Медь твердость: Твердомеры для металлов. Методы Бринелля и Роквелла

alexxlab | 01.08.1981 | 0 | Разное

How to test the Hardness of Copper (For Beginner)

Вы знаете, как проверить твердость меди? Хорошо, медь играет важную роль в жизни человека. Медь сделала все возможное, от подачи электричества до подачи воды.

Это позволяет электрическому току проходить через него с такими же напряжениями; это хороший проводник электричества.

Медь используется в электроприборах, почти в каждом качественном моторе есть медные провода.

Раньше столовые приборы делали из меди, которая хорошо проводила тепло и холод. Сама медь по своей природе мягкая, но когда вы смешиваете ее с любым другим металлом, она становится твердой.

Какая твердость металлов?

Твердость называется сопротивлением металла вдавливанию. Твердость не остается навсегда, она зависит от прочности и пластичности металла.

Твердость металла зависит от метода измерения. Результаты измерений выражаются в количественных цифрах.

Сопротивление металла может сделать их твердыми, сопротивление относится к четырем различным вещам. Это царапины, истирание, порезы и проникновения.

Различные свойства металла дают им способность сопротивляться или постоянно деформироваться при приложении нагрузки. Чем выше сопротивление деформации, тем выше твердость материалов.

Твердость материала обычно используется для проверки качества и контроля качества материалов.

Основная причина контроля качества материалов заключается в том, что они проходят быстро и, как известно, проходят неразрушающий контроль. Вот некоторые из важных измерений твердости материалов, описанных ниже:

Твердость вдавливания: это простой метод, с помощью которого мы можем измерить сопротивление материала деформации при приложении к нему постоянного давления или нагрузки от острого предмета. Его можно измерить по шкалам Роквелла, Бринелля, Шорса и Виккерса.

Устойчивость к царапинам: В этом методе мы измеряем сопротивление металла остаточной пластической деформации или разрушению из-за трения о него острым предметом. Для измерения этого метода используется шкала Мооса.

Ремни отскока: Твердость отскока – это метод, при котором молоток с алмазным наконечником падает с определенной высоты на конкретный материал для проверки его твердости. Твердость по Беннету и шкала твердости по отскоку по Leeb используются для измерения твердости отскока.

Таблица преобразования используется для преобразования одного масштаба в другой; он используется для тренировок. Для каждого из этих классов существует индивидуальная шкала измерений.

Твердость меди

Медь обычно используется для обшивки и в виде полос. Он состоит из меди с чистотой 99,9%, и 0,1% может быть другим металлом.

Чистая форма меди мягкая, чрезвычайно пластичная и может использоваться для различных целей, например, для сложных декоративных работ.

В прошлом его обычно использовали при строительстве зданий. Наряду с медью используются тяжелые материалы, потому что медь имеет более низкую прочность, чем другие металлы.

Со временем медь заменяется другими прочными металлами в строительных конструкциях.

Много лет назад была введена холоднокатаная медь, а толщина других материалов уменьшилась.

Холоднокатаная медь имеет долгий срок службы и требует минимального обслуживания по сравнению с другими материалами.

Холоднокатаная медь твердая и менее податливая, чем мягкая трамбовочная медь. Это популярная форма меди, которая используется в строительных целях.

Общие механические свойства меди – это прочность, твердость и пластичность, которые определяют ее состояние.

Медь можно превратить в твердую из мягкой; Метод, используемый для ранжирования меди, – это холодная обработка. Отожженная (мягкая) медь имеет твердость 40 HV с пределом прочности на разрыв 200 Н / мм2, а после холодной обработки имеет твердость 110 HV с пределом прочности на разрыв 360 Н / мм2. Пластичность отожженной меди выше, чем у холоднодеформированной меди.

Вы можете легко увеличить прочность и твердость меди. Обычный способ увеличения прочности меди – легирование, но это может повлиять на проводимость электричества.

Процесс упрочнения осуществляется путем термообработки и может привести к пределу прочности на разрыв 1500 Н / мм2.

Метод определения твердости

Существуют различные типы испытаний для определения твердости металлов, но в случае меди используются только три различных типа испытаний для определения ее твердости. Типы тестов обсуждаются ниже:

Тест Роквелла

Тест на твердость по Роквеллу – популярный тест для проверки твердости меди. Он состоит из тридцати различных тестов с указанием количества нагрузок и конфигураций индентора.

Шкала B и C используются только для толщины 1 мм и могут использоваться для медных сплавов этой толщины. Для тонких изделий испытание следует проводить по поверхностным шкалам N и T. твердость тонких материалов проверяют по шкалам микротвердости.

Тест Бринелля

Это большой и обширный тест на вдавливание, который не подходит для тонких материалов и материалов типа проволоки. Он популярен для испытания больших стержней, стержней, пластин и других тяжелых материалов.

При испытании этих материалов образуются большие вмятины. В Тест Бринелля выполняется только для материалов, толщина которых превышает минимум 3,2 дюйма.

Тесты Виккерса и Кнупа

Тест Виккерса также известен как испытание на твердость алмазной пирамиды.

Нагрузка, используемая в этом тесте, составляет от 1 до 120 кг. Если вес материала менее 1 кг, то проводят испытание на микротвердость по Виккерсу. И тест кнопки специально разработан для тестирования твердости на микровыступах.

