Медь и ее сплавы: особенности, свойства, получение. Марки меди по ГОСТ. Анализ цен на медь

alexxlab | 01.06.2023 | 0 | Разное

Медь и её сплавы – презентация онлайн

Похожие презентации:

Медь и ее сплавы

Цветные металлы и сплавы

Цветные металлы

Медь и сплавы

Цветные сплавы

Цветные металлы и сплавы на их основе

Цветные металлы и сплавы

Цветные металлы и сплавы

Медь и сплавы

Цветные металлы и сплавы

Материаловедение
Тема: Медь и её сплавы.
Выполнил студент группы АТ(МХ)-14.2.2 –Шевель Д.

2. МЕДЬ И ЕЁ СПЛАВЫ

СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ МЕДИ
ЛАТУНЬ
БРОНЗА

3. СВОЙСТВА МЕДИ

Высокая теплопроводность
Высокая электропроводность
Высокая коррозионная стойкость
Высокая пластичность
Красного цвета
Температура плавления 1083 С
Плотность 8,92 г/см3

4. Маркировка технической меди

МАРКИтехнической
ТЕХНИЧЕСКОЙ
Маркировка
меди МЕДИ
М0
М1
М2
М3
МАРКИРОВКА ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕДИ
М2
номер марки
медь
М0 – 99,95 % Cu
М1 – 99,9 % Cu
М2 – 99,7 % Cu
М3 – 99,5 % Cu
М4 – 99,0 % Cu
М4

5.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИТехническая медь содержит:
Медь – 99 – 99,9 % Cu
Примеси: сурьма, висмут, сера, свинец, никель
Марки Предел
Предел
Относительмеди прочности, текучести ное удлинение, %
МПа
МПа
Твёрдость
НВ,
МПа
М2
200
75
44
40
М3
240
150
55
50

6. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДНЫХ СПЛАВОВ

Медные сплавы
по
химическому
составу
по
технологическим
свойствам
по
изменению
прочности
латуни
бронзы
деформируемые
литейные
упрочняемые
неупрочняемые

7. ЛАТУНИ

сплав меди и цинка с различными
легирующими добавками (кремний,
алюминий, никель, марганец, железо,
свинец, олово)
СВОЙСТВА ЛАТУНЕЙ
хорошие литейные свойства
превосходит медь по прочности,
вязкости и коррозионной стойкости
хорошо обрабатывается резанием

8. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАТУНЕЙ

ЛАТУНИ
ПРОСТЫЕ
цинк
медь
СПЕЦИАЛЬНЫЕ
цинк
АЛЮМИНИЙ
медь
КРЕМНИЙ
железо
НИКЕЛЬ
олово

9.

МАРКИРОВКА ЛАТУНЕЙЛ – обозначает «ЛАТУНЬ»;
ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ:
А – АЛЮМИНИЙ; Ж – ЖЕЛЕЗО;
К – КРЕМНИЙ;
С – СВИНЕЦ;
Н – НИКЕЛЬ;
О – ОЛОВО;
Мn – МАРГАНЕЦ
Цифры – процентное содержание
меди и легирующих элементов

10. ПРОСТЫЕ ЛАТУНИ

СОСТОЯТ ИЗ МЕДИ И ЦИНКА
Л -68
СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ– 68 %
ЛАТУНЬ
Л -96
СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ– 96 %
ЛАТУНЬ

11. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛАТУНИ

СОДЕРЖАТ КРОМЕ МЕДИ И ЦИНКА ОТ
1 ДО 8 % РАЗЛИЧНЫХ ЛЕГИРУЮЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
Л Ж Мц -59 -1-1
СОДЕРЖАНИЕ МАРГАНЦА – 1 %
СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗА – 1 %
СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ – 59 %
МАРГАНЕЦ
ЖЕЛЕЗО
ЛАТУНЬ

12. БРОНЗЫ

СПЛАВЫ МЕДИ С ЛЮБЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
КРОМЕ ЦИНКА (ОЛОВО, АЛЮМИНИЙ,
КРЕМНИЙ, МАРГАНЕЦ, БЕРИЛЛИЙ,
СВИНЕЦ)
СВОЙСТВА БРОНЗЫ
ВЫСОКАЯ КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ
ХОРОШИЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ
СВОЙСТВА
ХОРОШО ОБРАБАТЫВАЮТСЯ
РЕЗАНИЕМ

13. КЛАССИФИКАЦИЯ БРОНЗ

БРОНЗЫ
ЛИТЕЙНЫЕ
ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ
СВОЙСТВАМ
ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
ОЛОВЯНИСТЫЕ
ПО ХИМИЧЕСКОМУ
СОСТАВУ

14.

МАРКИРОВКА БРОНЗБр – обозначает «БРОНЗА»
ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
О – ОЛОВО ;
Ф – ФОСФОР;
А – АЛЮМИНИЙ; Ж – ЖЕЛЕЗО;
К – КРЕМНИЙ;
С – СВИНЕЦ;
Н – НИКЕЛЬ; Мц – МАРГАНЕЦ ; Ц – ЦИНК
•ЦИФРЫ ПОКАЗЫВАЮТ ПРОЦЕНТНОЕ
СОДЕРЖАНИТЕ ОЛОВА И ЛЕГИРУЮЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ

15. МАРКИРОВКА ОЛОВЯНИСТЫХ БРОНЗ

Бр О Ц С Н – 3 – 7 – 5 – 1
СОДЕРЖАНИЕ НИКЕЛЯ – 1 %
СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА – 5 %
СОДЕРЖАНИЕ ЦИНКА – 7 %
СОДЕРЖАНИЕ ОЛОВА – 3 %
НИКЕЛЬ
СВИНЕЦ
ЦИНК
ОЛОВО
БРОНЗА

16. МАРКИРОВКА БЕЗОЛОВЯНИСТЫХ БРОНЗ

Бр А Ж Н – 10 – 4 – 4
СОДЕРЖАНИЕ
НИКЕЛЯ – 4 %
СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗА – 4 %
СОДЕРЖАНИЕ АЛЮМИНИЯ – 10 %
НИКЕЛЬ
ЖЕЛЕЗО
АЛЮМИНИЙ
БРОНЗА

17. ПРИМЕНЕНИЕ МЕДИ И ЕЁ СПЛАВОВ

МЕДЬ –ЭЛЕКТРОПРОМЫШЛЕННОСТЬ,
РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
ЛАТУНЬ – ВТУЛКИ ПОДШИПНИКОВ,
ЛИТАЯ АРМАТУРА, ДЕТАЛИ СУДОВОЙ
АРМАТУРЫ, РАДИАТОРНЫЕ И
ГАФРИРОВАННЫЕ ТРУБКИ, ПОЛОСЫ
БРОНЗА – ПРУЖИНЫ, МОНЕТНОЕ
ПРОИЗВОДСТВО, ЗУБЧАТЫЕ КОЛЁСА,
ВТУЛКИ, СЁДЛА КЛАПАНОВ, ВКЛАДЫШИ
ПОДШИПНИКОВ, АРМАТУРА И ДЕТАЛИ В
ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ И
СУДОСТРОЕНИИ

English     Русский Правила

от бронзового века до наших дней

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Когда появились первые медные сплавы
• В чем заключаются преимущества медных сплавов
• Какие медные сплавы являются самыми распространенными
• Где применяются медные сплавы

Археологические находки свидетельствуют о том, что медную руду человек стал применять в своих целях уже во времена каменного века. Столетие за столетием человечество училось создавать из этого металла необходимые ему приспособления, используя различного рода обработку – ковку, нагревание, литье. В данной статье мы раскроем свойства медных сплавов.

