durata

La durabilità di un materiale è la capacità di quel materiale di rimanere funzionale senza dover ricorrere a riparazioni o manutenzioni eccessive ogni volta che il materiale si trova ad affrontare le normali sfide operative nel corso della sua vita media. Entrambi i metalli presentano quasi lo stesso livello di durata quando vengono utilizzati nei rispettivi progetti. Tuttavia, il rame presenta la maggiore flessibilità rispetto all'ottone.

Ottone vs rame: Lavorabilità

La lavorabilità di un materiale è la capacità di un materiale di essere tagliato (lavorato) per ottenere una finitura superficiale accettabile. Le attività di lavorazione possono includere la fresatura, il taglio, la pressofusione e altro ancora. La lavorabilità può essere considerata anche dal punto di vista di come un materiale può essere fabbricato. In confronto, l'ottone ha la più alta lavorabilità rispetto al rame. Questo rende l'ottone ideale per le applicazioni che richiedono un grande livello di formabilità.

Ottone vs rame: Formabilità

Il rame ha un'eccezionale formabilità, descritta al meglio dalla sua capacità di produrre fili di dimensioni micrometriche con ricotture di rammollimento minime. In generale, le leghe di rame come l'ottone presentano una maggiore resistenza, proporzionale alla natura e alla quantità di lavorazione a freddo. I metodi più comuni utilizzati per la formatura dei componenti in ottone includono la coniatura, la piegatura, lo stiramento e l'imbutitura. Ad esempio, l'ottone per cartucce presenta caratteristiche di imbutitura profonda. In sostanza, il coper e l'ottone - una lega di rame - presentano un'eccezionale formabilità, ma il rame è altamente flessibile rispetto all'ottone.

Ottone vs rame: Saldabilità

Il rame è più saldabile rispetto all'ottone. Tuttavia, tutte le leghe di ottone sono saldabili, tranne quelle contenenti piombo. Inoltre, quanto minore è il contenuto di zinco dell'ottone, tanto più facile è la sua saldatura. Pertanto, si dice che l'ottone con un contenuto di zinco inferiore a 20% abbia una buona saldabilità, mentre quello con un contenuto superiore a 20% abbia una discreta saldabilità. Infine, i metalli in ottone fuso sono solo marginalmente saldabili.

Come già detto, le leghe di ottone con piombo e stagno sono considerate non saldabili. È necessario evitare di esporle a un elevato calore di saldatura, a un elevato preriscaldamento e a una bassa velocità di raffreddamento.

Ottone contro rame: Resistenza allo snervamento

Il limite di snervamento è considerato la tensione massima alla quale un materiale inizia a deformarsi in modo permanente. In un confronto tra rame e ottone, l'ottone possiede una resistenza allo snervamento superiore a quella del rame. A sostegno di questa affermazione, l'ottone presenta valori da 34,5 a 683 MPa (5000 - 99100 psi), mentre il rame presenta valori di 33,3 MPa (4830 psi).

Ottone e rame: Resistenza alla trazione finale

Il carico di rottura di un componente o di un materiale è la sua massima resistenza alla frattura. L'ottone è più rigido e più forte del rame e, di conseguenza, è più suscettibile di sviluppare cricche da stress. Questo spiega il motivo della minore resistenza a trazione dell'ottone, che però può essere aumentata in base alla composizione elementare. Il rame presenta un carico di rottura di 210 MPa (30500 psi). L'ottone, invece, ha un carico di rottura che varia tra 124 e 1030 MPa (18000-150000 psi).

Ottone vs rame: Resistenza al taglio

La resistenza al taglio è la resistenza di un materiale contro il tipo di snervamento o cedimento strutturale, in particolare quando il materiale cede a taglio. In questo contesto, il carico di taglio è una forza che produce un cedimento per scorrimento di un materiale o di un componente lungo un piano parallelo alla direzione della forza. Se misurata, è evidente che l'ottone ha la più alta resistenza al taglio (35000 psi - 48000 psi) mentre l'ottone ha la più bassa resistenza al taglio (25000 psi).