Тестирование проводится с помощью удлиненного индентора.

Все вышеперечисленные тесты предназначены для проверки твердости меди, выбор теста зависит от качества и типа меди.

Твердость – медь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Твердость – медь

Cтраница 1

Твердость меди резко снижается термообработкой при температуре порядка 200 С. Отжиг должен происходить без свободного доступа воздуха во избежание сильного окисления.  [1]

Никель значительно повышает твердость меди. Сплав состава 50 % Си и 50 % Ni обладает наибольшей твердостью.  [2]

Построить диаграмму изменение твердости меди – степень деформации и объяснить причины, вызывающие изменение твердости, указав, кроме того, в каком направлении изменяются прочность и относительное удлинение.  [3]

Бериллий повышает прочность и твердость меди, а также делает медь пригодной для термической обработки.  [4]

Примеси металлов повышают прочность и твердость меди. Некоторые примеси, например серебро и кадмий, мало понижают тепло – и электропроводность меди, поэтому в небольших количествах их рационально вводить в медь.  [5]

Построить диаграмму, показывающую изменение твердости меди в зависимости от степени деформации, и объяснить причины, вызывающие изменение твердости, указав, кроме того, в каком направлении изменяются прочность и относительное удлинение.  [6]

В частности, значительное повышение твердости меди без существенного снижения электро – и теплопроводности можно получить за счет введения небольших количеств кадмия и хрома ( фиг.  [7]

Построить диаграмму, показывающую изменение твердости меди в зависимости от степени деформации, и объяснить причины, вызывающие изменение твердости, указав также, в каком направлении изменяются прочность и относительное удлинение меди.  [8]

По твердости фосфатная пленка зачастую превосходит твердость меди f я латуни; против истирания нестойка.  [9]

Как показали лабораторные испытания, уменьшение твердости меди происходит не только от чрезмерно высокой температуры, но и от времени нагревания.  [11]

На рис. 8 по данным М. В. Захарова показано влияние добавок ряда элементов на твердость меди для температур 20, 500 и 800 С. При комнатной и умеренных температурах большая часть добавок увеличивает твердость меди, при повышенных температурах характер влияния отдельных элементов несколько изменяется.  [12]

Условные обозначения для листов и полос учитывают вид и точность обработки, мягкость – твердость меди, длину: холоднокатаная – Д; горячекатаная – Г; прямоугольного сечения – ПР; нормальной точности – Н; повышенной точности П; мягкие – М; твердые Т; немерной длины НД; краткой длины КД.  [13]

Его также добавляют к меди и фосфорным бронзам в качестве антиоксиданта и для повышения твердости меди.  [14]

Указать, кроме того, какой из способов измерения твердости наиболее пригоден для оценки твердости меди.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Изготовление металлоконструкций | Производство и монтаж | Металлоизделия (металлические изделия)

Медь и ее сплавы

Автор Ольга Категория Металлоизделия | 0 комментариев

Медь можно назвать одним из самых главных элементов по степени важности. Лидером цветных металлов является алюминий, а второе место за медью. Она обладает важными и полезными для человека свойствами: пластичность, которая остается высокой даже при комнатных температурах,

великолепные показатели электропроводности и теплопроводности. Также у элемента есть и другие особенности: медь имеет низкую твердость и химическую активность.

Именно из-за твердости и высокой цены за чистый материал, ее чаще всего используют для сплавов, добавляя к чистой меди другие металлы. Это позволяет повысить ее плотность при этом используя все положительные свойства.

Встречается, конечно, и чистая медь. Она представлена маркой под названием «М00». В этом веществе содержится не менее 99,96 % меди. Чаще всего применяется данный вид для кабелей и иных проводников.

Металлоизделия из сплавов

Наибольшую популярность у меди возникла именно из-за ее высокой электро- и теплопроводности. Многие детали в своем составе имеют соотношение меди и серебра 99,5-99,9 процентов. Серебро используется потому, что оно в принципе в незначительном количестве встречается в медной руде, да и схожесть их свойств сказывается на том, что разделять медь от серебра крайне сложно. Да и в этом нет сильной необходимости, так как серебряные вкрапления только улучшают общие показатели сплавов.

Латунь и медь – металлоизделия

В латуни примешивают к меди цинк, который в процентном соотношении может варьироваться от 5 процентов до 45. Если низкий процент (5-20) – это красная латунь, а если больше 20 %, то это уже желтая. Содержание цинка способствует тому, что повышается прочность и твердость сплава. Кроме того, увеличивается устойчивость к коррозии и антифрикционные свойства.

Латунь пригодна для производства многих металлоизделий, но самыми частыми выступает изготовление гильз и других похожих деталей, в разработке которых присутствует операция глубокой вытяжки.

Под понятие «бронза» попадает обширная группа сплавов, которые сильно отличаются друг от друга по характеристикам. Большая часть бронзы представляет собой смесь олова и меди. Олово добавляет нетвердой меди свои характеристики, повышая ее твердость и пластичность. Если прибавить еще алюминий, то повысится устойчивость к коррозии.

Из бронзы на заказ делают большое количество металлоизделий – от простых заборов до эстетичных эксклюзивных вещей. Бронза пользуется большой популярностью среди производственных компаний, архитекторов и дизайнеров.