История меди – «вечного металла»

Предположительно уже около десяти тысяч лет назад люди начали использовать медь. Это подтверждается находкой медного кулона, изготовленного около 8700 года до н.э. на территории современного государства Ирак. Археологи также приводят доказательства того, что в одной из областей Турции примерно в 6400 г. до н. э. производили медные сплавы и отливку изделий из них. Египтяне начали осваивать эти технологии около 4500 года до н.э.

Основными поставщиками меди, которую использовали до 4000 года до н.э., были отдельные наземные россыпи руды или метеоритные обломки, обнаруженные на земле. Впервые о регулярной разработке месторождений меди упоминается около 3800 года до н. э. Запись, описывающая добычу медной руды, найдена в Египте на Синайском полуострове.

Научными данными подтверждено, что медь была известна всем народам и применялась повсеместно. К примеру, для Колосса Родосского и египетского водопровода использовали именно медные сплавы.

 

Название меди, кстати, пошло от римлян: сначала появилось сочетание слов «aes cyprium» (руда с Кипра). Позже оно сократилось до «cuprum», и постепенно все европейские языки пополнились новым словом (cooper, Kupfer, cuivre).

Самыми внушительными запасами сегодня обладают Чили и Соединенные Штаты, в этих месторождениях сосредоточено примерно 20 % всей медной руды. Другие значимые регионы добычи находятся в Африке, Австралии, Китае, Канаде, Индонезии, Южной Америке, России и Польше. Основные европейские разработки меди истощились, действуют только несколько мелких месторождений.

 

Медь в целом является очень распространенным металлом на планете, ее содержание в земной коре около 0,006 %. Среди известных химических элементов у меди 23-е место. Почти все каменные породы содержат то или иное количество этого минерала.

Общие объемы медной руды на планете еще очень велики, к старым месторождениям прибавляются новые регионы добычи, таким образом происходит прирост запасов. Помимо открытия и освоения месторождений, современные технологии позволяют более эффективно проводить разработки и увеличивать пригодные к использованию резервы медной руды.

Несмотря на оптимистичные прогнозы по поводу запасов сырья, следует бережно относиться к имеющемуся у нас богатству. Поэтому в основном медь используется не один раз. Ее плюс в том, что она может проходить многократную переработку. За эти свойства мастера Древнего Египта подобрали для меди символ «анкх», имеющий значение «вечная жизнь» − что очень верно подмечено. Ведь для использования этого металла не существует ограничения по времени. Раз за разом медные изделия переплавлялись в новые, и наверняка в современном обиходе продолжает находиться медь, добытая сотни и тысячи лет назад.

 

Способность сохранять свои качества при многочисленных переплавках – это очень существенное преимущество. По статистике, около 80 % всего добытого сырья возвращаются в оборот.

Преимущества и классификация медных сплавов

Медные сплавы обладают целым рядом достоинств. К ним можно отнести высокую коррозионную устойчивость при взаимодействии с паровоздушной средой, а также пресной и соленой морской водой. Низкое значение коэффициента трения улучшает антифрикционные качества сплавов. Кроме того, они наделены высокими механическими свойствами, легко поддаются резанию. Но медное сырье относится к дефицитным и дорогим материалам, поэтому стоимость сплавов с медью выше, чем из стали и чугуна.

Технология легирования необходима для того, чтобы сплав приобрел требуемые механические, технологические, антифрикционные свойства. Наиболее распространены бронзовый и латунный сплавы, которые получили обозначение Бр и Л. В составе бронзы и латуни за легирующими элементами сохраняются начальные буквы их названий: «О» относится к олову, «А» – к алюминию, «Ц» – к цинку, «Н» –к никелю, «Ж» – к железу.

За буквой в обозначении проставляется цифровое значение содержания в процентах этого металла в сплаве. Например, марка БрО5Ц5С5 обозначает, что в сплаве бронзы содержатся по 5 % олова, цинка и свинца, а меди 85 %.

Существует следующая классификация медных сплавов в зависимости от химического состава:

• латунь;
• бронза;
• сплавы с медно-никелевым составом.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

По технологическим свойствам сплавы бывают:

• деформируемыми;
• литейными.

По тому, как влияет термическая обработка, сплавы считаются:

• упрочняемыми;
• неупрочняемыми.

Самые распространенные медные сплавы, их свойства и применение Раньше всего люди освоили процесс сплавления меди и олова. Это соединение – всем знакомая теперь бронза − применялось древнегреческими скульпторами для создания своих великолепных произведений искусства. Конечно, современное производство ушло далеко вперед от древних технологий. Сегодня процесс идет с использованием электрических дуговых печей, а вакуумные камеры не дают сплавам окисляться. Чтобы придать соединению большую прочность и пластичность, применяют методы закаливания и старения металлического сплава олова и меди.

У сплава кремния и меди ниже величина усадки, чем у оловянной бронзы, однако у него более высокая коррозионная стойкость, механические свойства и плотность отлитых заготовок. Добавление кремния к меди придает сплаву плотности и пластичности, он хорошо поддается давлению. Традиционно из бронзы с кремнием изготавливают детали с антифрикционными качествами, пружины, мембраны для различных видов оборудования.

Алюминий придает особые свойства сплаву с медью, такой материал в дальнейшем легко обрабатывается на прессе, у него высокая коррозионная стойкость. Этот сплав необходим в производстве элементов конструкций, находящихся в высокотемпературном режиме эксплуатации. В советские годы был период, когда этот сплав использовался для выпуска монет.

 

Высокая механическая прочность у бериллиевой бронзы. Ее отличительными качествами являются высокая твердость, упругость, износостойкость и устойчивость к агрессивным средам, что дает возможность использовать этот сплав в условиях повышенных температур. Подходящие методы обработки бериллиевой бронзы – резка и сварка. Перечисленные качества дают возможность изготавливать из этого сплава детали для эксплуатации при жестких нагрузках с высокими скоростями перемещения.

Отличительные особенности сплава с хромом – это высокие механические качества, электропроводность и теплопроводность, повышенная температура рекристаллизации. Из этих материалов изготавливают электроды электросварочной аппаратуры и коллекторы электромоторов. Качественные показатели этого сплава выше, чем у кадмиевой бронзы и коллекторной меди, применяемых обычно.