Ottone contro rame: Colore

Il rame è un metallo puro, mentre l'ottone è una lega di rame. Di conseguenza, il colore del rame è solitamente abbastanza distinto da distinguere il rame dall'ottone. Il rame è solitamente di colore bruno-rossastro, mentre l'ottone può essere di colore diverso a seconda dei suoi componenti elementari, tra cui giallo oro, oro-rossastro o argento.

Ottone vs rame: Prezzo

Il prezzo dell'ottone e del rame può variare a seconda del tipo di materiale che stiamo confrontando. Anche se può variare, il rame è in genere il più costoso dei due materiali. L'ottone contiene una quantità inferiore di rame rispetto al rame puro. Questo contenuto inferiore di rame ha contribuito a ridurne il prezzo.

Ottone e rame: Applicazioni

Rame

Il rame ha un'ampia gamma di applicazioni nell'industria manifatturiera. Trova applicazione in tetti e impianti idraulici, fili e macchinari industriali. Quando è richiesta una maggiore durezza, il rame viene trasformato in leghe come l'ottone e il bronzo. Di seguito sono riportate le applicazioni del rame nel settore manifatturiero:

Fili e cavi

Sebbene esistano metalli concorrenti nello spazio industriale, il rame rimane il conduttore elettrico preferito. Questo è evidente in quasi tutti i cablaggi elettrici, ad eccezione del fatto che è meno preferito per la trasmissione di energia elettrica aerea. È ampiamente utilizzato per la generazione di energia, la trasmissione, la distribuzione, l'elettronica, le telecomunicazioni, i circuiti e un numero infinito di apparecchiature elettriche.

Dispositivi elettronici e correlati

Il rame viene utilizzato per Circuiti stampati e schede a circuito integrato al posto dell'alluminio, grazie alla sua superiore conduttività. Viene utilizzato anche negli scambiatori di calore e nei dissipatori di calore perché presenta proprietà superiori di dissipazione del calore. Trova applicazione nei tubi a vuoto, negli elettromagneti, nei tubi a raggi catodici e nei magnetron dei forni a microonde.

Motori elettrici

Il rame viene utilizzato nei motori elettrici grazie alla sua superiore conduttività. Ciò è evidente nel crescente utilizzo del rame per le bobine, che aumenta l'efficienza. È risaputo che l'utilizzo dei motori e dei sistemi a motore rappresenta circa 43% - 46% di tutto il consumo di elettricità.

Architettura

Fin dall'antichità, il rame è stato utilizzato come materiale architettonico durevole, resistente alle intemperie e alla corrosione. Viene utilizzato nella costruzione di scossaline, pluviali, volte, porte, tetti, grondaie, cupole, guglie e molto altro. Nell'era contemporanea, l'uso del rame si è esteso al rivestimento di pareti interne ed esterne, alla schermatura di radiofrequenze, ai giunti di dilatazione degli edifici e molto altro. Viene utilizzato anche in prodotti decorativi per interni, come sanitari di grande effetto, piani di lavoro, corrimano e altro ancora.

Antimicrobico

Il rame può essere trasformato in una lega antimicrobica che presenta proprietà in grado di distruggere un'ampia gamma di microrganismi come l'E. Coli e molti altri. Queste leghe antimicrobiche di rame sono approvate dall'Agenzia per la Protezione Ambientale (EPA) degli Stati Uniti nel settore della sanità pubblica. I prodotti realizzati con queste leghe includono tavoli da letto, articoli da toilette, attrezzature per centri benessere, lavandini, maniglie per carrelli della spesa e molto altro. Sono stati installati in strutture sanitarie nel Regno Unito, Giappone, Irlanda, Danimarca, Brasile, Corea e molti altri paesi.

Come anti-biofouling

Si dice che il rame sia biostatico, il che significa che può impedire la crescita di molte forme di vita. Per questo motivo, il rame viene utilizzato per rivestire le parti delle navi per proteggersi da cozze e cirripedi. Viene utilizzato in acquacoltura per la produzione di materiali di rete grazie alla sua attività antimicrobica e alla sua capacità di prevenire il biofouling.

Investimenti speculativi

Nel settore manifatturiero mondiale si è registrato un aumento dell'utilizzo del rame. Di conseguenza, gli investitori lo considerano un investimento speculativo per la produzione di turbine, pannelli solari e altre fonti di energia rinnovabile. Alcuni investitori conservano il rame puro sotto forma di barre o tondi metallici.