Кроме этого медь прекрасно может быть сплавлена с цветными металлами: с хромом, магнием, цирконием и другими. Кроме этого, медь можно встретить в составе драгоценных металлов и как легирующий элемент в конструкционных сталях.

Назад в раздел

состав, характеристики, применение медного сплава М3

В марочнике меди сплав М3 занимает предпоследнюю строчку, так как меньше, чем в нём (99,5%), собственно, меди содержится только в М4 (99,0%). Доля кислорода – до 0,08%. Медь используется для получения сплавов обычного качества.

Состав и характеристики

Состав сплава М3 в соответствии с ГОСТ 859-2001, не более:

• железо – 0,05%;
• никель – 0,2%;
• сера – 0,01%;
• мышьяк – 0,01%;
• свинец – 0,05%;
• сурьма – 0,05%;
• висмут – 0,003%;
• олово – 0,05%.

Сплав М3 при температуре 500°C имеет предел текучести 2,2 кг/мм². Для сравнения, стальной прокат имеет аналогичный показатель в 45,4 раз выше (100 кг/мм²). Сплав М3 в полтора раза твёрже серебра (HB 10-1 95МПа). По уровню теплопроводности и электропроводности она также уступает только второму металлу в системе Cu-Ag.

Сплав обладает хорошими антикоррозионными свойствами и износостойкостью. Обработка давлением при высокой температуре нагрева заготовки из М3 затруднена в связи с высоким содержанием сурьмы и висмута.

Особенности производства и применение

Из сплава М3 изготавливаются самые различные детали: теплообменники и змеевики для котельного оборудования, холодильные камеры, аппараты для создания технического вакуума. Из сплава изготавливаются некоторые типы инструмента. Несмотря на меньшую, нежели у стали, твёрдость, медь при соприкосновении с другими металлами совершенно пожаробезопасен, так как не оставляет искр.

Аналоги сплава М3 производятся на предприятиях цветной металлургии разных стран:

	США	Германия	Англия	Польша	Чехия
Стандарт	–	DIN, WNR	BS	PN	CSN
Марка сплава	C14200	C-Cu	C107	Cu99,56	423005

Оксидированная медь находит широкое применение в военной промышленности. С содержанием М3 на уровне 68% изготавливается сплав для производства гильз для снарядов и патронов. Прочие сферы использования сплава – электротехника, кровельные работы в строительстве, производство криогенной техники.

хром-медь, вольфрам-медь (Cr-Cu, W-Cu). Полема

АО «ПОЛЕМА» – крупнейший в России производитель композиционных материалов системы хром-медь и вольфрам-медь для сильноточных контактов вакуумных дугогасительных камер.

Применение

Контакты из Cr-Cu используются в вакуумных дугогасительных камерах (ВДК) высоконадежных быстродействующих вакуумных выключателей, способных отключать большие токи в электрических сетях высокого напряжения 6-35 кВ.
Контакты являются важнейшим элементом коммутационного устройства (выключателя). Наиболее распространенным в настоящее время материалом контактной пары ВДК являются  композиты из Cr-(50-75%) Cu.

Контакты подвергаются воздействию токов короткого замыкания, расплавляющих металл в отдельных точках поверхности из-за высокой плотности тока в них, вследствие чего в этих зонах образуются участки сварки. Эта проблема была одной из причин, задержавших развитие вакуумной коммутационной техники более чем на двадцать лет. Устойчивость контактов ВДК к свариванию является одним из важнейших ее качеств.  Проблема сваривания была преодолена благодаря разработке специальных контактных накладок из хромо-медных композитов, которые обеспечили высокую отключающую способность выключателей в коммутационных сетях,  износостойкость и устойчивость контактной пары к свариванию.

Контакты системы W-Cu используются в ВДК  вакуумных контакторов на номинальное напряжение 1,14 кВ и выше в системах дистанционного управления электроприводами. Контакты обеспечивают длительный ресурс включения-отключения контакторов в электрических цепях и низкий ток среза в системе.

1. Характеристики заготовок контактов из материала хром-медь

 

Изделия выпускаются 2 типов: в виде дисков из композиционного материала хром-медь и композитов сложного строения, состоящих из контактного хромо-медного слоя и подложки из меди. В производстве изделий используется высококачественный электролитический  рафинированный хром ЭРХ99,95, выпускаемый ПОЛЕМА.  Материалы контактов отличаются высокой чистотой по содержанию газообразующих и металлических примесей, отличными физико-механическими характеристиками, эрозионной стойкостью и надежностью.

