Cu-ETP (2.0065)
Kupferwerkstoffe nach EN 13601 · weich geglüht (R200)
Dichte 8,94 g/cm³ · E-Modul 127 GPa · Ausdehnung 17 · 10⁻⁶/K. Gültig für weich geglüht (R200).
Mechanische und physikalische Kennwerte
| Kennwert | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit Rm | 200–250 MPa | höchste ertragene Spannung im Zugversuch |
| Streckgrenze Rp0,2 | 80 MPa | ab hier bleibt Verformung zurück — die Größe, gegen die ausgelegt wird |
| Bruchdehnung A | 33 % | Verlängerung der Probe bis zum Bruch — ein Maß für die Zähigkeit |
| Härte | 40–60 HB | Richtwert im angegebenen Zustand |
| Dichte ρ | 8,94 g/cm³ | Rundstab Ø 20 mm wiegt 2,81 kg/m |
| E-Modul | 127 GPa | bestimmt die Durchbiegung, nicht die Tragfähigkeit |
| Längenausdehnung α | 17 · 10⁻⁶/K | 1 m dehnt sich bei 100 K um 1,7 mm |
| Wärmeleitfähigkeit λ | 394 W/(m·K) | maßgeblich für Kühlung, Schweißen und Zerspanung |
| Spezifische Festigkeit | 25 kN·m/kg | Rm/ρ — die Kennzahl des Leichtbaus |
Die Festigkeitswerte gelten für den angegebenen Behandlungs- und Dickenzustand (weich geglüht (R200)). Bei Stählen fällt die Streckgrenze mit zunehmender Erzeugnisdicke ab; Dichte, E-Modul und Ausdehnung sind davon unberührt. Für eine Nachweisrechnung gilt das Datenblatt des Lieferanten.
Bezeichnung, Norm und Zustand
| Angabe | Wert |
|---|---|
| Werkstoffnummer | 2.0065 (EN 10027-2) |
| Kurzname | Cu-ETP (EN 10027-1) |
| Werkstoffgruppe | Kupferwerkstoffe |
| Norm | EN 13601 |
| Kennwerte gelten für | weich geglüht (R200) |
| Andere Bezeichnungen | CW004A · E-Cu58 · Elektrolytkupfer · C11000 (UNS) |
Schweißen und Zerspanen
| Eigenschaft | Beurteilung |
|---|---|
| Schweißen | schwierig wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit; gut lötbar |
| Zerspanen | schlecht — zäh, schmiert, lange Späne |
| Elektrische Leitfähigkeit | 58 MS/m (100 % IACS) |
Kupferwerkstoffe im Vergleich
| Werkstoff | Rm | Streckgrenze | Dichte | Rm/ρ |
|---|---|---|---|---|
| CuZn39Pb3 (2.0401) | ≥ 430 MPa | 250 MPa | 8,47 g/cm³ | 51 |
| CuZn37 (2.0321) | 300–370 MPa | 150 MPa | 8,44 g/cm³ | 40 |
| CuSn8 (2.1030) | ≥ 490 MPa | 420 MPa | 8,8 g/cm³ | 56 |
| CuSn12-C (2.1052) | ≥ 280 MPa | 150 MPa | 8,7 g/cm³ | 32 |
| Cu-ETP (2.0065) | 200–250 MPa | 80 MPa | 8,94 g/cm³ | 25 |
Rm/ρ in kN·m/kg — die spezifische Festigkeit. Sie entscheidet dort, wo Masse zählt: Bei gleicher Bauteilmasse trägt der Werkstoff mit dem höheren Wert mehr, unabhängig davon, welcher die höhere Zugfestigkeit hat.
Cu-ETP (2.0065) — wofür der Werkstoff genommen wird
Stromschienen, Erdungsbänder, Kühlkörper, Elektroden, Dichtringe, Wärmetauscher.
Wird ausschließlich wegen der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit verbaut: 58 MS/m und 394 W/(m·K) — das Achtfache von Stahl. Mechanisch ist Kupfer weich und kriecht unter Dauerlast; Schraubverbindungen an Stromschienen brauchen deshalb Tellerfedern.
Was die Zahlen praktisch bedeuten
Ein Bauteil gleicher Geometrie wiegt aus Cu-ETP das 1,14-fache dessen, was es aus Stahl wöge. Ein Rundstab Ø 20 mm wiegt 2,81 kg je Meter — für andere Abmessungen rechnet das der Halbzeug-Gewichtsrechner.
Der E-Modul von 127 GPa bestimmt, wie weit sich ein Bauteil unter Last durchbiegt — nicht, wie viel es trägt. Beides zu verwechseln ist der häufigste Fehler bei der Werkstoffwahl: Ein festerer Stahl macht einen Träger nicht steifer. Was er unter Last tut, zeigt die Trägerbiegung; die Querschnittswerte dazu liefert das Flächenträgheitsmoment.
Mit α = 17 · 10⁻⁶/K dehnt sich ein Meter bei 100 K Erwärmung um 1,7 mm. Das ist der Grund, weshalb Passungen zwischen verschiedenen Werkstoffen im Betrieb wandern — wie stark, rechnet der Wärmeausdehnungs-Rechner, die Auswirkung auf die Fügestelle der ISO-Passungsrechner.
Die Härte von 40–60 HB lässt sich mit dem Härte-Umrechner in HRC und HV umwerten — und näherungsweise in die Zugfestigkeit, denn bei Stählen gilt Rm ≈ 3,5 · HB. Die Schnittwerte für die Bearbeitung stellt der Schnittdaten-Rechner zusammen.
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