Ottone

L'ottone, rispetto al rame, presenta un'ampia gamma di applicazioni in diversi settori. Viene comunemente utilizzato per applicazioni decorative, perché ha la stessa somiglianza dell'oro. Grazie alla sua lavorabilità e durata, è un materiale molto adatto alla produzione di strumenti musicali. Viene utilizzato anche per la produzione di tubi e tubature idrauliche, grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione.

Un'altra applicazione dell'ottone è l'utilizzo negli apparecchi elettronici, grazie alla sua eccellente conducibilità elettrica. L'ottone viene utilizzato anche in applicazioni meccaniche, come la produzione di fusioni per il fucile d'assalto M-16, cuscinetti e ingranaggi. Le leghe di ottone specifiche offrono le seguenti proprietà:

Ottone rosso

Questa forma di ottone è composta da 95% di rame e 5% di zinco. È una lega di ottone morbida e può essere facilmente modellata o martellata nelle forme desiderate. È ideale per progetti artigianali grazie al suo insolito colore bronzo intenso. Ha un'ampia varietà di applicazioni, tra cui:

• Architettonico fasciale
• Gioielli
• Distintivi
• Ferramenta marina
• Lavorazione alla griglia
• Finiture ornamentali
• Maniglie delle porte

Incisione dell'ottone

Questa lega di ottone è nota come C35600 o C37000 e la sua composizione varia tra 1% e 2% di piombo. Come suggerisce il nome, anche l'utilizzo è analogo. Ciò significa che viene utilizzata per la creazione di targhe e targhette incise. Trova applicazione nei seguenti settori:

• Componenti dell'orologio
• Misuratori di ingranaggi
• Hardware per costruttori
• Cerchio per elettrodomestici

Ottone a taglio libero

Un'altra lega di ottone designata C-360 con composizione elementare di rame, zinco e piombo. I suoi impieghi comprendono la produzione dei seguenti prodotti:

• Terminali
• Rubinetti
• Corpo valvola
• Tubi o raccordi per l'acqua
• Bulloni, dadi, parti filettate
• Peso di bilanciamento
• Iniettori

Ottone ad alta resistenza

Questo tipo di lega di ottone contiene una piccola percentuale di manganese. Questo tipo di ottone è resistente e viene utilizzato per prodotti sottoposti a forti sollecitazioni. Esempi di applicazione sono:

• Motori marini
• Scatola degli assi della locomotiva
• Morsetti per batteria
• Piatti oscillanti
• Ruote per carichi pesanti
• Guide valvole
• Boccole Cuscinetti

Ottone arsenicale

Questo tipo di lega di ottone è denominata C26000, C26130 o ottone 70/30). Entrambe le leghe contengono fino a 0,03% di arsenico per aumentare la resistenza alla corrosione in acqua. L'ottone all'arsenico è resistente, facile da lavorare e di colore giallo brillante. È ideale per i lavori di idraulica, mentre altri usi includono la produzione di:

• Serrature
• Getti di cartucce
• Terminali elettrici
• Nuclei del radiatore, serbatoi e valvole
• Filati trafilati e contenitori
• Scambiatori di calore
• Spine e raccordi per lampade

Come distinguere l'ottone dal rame?

Il rame è un metallo puro e singolo; ogni oggetto realizzato in rame presenta le stesse proprietà. L'ottone, invece, è una lega di rame, zinco e altri metalli. La combinazione di diversi metalli fa sì che non esista un unico metodo infallibile per identificare tutti gli ottoni. Tuttavia, discuteremo i metodi per distinguere l'ottone dal rame. Questi metodi sono indicati di seguito:

• Identificazione del colore
• Altro metodo di identificazione

Identificazione del colore

1. Pulire i due metalli da differenziare. Sia il rame che l'ottone sviluppano una patina con il tempo. Questa patina è per lo più verdastra. In una situazione in cui il metallo originale è visibile, provare la tecnica di pulizia dell'ottone. Sebbene questa tecnica funzioni per entrambi i metalli, per essere più sicuri è bene utilizzare i prodotti commerciali per la pulizia di rame e ottone.
2. Posizionare il metallo sotto la luce bianca. In questo caso, se il metallo da identificare è lucidato, è possibile che si vedano delle false luci come risultato della luce riflessa. Un altro modo per ovviare a questo problema è osservarlo sotto una lampadina fluorescente bianca o alla luce del sole. Per l'identificazione, evitare la lampadina gialla a incandescenza.
3. Identificare il colore rossastro del rame. È un metallo puro dall'aspetto bruno-rossastro.
4. Cercate l'ottone giallo. L'ottone è composto da rame e zinco. La diversa proporzione di zinco nell'ottone produce colori diversi. Nella maggior parte dei casi, l'ottone comunemente utilizzato presenta un colore giallo tenue o un aspetto giallo-marrone, simile al bronzo. Un altro tipo di ottone ha un aspetto giallo-verdastro e questa lega è chiamata "metallo da doratura". Le sue applicazioni sono limitate alle munizioni e alla decorazione.
5. Controllare se l'ottone è rosso o arancione. Quando la lega di ottone è composta almeno da rame 85%, può assumere un aspetto rosso-marrone o arancione. Questo tipo di ottone è utilizzato soprattutto per chiusure decorative, gioielli e impianti idraulici. Pertanto, qualsiasi accenno di colorazione gialla, arancione o dorata indica che il metallo è ottone e non rame.
6. Identificazione di altri ottoni. L'ottone ad alto contenuto di zinco può avere un aspetto dorato, bianco, grigio o addirittura bianco-giallastro. Le leghe di queste categorie non sono comuni perché non sono lavorabili. Tuttavia, possono trovare applicazione in gioielleria.

Altro metodo di identificazione

1. Uso del suono: essendo il rame un metallo morbido, produce un suono rotondo e sommesso quando colpisce un altro componente. Un test condotto nel 1987 ha descritto il suono del rame come "morto", mentre l'ottone ha emesso una chiara nota squillante. Giudicare con questo metodo può essere difficile senza esperienza. La buona notizia è che imparare questo metodo con il tempo è utile soprattutto per chi ha l'hobby dell'antiquariato o della collezione di rottami. Questo metodo funziona meglio per un metodo solido
2. Un altro metodo è quello di cercare i codici stampati. Per lo più, gli oggetti in ottone prodotti per scopi industriali sono spesso dotati di codici di identificazione. Sia nel sistema europeo che in quello nordamericano, i codici per l'ottone iniziano con una "C" e diversi numeri seguiti dalla "C".

Scegliere il metallo giusto per il progetto

La scelta del tipo di metallo giusto per un'applicazione è un aspetto critico da tenere presente quando si tratta di progettare e realizzare prodotti o parti di alta qualità. Sebbene entrambi i metalli (rame e ottone) offrano conducibilità termica ed elettrica, forza, resistenza alla corrosione e altro ancora, ciascuno di essi presenta differenze distinte. Queste differenze chiave sono state spiegate nel secondo capitolo di questa guida e sono fondamentali per la scelta di uno dei due metalli in un progetto.

Sebbene il rame e l'ottone siano resistenti, non hanno lo stesso livello di flessibilità. Nella scelta per il vostro progetto, il rame puro privo di ossigeno presenta la massima flessibilità, conduttività e duttilità, mentre il bronzo offre la possibilità di essere lavorato.

In termini di utilità generale, l'ottone è il materiale più considerato e più adatto per le applicazioni generali. È facile da fondere, relativamente economico e malleabile con un basso attrito. L'ottone è più applicabile per i componenti decorativi e per i pezzi metallici con cui le persone entrano in contatto quotidianamente, come le maniglie delle porte. È applicabile nell'industria alimentare per gli alimenti che devono essere protetti da infestazioni microbiche e batteriche.

Sommario: Ottone e rame, qual è il migliore per il vostro progetto?

Conoscere le rispettive proprietà dell'ottone e del rame è fondamentale per scegliere il materiale migliore per i vostri progetti. Questo aiuta a rispondere all'annosa questione di "quale sia il migliore tra rame e ottone". Le nostre informazioni dettagliate vi faranno capire che entrambi i metalli sono più validi nelle loro applicazioni. In conclusione, entrambi i metalli sono migliori per le loro applicazioni specifiche.

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