 

Марки, строение и химический состав

Марка, стандарт	Форма и строение изделия		Химический состав, масс. %
			Cr	Cu	O max	N max	S max
ЭРХ25Д75-МП ТУ 14-22-146-2002	Диски однослойные из материала хром-медь		24-27	Основа	0,07	0,005	–
ЭРХ50Д50-МП ТУ 14-22-146-2002	Диски однослойные из материала хром-медь		Баланс	48-53	0,07	0,005	–
ЭРХ35Д65-МП ТУ 14-22-187-2003	Диски однослойные из материала хром-медь		33-37	Основа	0,07	0,005	–
ЭРХ30Д70-МП ТУ 14-22-161-2002	Диски из двух слоев: Cr-Cu и Cu	Контактный слой	27-33	Баланс	0,05	0,005	0,007
		Медный слой	<1,0	Основа	0,02	0,005	0,007
ЭРХ50Д50-МП ТУ 14-22-161-2002		Контактный слой	48-53	Баланс	0,05	0,005	0,007
		Медный слой	<1,0	Основа	0,02	0,005	0,007

Размеры

Марка	Номинальные размеры, мм
	Диаметр	Толщина
		Диска	Контактного слоя	Медного слоя
ЭРХ25Д75-МП диски однослойные	90	От 8,0 до 20,0	–
ЭРХ50Д50-МП диски однослойные	48, 56, 66, 70, 80	От 8,0 до 20,0	–
ЭРХ35Д65-МП диски однослойные	От 42,0 до 90,0	От 7,0 до 13,0	–
ЭРХ30Д70-МП диски из двух слоев	32	4,0	2±0,5	2±0,5
	48, 56, 60, 66, 80	6,0	3±0,5	3±0,5
ЭРХ50Д50-МП диски из двух слоев	32	4,0	2±0,5	2±0,5
	48, 56, 60, 66, 80	6,0	3±0,5	3±0,5

По согласованным пожеланиям заказчика возможно изготовление заготовок контактов других размеров.

Физико-механические свойства

Марка	Плотность,  г/см³, не менее	Твердость НВ, не менее*	Электропроводность %, не менее**
ЭРХ25Д75-МП диски однослойные	8,2	65,0	55,0
ЭРХ50Д50-МП диски однослойные	7,8	90,0	40,0
ЭРХ35Д65-МП диски однослойные	8,0	72,0	45,0
ЭРХ30Д70-МП диски из двух слоев	8,35	70	55
ЭРХ50Д50-МП диски из двух слоев	8,35	85	40

* Твердость по Бринеллю НВ 5/250 контактного слоя

**Электропроводность контактного слоя в % от эталонной меди.

Заготовки контактов других типов

1. ЭРХ30Д70-МП из материала  Cr30Cu70.  Диски  однородного строения размерами: Ø 50х16, 70х22 мм.
2. ЭРХ30Д70-МП и ЭРХ50Д50-МП Диски биметаллические с контактным слоем из материала Cr30Cu70 или  Cr50Cu50 и подложками из меди.

Номинальные размеры изделий, мм:
 диаметр 48, 56, 66, 80, толщина (высота) 10. Толщина контактного слоя 4,5±0,5 мм.

По согласованным пожеланиям заказчика возможно изготовление заготовок контактов других размеров.

Контролируемые параметры:
химический состав, размеры, плотность, твердость, электропроводность.

Примеры фактических характеристик заготовок контактов

Изделие		Химический состав, %					ρ, г/см³*	НВ**	σ, %***
		Cr	Cu	O max	N max	S max
ЭРХ30Д70-МП Диск из двух слоев Ø48х10	Контактный слой	30,69	Бал.	0,025	0,002	0,001	8,59	79	59,7
	Подложка из меди	<0,05	Осн.	0,009	0,002	0,001	–	–	–
ЭРХ30Д70-МП Диск из двух слоев Ø56х6	Контактный слой	30,16	Бал.	0,026	0,002	0,002	8,54	77,1	58,7
	Подложка из меди	<0,05	Осн.	0,01	0,002	0,001	–	–	–
ЭРХ50Д50-МП Диск из двух слоев Ø66х6	Контактный слой	50,3	Бал.	0,042	0,002	0,002	8,4	106	41,1
	Подложка из меди	<0,05	Осн.	0,008	0,002	0,001	–	–	–

* ρ – плотность заготовки

**  НВ – твердость по Бринеллю НВ 5/250 контактного слоя

*** σ – электропроводность контактного слоя в % от эталонной меди.

Микроструктура

В изделиях сложного строения контролируется микроструктура материала, в которой не допускаются дефекты, проверяются толщины контактного слоя и подложки, а также качество переходной зоны композита.

Примеры структуры контактов сложного строения

*рис. 1: Структура материала контакта ЭРХ50Д50 сложного строения из 2 слоев (фрагмент). Сr50Cu50 контактный слой и Cu подложка.

*рис. 2:  Структура материала контактного слоя биметаллического контакта ЭРХ70Д30 (фрагмент)

2. Характеристики заготовок электроконтактов из материала вольфрам-медь

Марка, строение и химический состав

Заготовки контактов состоят из двух разнородных слоев  (биметаллическое строение): контактного из материала вольфрам-медь и слоя подложки из меди.

Марка, стандарт	Форма и строение изделия		Химический состав, масс. %
			W	Cu	O max	N max	S max
В70Д30-МП ТУ 14-22-162-2002 (заготовки типа эльсенд)	Диски биметаллические из материалов W30Cu70 + Cu	Контактный слой	Баланс	28-32	0,05	0,005	0,007
		Медный слой	–	Основа	0,02	0,005	0,007

Размеры

Марка	Номинальные размеры, мм
	Диаметр	Толщина
		Диска	Контактного слоя	Медного слоя
В70Д30-МП	32, 48	4+2,0	2±0,5	2±0,5

По согласованным пожеланиям заказчика возможно изготовление заготовок контактов других размеров.