Что такое латунь? Это сплав с двухкомпонентным или многокомпонентным составом, таким как томпак или полутомпак, основное содержание которого составляет медь.

Латунь относится к очень прочным сплавам, так как в ней высокий процент цинка, примерно 40–45%. Латунный сплав легче подвергать различным видам обработки, чем чистую медь. Соединение цинка и меди чаще всего применяется в приборостроительной промышленности. 90 кг/мм2 – таким показателем прочности может похвастать латунный сплав, который содержит алюминий, марганец и другие металлы в небольшом количестве. Из латуни производят запорную арматуру, вкладыши в подшипники и огромные партии патронных гильз.

 

Самые разные производственные отрасли широко применяют для своих нужд медь и ее сплавы. Наверняка вы сразу назовете электротехнические коммуникации, в которых повсеместно используются медные изделия. Медь необходима для производства электрической проводки, электродвигателей и километров кабелей. 1/3 всех металлических деталей трубопроводов, вакуумных машин, теплообменных камер – это медь. Без медных сплавов невозможно создать автомобиль или любую другую автотехнику. Высокие антикоррозионные свойства позволяют применять медные сплавы в производстве аппаратов для проведения химических опытов. Для изготовления сверхпроводниковых технических устройств применяется медно-свинцовый сплав.

Для изготовления изделий со сложными узорами требуются материалы с вязкими и пластичными свойствами, например, как у серебра. Медь обладает подобными качествами, поэтому из нее могут производиться гибкие детали и проволока. С проволокой довольно легко работать, с помощью пайки она соединяется с деталями из золота и серебра.

 

Эмаль тоже может успешно сочетаться с медными сплавами. Эмалированные поверхности на меди хорошо противостоят внешнему воздействию, не отслаиваются, не растрескиваются.

Другие востребованные медные сплавы

Известны и другие сплавы меди с разными металлами, однако у одних шире область применения, чем у других.

• Свойства и применение медно-никелевых сплавов.

Сплавы из меди и никеля в основном содержат медную составляющую, а никель добавляется как легирующий элемент. Результатом такого соединения является сплав с повышенными показателями антикоррозионной стойкости, прочности и электросопротивления. Сплавы медно-никелевого состава относят к одному из двух видов: электротехническому или конструкционному.

Конструкционные сплавы – это нейзильбер и мельхиор. Мельхиором называют сочетание, в составе которого медь, никель (5–35 %), цинк (13–45 %). Нейзильбер представляет собой соединение меди и никеля, иногда в смесь добавляются железо и марганец. Мельхиоровые изделия наверняка имеются у многих дома, особая популярность принадлежит знаменитым подстаканникам.

 

У электротехнических медно-никелевых сплавов высокое электросопротивление. В эту группу входят константан и копель. В составе термостабильного соединения − константана − чуть больше половины, примерно 59 %, занимает медь, никель составляет 39–41 %, марганец всего 1-2 %. Материал отличается высоким удельным электрическим сопротивлением (около 0,5 мкОм-м), минимальным значением термокоэффициента электрического сопротивления, высокой электродвижущей силой в паре с медью, хромом, железом. Копелем называют сплав, в котором никель составляет 43-44 %, железо 2-3 %, остальную часть занимает медь.

Состав и свойства медных сплавов, в данном случае медно-никелевых, подходят для применения в электрических аппаратах и следующих типах изделий: резисторов, реостатов, термопар. Из материалов этого вида изготавливается посуда, медицинский инструмент, художественные изделия и сувениры. Медно-никелевые соединения применяются в строительстве судов. Банк России заказывает из этого сплава монеты достоинством один и два рубля по образцу 1997 г.

• Свойства и применение вольфрамово-медных сплавов.

Очень необычные свойства у вольфрамово-медного соединения CuW или WCu. Это сочетание по большому счету назвать полноценным сплавом нельзя. В полученном материале частицы одного металла равномерно распределяются внутри кристаллической решетки второго. В сплаве сочетаются качества и меди, и вольфрама, благодаря чему он отличается термостойкостью, устойчивостью к абляции, высокой тепло- и электропроводностью. К тому же он хорошо поддается обработке. Для изготовления деталей применяется следующая технология: вольфрамовые частицы прессуют и уплотняют, придавая необходимую форму, затем проходит этап инфильтрации медного расплава.

 

Космическая индустрия, электроэнергетика, металлургия, машиностроение, электроника – вот неполный перечень промышленных областей, где используют сплав меди и вольфрама. Из этого материала изготавливают электроды для сварочных аппаратов – детали из сплава выдерживают высокое и среднее напряжение при дуговой и вакуумной сварке.

• Свойства и применение молибденово-медных сплавов.

Сплав из меди и молибдена обладает меньшим весом, чем медно-вольфрамовый. Это преимущество используют там, где нужно уменьшить массу изделия. Заготовки из молибденово-медного сплава – это плоские пластинки, имеющие многослойную структуру. Внутри располагается основной слой чистого молибдена, который с двух сторон покрывают слоями 100%-ной меди или медью с дисперсионно-упрочненными качествами.

 

Данный вид медных сплавов обладает свойствами обоих видов металлов и отличается хорошими комплексными характеристиками. Вот некоторые качества данного соединения:

– высокая проводимость;

– возможность регулирования коэффициента теплового расширения;

– низкий процент содержания газов;

– сплав не магнитится;

– у материала имеются необходимые вакуумные свойства;

– легко обрабатывается механическим путем, обладает особыми высокотемпературными качествами.

При отсутствии скачков температуры и при средних температурных показателях у молибденово-медного сплава хорошие показатели прочности и пластичности. Когда внешняя температура выше температуры плавления меди, металл сжимается, испаряется и поглощает тепло, он может оказывать охлаждающее воздействие. Данные качества высокотемпературного материала могут использоваться в технологиях изготовления огнеупорных вкладышей горла сопла, электрических контактов и т. д.

Медь и ее сплавы: заря новой эры и чудеса современного металла

1. Статьи
2. Образование

От древней египетской инфраструктуры до вдохновляющего искусства и архитектуры, медь и ее сплавы продолжают влиять на наш современный мир.

Несмотря на то, что многие металлы оказали влияние на общество, не все из них могут претендовать на целую эпоху в своем названии. От шумеров и халдеев в Месопотамии, через Египет до современной Турции и Индии медь пленила ранние цивилизации, восходящие к 8000 г. до н.э.

Вес и ковкость меди стали поворотным открытием, потому что ее пластичность не отличалась ни от одного другого известного материала. Медь не была обычным камнем — она не трескалась, но поддавалась ударам и принимала другую форму.

Когда природа этого материала (с превосходной пластичностью, высокой эластичностью и мягкими краями) была открыта и распространена нашими древними предками, каменный век закончился, и цивилизация наступила в эпоху меди.