Физико-механические свойства

Марка	Плотность,  г/см³, не менее	Твердость НВ, не менее*	Электропроводность, %, не менее**
В70Д30-МП	11,36	145	55

* Твердость по Бринеллю НВ 5/250 контактного слоя

** Электропроводность контактного слоя в % от эталонной меди.

рис. 3

Пример структуры контактов сложного строения

В изделиях контролируется микроструктура материала, в которой не допускаются дефекты и проверяются толщины слоев и качество переходной зоны композита.

*рис. 3: Структура материала контактного слоя биметаллического контакта В70Д30 (фрагмент).

3. Хромистая порошковая бронза БрХ2-МП

Для оснащения вакуумных дугогасительных камер используются также заготовки  из порошковой бронзы с повышенной температурой разупрочнения (более, чем на 100 ^оС в сравнении с литыми хромистой БрХ07 и хромо-циркониевой БрХЦр бронзами), легированной хромом в количестве 2%: БрХ2-МП диаметром 48, 56, 66, 80 и др. Электропроводность не менее 85%, твердость 115 НВ не менее.

Типичные свойства:
плотность 8,86-8,88 г/см³,
электропроводность 87-92%,
твердость 130-140 НВ.

Хромистая дисперсно-упрочненная бронза БрХ2-МП в виде дисков и колец  диаметром до 300 мм применяется также в качестве электродов для шовной контактной сварки углеродистых и низколегированных сталей. Электроды из термомеханически обработанной бронзы БрХ2-МП отличаются от традиционной БрХ1 повышенной твердостью, сопротивлением  схватыванию и эксплуатационной стойкостью при контактной сварке.

Медь. Свойства меди: цвет, блеск, твердость, пластичность, теплопроводимость. Распознавание меди. Ее применение. | Презентация к уроку по биологии (6 класс) на тему:

Тема: Медь. Свойства меди: цвет, блеск, твердость, пластичность, теплопроводимость. Распознавание меди.  Ее применение.

Цель:

1.  Формировать у учащихся  представление о свойствах меди, учить распознавать медь и знакомить с ее применением.
2.  Корригировать устойчивое внимание путем выполнения практической работы.
3. Воспитывать трудолюбие и умение работать в коллективе.

Тип урока: урок изучения нового материла.

Методы: объяснение, демонстрация, работа с книгой, игра, практическая работа, ТСО.

Оборудование и наглядность: учебник, тетрадь, мультимедийная система,   карточки для проверки домашнего задания, карточка с опорными словами, демонстративный материал (вилки, ложки, проволока, рисунки), схема, нож от рубильника.

                                  ХОД    УРОКА

Ι. Орг. момент

1. Подготовка к уроку (работа по карточке ТРУД)
2.  Псих. настройка:

Каждый день – всегда, везде,

На занятиях, в игре

Смело, четко говорим

И  тихонечко сидим.

ІΙ.  Проверка домашнего задания.

1. Работа по карточкам для группы №3

 

 

 

2)Фронтальный опрос для групп №1,2

– Какие металлы относятся к цветным?

(золото, серебро, платина, алюминий, медь, олово, свинец).

– Как по внешнему виду можно отличить алюминий от железа? (Алюминий серебристо – белого цвета, легче железа, мягкий металл, легко гнется).

-Почему из алюминия делают электрические провода?

(Потому что он легко гнется и его можно вытягивать в проволоку).

-Почему алюминиевые предметы не красят краской?

(Потому что алюминий не ржавеет).

– Как используют алюминий в промышленности?

(В промышленности его сплавляют с другими металлами и используют в авиации, автомобилестроении, делают детали для различных приборов).

– Какие предметы для домашнего хозяйства делают из алюминия? (Кастрюли,  чайники, бидоны, ковши, ложки, вилки).

 Оценки.

ІΙІ. Подготовка учащихся к усвоению нового материала.

Работа по схеме (на экране).

                             МЕТАЛЛЫ

                Черные                      Цветные

                Железо          Алюминий   Золото  Серебро

           Чугун     Сталь               Свинец  Платина

                                                      Олово   Медь

– На какие две группы делятся все  металлы?

– Прочтите выделенные слова в схеме?

– Почему именно эти  металлы выделены?

ΙV. Сообщение нового материала.

1.  Практическая работа:

На партах коробочки с образцами разных видов металлов, необходимо рассмотреть их и определить.

        (чугун, сталь, алюминий, медь) Поднять вверх медь.

– Какого цвета медь?

2. Сообщение темы урока.  Медь, свойства меди, ее применение.
3.  Работа с учебником ст. 114

Практическая работа с демонстрационным материалом «Знакомство со свойствами меди»:

 1) Рассмотреть проволоку, определить цвет меди.

 2) Сложить медную проволоку вдвое, показать, что медь мягкий металл.

 3) Нагреть медную проволоку и показать, что медь проводит тепло. Посмотреть, как медь проводит электрический ток  с помощью фонарика.

–  Почему из меди делают провода?

        4.  Работа в тетради:

–  Тема урока. Медь, свойства меди, ее применение.

– Свойства меди:

 красновато – желтого цвета

 мягкий, тягучий металл

             хорошо проводит тепло и электрический ток

           (Прочесть)

 

ФИЗ. МИНУТКА (гимнастика для глаз – офтальмотренажер) – на слайде

1. Движение глаз по горизонтальным (влево, вправо) и вертикальным линиям (вверх, вниз).
2. Движение глаз по внутренним и наружным овалам (слева на право, справа налево)
3. Движения по левому и правому внутренним кругам.

        5.Работа  с учебником ст. 115 –  применение меди.

   –  Что такое бронза? Что делают из нее?

Работа со слайдом (демонстрация фотографий предметов получаемых из меди).

        6.Работа с учебником ст. 115 Знаете ли вы, что…

V. Закрепление полученных знаний.

1. Практическая работа.

– Поцарапайте медной пластинкой алюминиевую. Какой металл тверже?

– Поднесите к медной проволоке магнит. Притягивается ли она магнитом?

– Согните медную проволоку. Легко ли она сгибается? Обладает  ли она упругостью? (нет).

2.  Распознавание меди. Найти сведения, которые относятся к меди (на слайде).

– твердое тело

– имеет блеск

– ржавеет

– проводит электрический ток

– притягивается магнитом

–  проводит тепло

–  мягкий металл

– хорошо гнется и куется (проверяем).

3.-Какое значение имеют металлы в жизни человека?

 какие предметы в вашей квартире сделаны из металлов? (посуда,   газовая плита,  часы, пылесос, холодильник, части телевизора, радиоприемник, магнитофон и др.).

-На какие две группы делятся все металлы? (черные и цветные).

– Какие металлы относятся к черным? (сталь, чугун, железо)

– Какие металлы относятся к цветным? (алюминий, медь, олово, серебро, золото).

VΙ. Домашнее задание.

1. для группы №1,2 ст. 114-115
2. для группы №3 в тетради нарисовать предмет из меди и подписать его название.

     VІΙ.  Итог урока. Дополнить текст (на слайде):

 Медь, как и алюминий – это цветной металл.   Цвет металла – красновато – желтый.  Он мягкий и тягучий, поэтому хорошо гнется и куется, вытягивается в проволоку.  Медь лучше других металлов проводит тепло и электрический ток. Ее используют для изготовления проволоки, делают люстры, подсвечники, украшения.

Написать под предметами «Сделано из алюминия»

кастрюля                                      ванна

                   _________        ___________

батарея                                         вилки и ложки

        _________        ___________

        Показать стрелочками свойства алюминия:

Цвет                                                   мягкий

Твердость                                          серебристо – белый

Плавкость                                         легко вытягивается

Ковкость                                           легко плавится  

   

Способность проводить                  хорошо проводит

электрический ток                           электрический ток

пробы, сплавы и их свойства 一 Экспо-Ювелир

11 января 2020 г. 21:53 Металлы 11038

Золото – единственный драгоценный металл ярко-желтого цвета. Все остальные семь драгоценных металлов белые с различными оттенками.

Издавна золотой блеск самого дорогого металла в истории всех цивилизаций завораживал человека своей магической привлекательностью.
В русском языке для обозначения светлого оранжево-желтого цвета использовался термин «Аврорный» — от имени богини утренней зари в римской мифологии Авроры. Возможно, отсюда и название «Аурум», т.е. ярко-желтый.

Английское и немецкое слово gold, голландское goud, шведское и датское guld (отсюда гульдены) в европейских языках связаны с индоевропейским корнем ghel и даже с греческим богом солнца Гелиосом.

Цвет чистого золота вы можете увидеть на куполах наших соборов, окладах икон или в музее, где выставлены изделия скифских мастеров. 
Золото не взаимодействует с кислородом, химически устойчиво на воздухе, в воде и кислотах. При нормальной температуре на золото оказывают влияние йод, хлор, бром.

Ртуть оказывает разрушающее действие на золото и при определенных пропорциях превращает его в сметанообразное состояние (амальгаму). Даже небольшое количество ртути из аптечной или косметической мази испортит ваше золотое изделие, которое становится очень хрупким и непригодным к эксплуатации!

В ювелирном деле чистое золото практически не используется из-за недостаточной твердости, низкой износостойкости, литейных качеств и дороговизны. Чистое золото очень пластично, монеты из него не звенят и быстро истираются. Именно поэтому такие монеты в древности завязывали плотно в кожаный мешок.

Твердость чистого золота по шкале Бринелля — 20 кгс/мм.. Это твердость, как у алюминия, в то время, как у чистого серебра — 25, а у меди — 35! Понятно, что изделие из чистого золота вы сможете прокусить зубами или поцарапать ногтём. Поэтому для изготовления ювелирных украшений используют сплавы золота с другими металлами, которые называют легирующими или лигатурой.

Легирующими могут быть как драгоценные, так и недрагоценные металлы. Несмотря на это, полученные сплавы называют «золотыми»
С помощью легирования драгоценных металлов сплавам можно придавать различные свойства, например, цвет, текучесть, твердость, ковкость, изменять температуру плавления или получения других нужных качеств.

Число ювелирных сплавов золота велико. Сплавы, получившие наибольшее распространение в нашей стране, предусмотрены ГОСТ Р-52793-2007, согласно которому металлургические предприятия выпускают для ювелирного производства прокат, полуфабрикаты и слитки. Государственные стандарты ГОСТ 30649-99 предусматривают все виды сплавов в большом разнообразии с расчетом на то, чтобы предприятие-изготовитель могло выбрать сплав нужной пробы и состава.