Давайте изучим основы меди и ее сплавов, ключевую роль, которую она играет в современной цивилизации, и то, как само время влияет на этот интригующий материал.

КОНВЕНЦИОННЫЙ ЦЕНТР ИРВИНГ, СТАБИЛЬНО РАЗРАБОТАННЫЙ, С МЕДНЫМ ЭКСТЕРЬЕРОМ.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

Медь и ее сплавы

Из всех металлов только медь и золото имеют цвета, отличные от серого или серебряного в их естественной форме. Дополнительные элегантные цвета и тона проявляются, когда медь сочетается с различными элементами (ранние люди, несомненно, были очарованы ярко окрашенными рудами меди, малахита и азурита).

В чистом виде медь является мягким и ковким металлом. Однако при легировании некоторыми другими элементами и упрочнении термическими и механическими средствами некоторые сплавы приближаются по прочности к стали.

Со временем был создан широкий спектр сплавов с избранными свойствами для конкретных условий и производственных процессов. В этом красота меди, металла, который веками был культурной опорой.

Были придуманы безграничные усилия, и металл окружает свой родной язык. Такие названия, как Admiralty Metal, Engravers Brass, Naval Brass, Jewelry Bronze, Golding Metal и Cartridge Brass, были созданы промышленностью для описания конкретного сплава (установленного для специальной цели).

Вид сверху на медные панели Freedom Center, патинированные до темно-красно-коричневого цвета.

Фото © A. Zahner Company.

Элементы, добавляемые в медь

Следующие элементы часто встречаются во многих медных сплавах, используемых в искусстве и архитектуре:

• Цинк – наиболее распространенный легирующий элемент, добавляемый в медь. Он увеличивает силу и устойчивость, придавая желто-золотистый оттенок.
• Кремний – Снижает температуру плавления, повышая текучесть отливок.
• Олово – Повышает коррозионную стойкость и твердость.
• Алюминий – Повышает прочность и коррозионную стойкость, добавляя оттенок желтого золота.
• Марганец – Улучшает литейные свойства и повышает прочность меди.
• Фосфор – Добавляется в небольших количествах для раскисления меди, улучшения пластичности, повышения прочности и коррозионной стойкости.
• Никель – Повышает твердость и прочность, значительно повышая коррозионную стойкость.
• Серебро – Не добавляется в качестве легирующего элемента, но некоторые следы серебра обнаруживаются в меди и медных сплавах.

Бронзовая поверхность

Фото © A. Zahner Company

Латунная поверхность

Фото © A. Zahner Company

Beauty, Brasn и Bronze

Мы часто рассматриваем Mapper, Brons и Bronze разные металлы. Во многом так оно и есть. Латунь — это название, данное медным сплавам с цинком в качестве основного легирующего компонента. Бронза — это термин, используемый для описания сплавов меди и олова (или меди и кремния).

Оба сплава составляют значительное количество медных сплавов, используемых в искусстве и архитектуре. Медный сплав C22000 (широко известный как Коммерческая бронза) является популярным архитектурным металлом и был выбран Даниэлем Либескиндом для бронзовых панелей высотой 18 футов в Мемориале Холокоста и Освободителей в Огайо. C22000, желанный благодаря своему мягкому золотисто-бронзовому оттенку, может быть отполирован до зеркального блеска, подвергнут пескоструйной обработке или сатинирован.

МЕМОРИАЛ ХОЛОКОСТА И Освободителей ШТАТА Огайо

Фото © Brad Feinknopf

МЕМОРИАЛ ХОЛОКОСТА И ОСВОБОДИТЕЛЯМ.

Фото © Брэд Файнкнопф.

МЕМОРИАЛ ХОЛОКОСТА И ОСВОБОДИТЕЛЯМ.

Фото © Брэд Файнкнопф.

МЕМОРИАЛ ХОЛОКОСТА И ОСВОБОДИТЕЛЯМ.

Фото © Брэд Файнкнопф.

Латунь ценится за свой уникальный приятный цвет — от золотисто-бронзового до желтовато-золотистого оттенка. По сравнению с технически чистой медью цинк увеличивает прочность и жесткость медного сплава, не оказывая существенного влияния на коррозионную стойкость.

В начале двадцатого века нейзильбер придавал серебристый оттенок наряду с ярко отполированной латунью. В то время эти потрясающие формы в стиле ар-деко олицетворяли современную эпоху и чувство роскоши, которое распространяется и на сегодняшний день.

Сопротивление (или принятие) притяжения кислорода

Захват и сохранение ярко отполированных поверхностей медных сплавов — непростая задача. На протяжении многих лет применялись методы, позволяющие устранить мощное стремление единственного валентного электрона меди к соединению с кислородом, сочетание, которое приводит к потускнению поверхности медных сплавов.

Однако это не проблема для алюминиево-бронзовых сплавов. Алюминиевые бронзы C61000 и C61500 являются наиболее коррозионностойкими из медных сплавов. Тем не менее, постоянная полировка и очистка необходимы, чтобы большинство медных сплавов оставались яркими и золотыми. Они могут быть покрыты и покрыты воском, чтобы сократить частоту очистки.

ПАТИНА ПЕРЕХОД СО ВРЕМЕНЕМ В МУЗЕЕ ДЕ ЯНГА.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

Нравится эта статья? Погрузитесь глубже с:

Медные, латунные и бронзовые поверхности: руководство по сплавам, отделке, изготовлению и обслуживанию в архитектуре и искусстве (серия Architectural Metals) , третье место в серии Zahner Architectural Metals , обеспечивает всестороннее и авторитетное рассмотрение применений меди, латуни и бронзы в архитектуре и искусстве. Он предлагает профессионалам в области архитектуры и дизайна информацию, необходимую им для обеспечения надлежащего обслуживания и методов изготовления, посредством подробной информации и полноцветных изображений. Он охватывает все: от истории металлов и выбора правильного сплава до подробной информации о различных поверхностных и химических покрытиях и коррозионной стойкости.

Публичная библиотека Роберта Хога Роулингса в Пуэбло, Колорадо.

ФОТО © ДЭНИЭЛ ХОЛТОН.

Наружная кровля и тонкая медная облицовка стен редко покрываются защитными покрытиями, даже если на них искусственно наносится патина. Лучше позволить им реагировать и изменяться с окружающей средой, чем предпринимать дорогостоящие и несколько бесполезные усилия по поддержанию их прозрачного покрытия.

Например, музей де Янга в парке Золотые Ворота, Сан-Франциско, имеет стены и крышу из холоднокатаных медных листов, которые естественно и красиво выдерживают погодные условия.