СПЛАВЫ ЗОЛОТА

Основную цветовую палитру золотых сплавов мы можем рассмотреть на примере золотых сплавов 585-й пробы. Напомню: пробой называется минимальное содержание определенного благородного металла, измеренное в долях на тысячу единиц массы сплава. Говоря по-русски: сколько граммов чистого золота находится в одном килограмме сплава.

Каждый сплав имеет свою маркировку, по которой можно определить содержание компонента в сплаве. Для маркировки компонентов золотых сплавов введены буквенные обозначения: Зл — золото, Ср — серебро, М —медь, Пд — палладий, Пл — платина, Н — никель, Кд — кадмий, Ц — цинк. Содержание компонентов определяется цифровым шифром. Разнообразие сплавов одной пробы может быть велико, и поэтому стандартизация сплавов без их маркировки невозможна.

Итак, попробуем разобраться.

ЗлМ-585. Золото-медный двухкомпонентный сплав, в составе которого только золото 58,5% и остальное медь (41,5%)

Медь увеличивает твердость сплава, снижает температуру плавления, улучшает ковкость, повышает износоустойчивость, изменяет цвет сплава в сторону красного.

Для кого-то это то самое «червоное золото». Это для обывателя. Ювелиры называют «червоным» совершенно другой сплав золота 900-й пробы, из которого чеканили золотые десятирублёвые монеты «червонцы».

Из-за большого количества меди сплав имеет низкую устойчивость к воздействию реактивов и агрессивной среды, например, морской воды. Кроме того, высокое содержание меди может вызывать у некоторых людей аллергические реакции.

ЗлСрМ 585-80. Золотосеребряномедный сплав золота 58,5%, серебра 8%, медь – остальное

Самый распространенный сплав на территории СССР.

Цвет розовый, всеми любимый стандартный сплав в Советском Союзе.

Этот сплав и сейчас очень популярен и представлен широкой линейкой ювелирных изделий во многих магазинах.

ЗлСрМ 585-200. Золотосеребряномедный сплав золота 58,5%, серебра 20%, медь – остальное (21,5%)

Это стандартный сплав тёплого желтого цвета. Однако сейчас мы встречаем сплавы золота различных оттенков, от соломенного до лимонного, как российского производителя, так и импортные. Здесь нужно учитывать тот факт, что серебро окрашивает сплав в сторону зеленого, и чем его больше, тем холоднее будет желтый цвет. Ювелирам довольно тяжело будет подобрать сплав нужного цвета к вашим, например, часам, если вы купили их за границей, а браслет к часам хотите заказать у знакомого мастера.

ЗлСр 585-415. Золотосеребрянный двухкомпонентный сплав золота 58,5%, серебра 41,5%, цвет зеленый.

Зелёный сплав золота используют довольно редко, в основном для создания контраста с другими золотыми сплавами. Особенность этого сплава в том, что у него низкая твердость и достаточно высокая температура плавления. Ремонтировать такие изделия нужно с большой осторожностью.

ЗлСрПд 585-255-160. Золота 58,5%, серебра 25,5%, палладия 16%, цвет белый.

Для получения белого цвета золотого сплава одного серебра недостаточно. Для получения устойчивого белого цвета в сплав добавляют платину или палладий. Палладий повышает температуру плавления золотого сплава и резко изменяет его цвет. При содержании в сплаве 16% палладия изделие окрашивается в белый привлекательный цвет, не требующий покрытия родием. Платина окрашивает золото в белый цвет ещё более интенсивно, однако применяется редко в основном из-за своей высокой стоимости.

Оценщик должен это помнить. Самая высокая из установленных в России проб белого золота — это 750-я. Если на изделии белого цвета стоит более высокая проба, например, 958-я, а ваши реактивы не реагируют, то это фальшивка (часто нержавеющая сталь).

ЗлНЦМ 585-12,5-4 Белый. Золото 58,5%, никель12,5%, цинк 4%, остальное медь (21,5%)

Это более дешёвый сплав белого золота. Такие сплавы относятся к категории литейных сплавов. Никель изменяет цвет сплава в бледно-желтый. Сохраняя ковкость металла, никель придает ему твердость и повышает литейные свойства. Наличие цинка осветляет сплав, повышает текучесть и снижает температуру плавления.

Однако окраска неустойчивая и под воздействием внешней среды приобретает желтоватый или зеленоватый оттенок.

У некоторых людей никель вызывает аллергию, и поэтому им не стоит носить изделия из такого сплава. Чтобы избежать подобных неприятностей, производители покрывают свои изделия родием. Это металл платиновой группы, с сильным блеском и высокой твёрдостью, является отличным защитно-декоративным покрытием.

Для людей с повышенной чувствительностью к недрагоценным металлам изготавливают изделия, в основном обручальные кольца, из высокопробного золота 958-й пробы.

Этот сплав ЗлСрМ 958-20 имеет наиболее высокую химическую стойкость, приятный ярко-желтый цвет, но при этом очень мягкий, и полировка на нем держится очень недолго. Если другие сплавы золота вам не подходят, покупайте этот.

Ювелирные изделия из различных золотых сплавов в разговорной речи называют просто «золото» (белое золото, желтое золото). Но эти сплавы могут отличаться не только по цвету, но и по количественному содержанию чистого золота в сплаве (пробе).