История меди: ранняя инфраструктура и военно-морские войны

Пластичная природа меди была характеристикой, которую человек впервые смог использовать в своих интересах в ранней инфраструктуре. Медь была тонко откована и использовалась в системах водопровода сырой воды в раннем Египте. Римляне использовали тонкие пластины меди для облицовки крыш таких сооружений, как Пантеон, а ремесленники, знакомые с этим податливым металлом, создавали шлемы и щиты.

Металлическая обшивка Катти Сарк, изготовленная из медного сплава.

Фото Cmglee.

Остатки деревянного корабля начала XIX века.

Фото Бюро внутренних дел штаб-квартиры Ocean Energy Management.

Перенесемся в конец восемнадцатого века. Великобритания была западным центром производства меди и медных сплавов. Шахты в Корнуолле и плавильные заводы в Суонси, Уэльс, были крупными источниками меди (еще до времен римлян).

Морская война привела к тому, что большая часть меди была конфискована для обшивки кораблей и производства пушек. Британский военно-морской флот обнаружил, что использование медного сплава в качестве обшивки днищ своих кораблей не дает корабельным червям Teredo зарываться в деревянные корпуса (а также препятствует росту ракушек).

Отливки из толстой бронзы — оружейной бронзы — были построены для оснащения массивных военных кораблей европейских армий. Эти отливки были искусно украшены и стали крупнейшим одноразовым медным изделием за несколько столетий.

Современная привлекательность меди

В современной жизни медь предлагает сообществу дизайнеров материал для создания вневременной красоты. При правильной установке и обслуживании медь и медные сплавы будут изящно стареть при наружном применении — или их можно заморозить с помощью прозрачных защитных покрытий из лаков, специально созданных для защиты меди.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ РАЗДВИЖНЫЕ ДВЕРИ ИЗ СТЕКЛА И БРОНЗЫ ДЛЯ ЛОББИ WALKER TOWER.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

СЕВЕРНЫЙ ВХОД В БАШНЮ УОКЕР В НЬЮ-ЙОРКЕ.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

ВНУТРЕННИЕ РАЗДВИЖНЫЕ БРОНЗОВЫЕ ДВЕРИ.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

Естественный цвет, которым обладают многие медные сплавы, может быть привлекательным и привлекательным, что является одной из причин, по которой монеты изготавливались (и продолжают изготавливаться) из меди и медных сплавов. Яркий цвет только что отчеканенных монет отражает чувство ценности, связанное с металлом и его цветом.

Ярко отполированная латунь часто встречается в вестибюлях зданий, в которых расположены учреждения власти и богатства. Двери лифта, лестничные клетки, поручни и покрытия колонн изготовлены из медных сплавов, отполированных до золотистого цвета с высокой отражающей способностью, и создают ощущение изысканности, с которой мало какие другие материалы могут сравниться.

Музей Библии БРОНЗОВЫЕ ПАНЕЛИ ДО НАНЕСЕНИЯ ПАТИНЫ.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

Интерьеры церквей, синагог и мечетей украшены украшениями из медных сплавов, которые были ярко отполированы для придания золотого блеска, в то время как многие из их экстерьеров покрыты медными кровлями естественного старения.

Сплав C37700, сплав для ковки и механической обработки, использовался в художественном произведении для Музея Библии, поскольку он может выдерживать обширную форму и механическую обработку. Вертикальный мостовой фрезерный станок с ЧПУ вырезал каждую строку текста из сплошных однодюймовых латунных панелей, на изготовление каждой детали часто уходило восемь или более часов.

Смешивание сплавов для элегантного контраста

Цвета различных сплавов меди обладают естественной элегантностью и могут создавать тональные эффекты, просто помещая один сплав рядом с другим. При зеркальной полировке или сатинировании цвета различных сплавов могут демонстрировать тонкие, но интригующие различия во внешнем виде и характере.

КОРИНФСКИЙ ЗАЛ ИСТОРИЧЕСКАЯ РЕСТАВРАЦИЯ С ЗАМЕНОЙ СТЕКЛА И ПАТИНИРОВАННЫМ МЕДНЫМ СПЛАВОМ.

ФОТО © ФАРШИД АССАССИ.

НАВЕС КОРИНФСКОГО ЗАЛА В МУЗЕЕ КАНЗАС-СИТИ.

ФОТО © ФАРШИД АССАССИ.

Эта вариация тонов предлагает эстетическую палитру для художников и дизайнеров. Когда к меди добавляют цинк, цвет становится более золотисто-желтым. Каждое процентное увеличение увеличивает цвет кованой или литой формы.

Добавление никеля придает цвету золотисто-серебряный цвет, а добавление алюминия делает цвет желто-золотым.

Изготовленный на заказ медный киоск в театре Мидленд в Канзас-Сити демонстрирует такой контраст. В то время как латунь была оставлена ​​в своем естественном цвете и покрыта прозрачным лаком Incralac, различные сплавы создавали тонкие вариации (кованый лист C22000 для рифленых колонн, C87300 для капителей колонн, C28000 для верхнего купола и штамп C26000 для антаблемент). .

Медные сплавы для искусства

Бронза веками была излюбленным предметом художников и коллекционеров произведений искусства. Самая распространенная форма – литые бронзовые скульптуры. Технологии литья бронзы совершенствовались литейными заводами на протяжении многих лет, наиболее распространенной из которых является литье по выплавляемым моделям. Обычно на готовую работу наносится патина.

«Руки человека» Л. Уильяма Цахнера

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

В то время как бронзовая скульптура по-прежнему является одним из наиболее распространенных применений меди в искусстве, металл подходит для многих других форм. Листовой материал можно ковать и формовать, и он является излюбленным металлом для чеканки и работы в состоянии покоя.

Способность меди удлиняться без растрескивания и размягчаться при отжиге делает ее подходящей для формовки. Работая с листовыми медными сплавами, художники могут создавать значительные и красивые поверхности путем патинирования поверхности.

Красочный потенциал патины

«Патина. . . в лучшем случае они создают немного волшебства или поэзии, которые воспевают форму». —Rungwee Kingdon

Из всех металлов медь и медные сплавы предлагают самые интригующие, естественные и красивые цветовые возможности. Все соли меди обладают замечательными и интенсивными цветами, которые мы называем патиной. Методы образования этих патин и химические соединения, которые они образуют, обширны.

15 ЖИЛОЙ ЗАМОК RENWICK НА МАНХЭТТЕНЕ С наружными медными панелями.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

Патинирование меди так же старо, как и сам металл. Простой нагрев поверхности натуральной меди может произвести радугу интерференционных цветов, от золотого до темно-синего.

Наши древние предки экспериментировали с созданием патины на медных и бронзовых поверхностях. Одной из наиболее известных была черная патина, известная как чернь, черная смесь различных веществ, смешанных с серой для получения пасты.

Сегодня методы затемнения включают окисление поверхности для создания скульптурной отделки (обычная химическая отделка, используемая для меди и медных сплавов).

Dirty Penny™ ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ МЕДНАЯ ПАТИНА ОТ ZAHNER

ФОТО © A. ZAHNER COMPANY.

Поверхностная патина Star Blue™ на меди Zahner.

ФОТО © КОМПАНИЯ A. ZAHNER.

Медь, цвет и алхимия времени

Когда световая волна попадает на медную поверхность, часть длины волны от 600 до 700 нм сильно поглощается. Это поглощение приводит к переизлучению в виде отраженного света. В то же время медь плохо поглощает длины волн на синем и фиолетовом концах спектра. Это придает меди красноватый цвет (а золоту желтоватый цвет).

Тем не менее, почти все знакомы с красивой патиной, которая видна на медных крышах, построенных сто лет назад. Эти привлекательные, естественно выглядящие зеленые поверхности развивались со временем и под воздействием атмосферы. Их предварительно не окрашивали, но им давали возможность поглощать углерод, серу и хлор из воздуха.

Промышленная эра, которая ввела продукты горения, сначала для обогрева наших домов и фабрик, а затем для того, чтобы передвигаться, выбрасывала в воздух большое количество серы. Медь захватывает промышленные загрязнители серы и углекислого газа из воздуха и образует эти красивые зеленые поверхности, состоящие из сульфата меди, хлоридов меди и карбонатов меди.

СТАТУЯ СВОБОДЫ.

Фото Брэндона Мовинкеля.

Деталь колоннады медного козырька.

Фото © A. Zahner Company.

Статуя Свободы изначально была цвета пенни при доставке. Медь изначально была ярко-лососевого цвета, но затем подвергалась воздействию воздуха, естественной влажности и дождя. Посвященный в 1886 году, он подвергался многолетнему воздействию загрязненной окружающей среды промышленного Нью-Йорка, в конечном итоге образовав зеленую патину, которую мы видим сегодня.

Хотя да, патина является результатом поверхностной коррозии, этот плотно прилегающий состав защищает основной металл. Скорость коррозии значительно снижается по мере того, как эта инертная минеральная форма меди достигает уровня равновесия с окружающей средой.

Зеленая патина, которую мы видим на медных крышах старых зданий, состоит из минерала брошантита (гидратированная соль меди, состоящая из серы). Медная кровля предназначена для окисления и получения красивого зеленого тона, устойчивого к дальнейшему окислению.

Современное решение: искусственная зеленая патина

При нынешнем качестве воздуха меди потребуется значительно больше времени, чтобы образовать характерную зеленую патину прошлого. Темно-зеленая натуральная патина, на формирование которой раньше уходило около десяти лет, теперь займет почти столетие или даже больше.

По этой причине дизайнеры стремились ускорить процесс, используя предварительно патинированный материал, чтобы с самого начала уловить цветовые тона. В процессе используются не краски или красители, а настоящий химический процесс, который природа создала бы за годы воздействия.

МУЗЕЙ ИСКУССТВ КОЛУМБА, ВОСТОЧНЫЙ ФАСАД, СТЕКЛО И ПАТИНИРОВАННАЯ МЕДЬ.

ФОТО ДЖЕРЕМИ ПУРСЕРА, © A. ZAHNER CO.

ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ МУЗЕЙ КОЛУМБА.

ФОТО ДЖЕРЕМИ ПУРСЕРА, © A. ZAHNER CO.

ФОТО ДЖЕРЕМИ ПУРСЕРА, © A. ZAHNER CO.

Инженеры Zahner изготовили предварительно состаренную сине-зеленую медь с использованием процесса быстрого патинирования для нового крыла Margaret M. Walter в Художественном музее Колумбуса. Процесс, который обычно занимает от двадцати до тридцати лет, был осуществлен за несколько недель.

Устойчива ли медь? Экологические проблемы и возможности

Устойчивое развитие включает в себя достижение баланса, равновесия, при котором деятельность, связанная с производством и использованием металла, приходит в работоспособное и устойчивое соответствие с будущим.

Это соглашение должно учитывать воздействие на окружающую среду, людей, работающих с материалом, и будущие поколения. Постоянное просвещение отрасли (чтобы заглянуть за пределы сегодняшнего дня и заглянуть в будущее) играет важную роль в обеспечении устойчивости.

Нет никаких сомнений в том, что добыча полезных ископаемых в прошлом веке негативно повлияла на окружающую среду. К счастью, во многих крупнейших горнодобывающих компаниях происходят изменения в мышлении. Недальновидность сменяется долгосрочной ответственностью.

В настоящее время действуют программы рекультивации горных работ, направленные на удаление, фильтрацию и нейтрализацию шахтной воды и выпуск чистой воды обратно в окружающую среду. Между тем, медь извлекается из воды через систему фильтрации железа. Этот процесс обезвоживания хвостохранилищ и затопленных участков при извлечении меди используется на многих крупнейших горнодобывающих предприятиях по всему миру.

Это лишь один пример многих улучшений, происходящих в отрасли. Современные инновации в устойчивой практике продвинут впечатляющее наследие меди как интригующего и ценного металла в следующее столетие.

Деталь медной патины для Галереи и Дома Тэян.

Фото © A. Zahner Co.

ПОДРОБНЕЕ: Отделка, патина и текстура меди

патина и формирование текстуры в медь и медные сплавы.

Прочтите вторую часть нашей серии: Отделка, патина и текстуры меди.

Чтобы узнать больше об использовании меди и о том, как этот материал можно использовать в вашем следующем проекте, свяжитесь с нами для получения образцов или позвоните по телефону +1 (816) 474-8882, чтобы поговорить с одним из наших специалистов по проектам.

Что такое медные сплавы Определение| Медные сплавы Свойства

Медные сплавы – это сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элементами являются Zn, Sn, Si, Al, Ni. Медь и сплавы на ее основе, включая латуни (Cu-Zn) и бронзы (Cu-Sn), широко используются в различных промышленных и общественных целях.

Медь высокой чистоты — мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокой тепло- и электропроводностью. Свежая открытая поверхность чистой меди имеет красновато-оранжевый цвет. Медь используется как проводник тепла и электричества, как строительный материал и как составная часть различных металлических сплавов, таких как стерлинговое серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления морского оборудования и монет, и константан, используемый в тензодатчиках и термопарах. для измерения температуры. Медь высокой чистоты имеет предел прочности около 210 МПа и предел текучести 33 МПа, что ограничивает ее использование в промышленности. Но так же, как и другие сплавы, медь можно упрочнять. Основным механизмом упрочнения является легирование сплавов на основе меди.

Медные сплавы – сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элементами являются Zn, Sn, Si, Al, Ni. Сплавы на основе меди представляют собой в основном твердые растворы замещения, в которых растворенные или примесные атомы замещают или замещают атомы-хозяева. Несколько особенностей атомов растворенного вещества и растворителя определяют степень, в которой первый растворяется во втором. Они выражаются в виде правил Юма-Розери. Существует до 400 различных составов меди и медных сплавов, свободно сгруппированных по категориям: медь, сплав с высоким содержанием меди, латунь, бронза, медно-никелевый сплав, медь-никель-цинк (нейзильбер), освинцованная медь и специальные сплавы. Кроме того, ограниченное количество медных сплавов можно упрочнить термической обработкой; следовательно, для улучшения этих механических свойств необходимо использовать холодную обработку давлением и/или легирование в твердом растворе.

Свойства меди

Медь — мягкий, прочный, пластичный и ковкий материал. Эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формовки труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки. К другим ключевым свойствам меди и ее сплавов относятся:

• Отличная теплопроводность. Медь имеет показатель теплопроводности на 60% выше, чем алюминий, поэтому она лучше способна уменьшать точки перегрева в системах электропроводки. Электрическая и теплопроводность металлов обусловлена ​​тем, что их внешние электроны делокализованы.
• Отличная электропроводность. Электропроводность меди составляет 97% от проводимости серебра. Из-за гораздо более низкой стоимости и большей распространенности медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии. Однако алюминий обычно используется в воздушных высоковольтных линиях электропередачи, потому что он имеет примерно половину веса и более низкую стоимость по сравнению с медным кабелем сопоставимого сопротивления. При заданной температуре тепло- и электропроводность металлов пропорциональны, но повышение температуры увеличивает теплопроводность при уменьшении электропроводности. Это поведение количественно определяется законом Видемана-Франца.
• Хорошая коррозионная стойкость. Медь не реагирует с водой, но медленно реагирует с кислородом воздуха, образуя слой коричнево-черного оксида меди, который, в отличие от ржавчины, образующейся на железе во влажном воздухе, защищает нижележащий металл от дальнейшей коррозии (пассивация). Медно-никелевые сплавы, алюминиевая латунь и алюминий демонстрируют превосходную стойкость к коррозии в морской воде.
• Хорошая стойкость к биообрастанию
• Хорошая обрабатываемость. Возможна механическая обработка меди, хотя сплавы предпочтительнее из-за хорошей обрабатываемости при создании сложных деталей.
• Сохранение механических и электрических свойств при криогенных температурах
• Диамагнетик

Применение меди и медных сплавов

Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» стала широко использоваться. Древняя цивилизация находится в бронзовом веке либо путем производства бронзы путем выплавки собственной меди и сплавления с оловом, мышьяком или другими металлами. Основными областями применения меди являются электрические провода (60%), кровля и водопровод (20%), а также промышленное оборудование (15%). Медь используется в основном в чистом виде, но когда требуется большая твердость, ее вводят в такие сплавы, как латунь и бронза (5% от общего использования). Медь и сплавы на ее основе, включая латуни (Cu-Zn) и бронзы (Cu-Sn), широко используются в различных промышленных и общественных целях. Некоторые из распространенных применений латунных сплавов включают бижутерию, замки, петли, шестерни, подшипники, гильзы для боеприпасов, автомобильные радиаторы, музыкальные инструменты, электронную упаковку и монеты. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. до сих пор широко используется для пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, и особенно распространен в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Типы медных сплавов

Как уже было сказано, существует до 400 различных составов меди и медных сплавов, свободно сгруппированных по категориям: медь, сплав с высоким содержанием меди, латунь, бронза, медно-никелевый сплав, медно-никель-цинковый (никелевый серебра), свинцовистой меди и специальных сплавов. В следующих пунктах мы суммируем основные свойства выбранных материалов на основе меди.

• Электролитно-стойкий пек (ETP) медь. Медь электролитического вязкого пека, UNS C11000, представляет собой чистую медь (с максимальным содержанием примесей 0,0355%), рафинированную в процессе электролитического рафинирования, и является наиболее широко используемой маркой меди во всем мире. ETP имеет минимальный рейтинг электропроводности 100% IACS и должен быть 9чистота 9,9%. Он имеет содержание кислорода от 0,02% до 0,04% (обычно). Электропроводка является наиболее важным рынком для медной промышленности. Это включает структурную силовую проводку, кабель распределения питания, проводку прибора, кабель связи, автомобильный провод и кабель, а также магнитный провод. Примерно половина всей добываемой меди используется для производства электрических проводов и кабелей. Чистая медь обладает лучшей электропроводностью и теплопроводностью среди всех промышленных металлов. Электропроводность меди составляет 97% от проводимости серебра. Из-за гораздо более низкой стоимости и большей распространенности медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии.
• Латунь. Латунь — это общий термин для ряда медно-цинковых сплавов. Латунь может быть легирована цинком в различных пропорциях, в результате чего получается материал с различными механическими, коррозионными и термическими свойствами. Повышенное количество цинка придает материалу повышенную прочность и пластичность. Латуни с содержанием меди более 63 % являются наиболее пластичными из всех медных сплавов и формуются сложными операциями холодной штамповки. Латунь имеет более высокую пластичность, чем бронза или цинк. Относительно низкая температура плавления латуни и ее текучесть делают ее относительно легким материалом для литья. Латунь может иметь цвет поверхности от красного до желтого в зависимости от содержания цинка. Некоторые из распространенных применений латунных сплавов включают бижутерию, замки, петли, шестерни, подшипники, шланговые муфты, гильзы для боеприпасов, автомобильные радиаторы, музыкальные инструменты, электронную упаковку и монеты. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.
• Бронза. Бронзы представляют собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но могут относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля). Бронза несколько прочнее латуни, но все же обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Как правило, они используются, когда в дополнение к коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь достигает наибольшей прочности (до 1400 МПа) среди всех сплавов на основе меди.
• Медно-никелевый сплав. Мельхиор — это медно-никелевые сплавы, обычно содержащие от 60 до 90 процентов меди и никеля в качестве основного легирующего элемента. Два основных сплава 90/10 и 70/30. Также могут содержаться другие укрепляющие элементы, такие как марганец и железо. Мельхиоры обладают отличной стойкостью к коррозии, вызванной морской водой. Несмотря на высокое содержание меди, мельхиор имеет серебристый цвет. Добавление никеля к меди также повышает прочность и коррозионную стойкость, но сохраняет хорошую пластичность.
• нейзильбер. Нейзильбер, известный также как нейзильбер, никелевая латунь или альпака, представляет собой сплав меди с никелем и часто цинком. Например, медный сплав UNS C75700 из нейзильбера 65-12 обладает хорошей устойчивостью к коррозии и потускнению, а также высокой формуемостью. Нейзильбер назван из-за его серебристого цвета, но он не содержит элементарного серебра, если только не покрыт металлом.

Медь и управление отходами

В настоящее время предпочтительным вариантом окончательного захоронения высокоактивных радиоактивных отходов является глубинное геологическое хранилище (ГГР), представляющее собой подземное захоронение в устойчивых геологических формациях. Кристаллическая порода (гранит, спаянный туф и базальт), соли и глины являются наиболее подходящими образованиями для геологического захоронения. В однократном цикле отработавшее ядерное топливо считается высокоактивными отходами (ВАО) и, следовательно, захоранивается непосредственно в хранилище без какой-либо химической обработки, где оно будет безопасно храниться миллионы лет. лет, пока его радиотоксичность не достигнет уровня природного урана или другого безопасного эталонного уровня.

Один из возможных вариантов – заключить это отработавшее топливо в медные (сплав CuOFP – бескислородная фосфорсодержащая медь) ампулы и разместить эти канистры в слое бентонитовой глины, в круглой яме глубиной восемь метров и диаметром двухметровой скважины, пробуренной в пещере на глубине 500 метров в кристаллической породе. Месторождения самородной (чистой) меди в мире доказали, что медь, используемая в контейнере для окончательного захоронения, может оставаться неизменной в коренной породе в течение очень долгого времени, если геохимические условия являются подходящими (низкий уровень потока грунтовых вод). Находки древних медных инструментов, которым много тысяч лет, также демонстрируют долговременную коррозионную стойкость меди, что делает ее надежным контейнерным материалом для долгосрочного хранения радиоактивных отходов.

Электролитически-стойкий пек (ETP) медь

Электролитически-стойкий пек-медь, UNS C11000, представляет собой чистую медь (с максимальным содержанием примесей 0,0355%), рафинированную в процессе электролитического рафинирования, и это наиболее широко используемый сорт меди во всем мире. мир. ETP имеет минимальный рейтинг электропроводности 100% IACS и должен иметь чистоту 99,9%. Он имеет содержание кислорода от 0,02% до 0,04% (обычно). Электропроводка является наиболее важным рынком для медной промышленности. Это включает структурную силовую проводку, кабель распределения питания, проводку прибора, кабель связи, автомобильный провод и кабель, а также магнитный провод. Примерно половина всей добываемой меди используется для производства электрических проводов и кабелей. Чистая медь обладает лучшей электропроводностью и теплопроводностью среди всех промышленных металлов. Электропроводность меди 97% от серебра. Из-за гораздо более низкой стоимости и большей распространенности медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии.

Латунь

Латунь — это общий термин для ряда медно-цинковых сплавов. Латунь может быть легирована цинком в различных пропорциях, в результате чего получается материал с различными механическими, коррозионными и термическими свойствами. Повышенное количество цинка придает материалу повышенную прочность и пластичность. Латуни с содержанием меди более 63 % являются наиболее пластичными из всех медных сплавов и формуются сложными операциями холодной штамповки. Латунь имеет более высокую пластичность, чем бронза или цинк. Относительно низкая температура плавления латуни и ее текучесть делают ее относительно легким материалом для литья. Латунь может иметь цвет поверхности от красного до желтого, от золотого до серебряного в зависимости от содержания цинка. Некоторые из распространенных применений латунных сплавов включают бижутерию, замки, петли, шестерни, подшипники, шланговые муфты, гильзы для боеприпасов, автомобильные радиаторы, музыкальные инструменты, электронную упаковку и монеты. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Например, патронный латунный сплав UNS C26000 (70/30) относится к серии желтой латуни, которая обладает самой высокой пластичностью. Патронные латуни в основном изготавливаются методом холодной штамповки, а также легко поддаются механической обработке, что необходимо при изготовлении гильз. Его можно использовать для радиаторных сердечников и резервуаров, корпусов фонарей, светильников, крепежных деталей, замков, петель, компонентов боеприпасов или сантехнических аксессуаров.

Бронза

Бронзы представляют собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но могут относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля). Бронза несколько прочнее латуни, но все же обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Как правило, они используются, когда в дополнение к коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь достигает наибольшей прочности (до 1400 МПа) среди всех сплавов на основе меди.

Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия выплавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» стала широко использоваться. Древняя цивилизация находится в бронзовом веке либо путем производства бронзы путем выплавки собственной меди и сплавления с оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. до сих пор широко используется для пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, и особенно распространен в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Свойства медных сплавов

Свойства материалов являются интенсивными свойствами, что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. В основу материаловедения входит изучение структуры материалов и их связь с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структуры и свойств, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, каким образом он был обработан до конечной формы.

Механические свойства медных сплавов

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность медных сплавов

В механике материалов прочностью материала называется его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками, приложенными к материалу, и возникающей в результате деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

• Предел прочности при растяжении электролитно-вязкой пековой (ЭТП) меди составляет около 250 МПа.
• Предел прочности патронной латуни – UNS C26000 составляет около 315 МПа.
• Предел прочности при растяжении алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 550 МПа.
• Предел прочности на растяжение оловянной бронзы – UNS C
• – пушечного металла составляет около 310 МПа.
• Предел прочности при растяжении бериллиевой меди – UNS C17200 составляет около 1380 МПа.
• Предел прочности при растяжении мельхиора – UNS C70600 составляет около 275 МПа.
• Предел прочности нейзильбера на растяжение – UNS C75700 составляет около 400 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению, которое может выдержать конструкция при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или даже до «предельной». Если это напряжение применяется и поддерживается, произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, а также температура испытательной среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

• Предел прочности электролитно-вязкой пековой (ЭТП) меди составляет от 60 до 300 МПа.
• Предел текучести алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 250 МПа.
• Предел текучести оловянной бронзы – UNS C
• – бронза около 150 МПа.
• Предел текучести медно-бериллиевой – UNS C17200 составляет около 1100 МПа.
• Предел текучести мельхиора – UNS C70600 составляет около 105 МПа.
• Предел текучести нейзильбера – UNS C75700 составляет около 170 МПа.

Предел текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругости и начало пластичности. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей первоначальной форме, когда приложенное напряжение будет снято. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.

Твердость медных сплавов

• Твердость по Виккерсу электролитно-вязкого пека (ETP) меди сильно зависит от состояния материала, но находится в пределах 50 – 150 HV.
• Твердость патронной латуни по Бринеллю – UNS C26000 составляет приблизительно 100 МПа.
• Твердость алюминиевой бронзы по Бринеллю – UNS C95400 составляет примерно 170 МПа. Твердость алюминиевых бронз увеличивается с содержанием алюминия (и других сплавов), а также с напряжениями, вызванными холодной обработкой.
• Твердость оловянной бронзы по Бринеллю – UNS C
• – оружейный металл приблизительно 75 BHN.
• Твердость по Роквеллу меди с бериллием – UNS C17200 составляет примерно 82 HRB.
• Твердость мельхиора по Бринеллю – UNS C70600 приблизительно равна HB 100.
Твердость нейзильбера по Роквеллу
• – UNS C75700 составляет примерно 45 HRB.

Тест на твердость по Роквеллу является одним из наиболее распространенных тестов на твердость при вдавливании, который был разработан для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, сделанным при предварительном нагружении (незначительная нагрузка).