Золотые изделия желтого цвета 750-й (18 карат) и 585-й (14 карат) пробы можно легко подменить более дешевыми по стоимости изделиями 375-й пробы (9 карат). Ещё сложнее сделать правильную покупку, находясь за границей. Здесь существуют тысячи различных клейм, разобраться в которых сложно даже опытному покупателю, и у продавца всегда есть искушение его обмануть. Гораздо труднее отличить изделия из белого золота. По внешнему виду они будут все одинаковые, а состав сплава покупателю никто не скажет.

Все золотые изделия, предназначенные для продажи в Российской Федерации, должны иметь пробирное клеймо и соответствовать одной из установленных проб. Контроль за выполнением этого условия осуществляет Российская государственная пробирная палата.

ЦВЕТНОЕ ЗОЛОТО

Черное, голубое или фиолетовое золото, обладающие живым и насыщенным цветом, создаются на основе интерметаллических соединений, которые не являются сплавами. Все эти соединения, внешне металлические, имеют фиксированный состав, очень хрупки, похожи на керамику и представляют значительные сложности при обработке. Покупатель не сможет изменить размер такого кольца, изменить его форму, и его не примут у него ни в ломбарде, ни в скупке. При покупке таких изделий рекомендую это учитывать!

Для придания золотым сплавам чёрного цвета обычно используют следующий технологический прием: поверхность ювелирного изделия покрывают слоем чёрного родия или рутения гальваническим методом; при этом цвет покрытий варьируется в диапазоне от серого до чёрного. Но, как и любое покрытие, оно недолговечно и во время эксплуатации будет стираться.

Медь – прочность – твердость – эластичность

О меди

Медь – мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокой теплопроводностью и электропроводностью. Свеже обнаженная поверхность из 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 прочности

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам, и сохранять свою первоначальную форму. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Что касается растягивающего напряжения, то способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). 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.

Предел прочности при растяжении меди

Предел прочности на разрыв меди 210 МПа.

Предел текучести меди

Предел текучести меди 33 МПа.

Модуль упругости меди

Модуль упругости Юнга меди составляет 33 МПа.

Модуль упругости меди при сдвиге составляет 48 ГПа.

Объемный модуль упругости меди составляет 140 ГПа.

Твердость меди

В материаловедении твердость – это способность противостоять поверхностному вдавливанию (локализованная пластическая деформация ) и царапинам . Испытание на твердость по Бринеллю – это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. В испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемого металла.

Твердость меди по Бринеллю составляет примерно 250 МПа.

Тест на твердость по Виккерсу Метод был разработан Робертом Л. Смитом и Джорджем Э. Сандлендом в Vickers Ltd в качестве альтернативы методу Бринелля для измерения твердости материалов.Метод для испытания на твердость по Виккерсу может также использоваться в качестве метода для испытания на микротвердость , который в основном используется для небольших деталей, тонких сечений или глубинных работ.

Твердость меди по Виккерсу составляет примерно 350 МПа.

Твердость к царапинам – это показатель устойчивости образца к остаточной пластической деформации из-за трения об острый предмет. Наиболее распространенной шкалой для этого качественного теста является шкала Мооса , которая используется в минералогии.Шкала твердости минерала по шкале Мооса основана на способности одного природного образца минерала заметно поцарапать другой минерал.

Медь имеет твердость около 3.

Медь – кристаллическая структура

Возможная кристаллическая структура Медь – это гранецентрированная кубическая структура .

В металлах и во многих других твердых телах атомы расположены в регулярные массивы, называемые кристаллами. Кристаллическая решетка – это повторяющийся узор из математических точек, который простирается по всему пространству.Это повторение вызывают силы химической связи. Именно этот повторяющийся узор контролирует такие свойства, как прочность, пластичность, плотность, проводимость (свойство проводить или передавать тепло, электричество и т. Д.) И форму. Существует 14 основных типов таких узоров, известных как решетки Браве.

Кристаллическая структура меди

Прочность стихий

Упругость элементов

Твердость элементов

О прочности

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам, и сохранять свою первоначальную форму. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Принципиальная диаграмма кривой деформации низкоуглеродистой стали при комнатной температуре показана на рисунке. Есть несколько стадий, демонстрирующих разное поведение, что предполагает разные механические свойства. Для пояснения, материалы могут пропускать одну или несколько стадий, показанных на рисунке, или иметь совершенно разные стадии. В этом случае необходимо различать деформационные характеристики пластичного материала и хрупкого материала . Следующие пункты описывают различные области кривой напряжения-деформации и важность нескольких конкретных мест.

• Предел пропорциональности . Пропорциональный предел соответствует положению напряжения в конце линейной области , поэтому график напряжения-деформации представляет собой прямую линию, а градиент будет равен модулю упругости материала. Для растягивающего и сжимающего напряжения наклон участка кривой, где напряжение пропорционально деформации, обозначается как модуль Юнга и применяется закон Гука . Между пределом пропорциональности и пределом текучести закон Гука становится спорным, и деформация увеличивается быстрее.
• Предел текучести . Предел текучести – это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. 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. Перед достижением предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме после снятия приложенного напряжения.После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести. Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.
• Предел прочности на разрыв . Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении.Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая “напряжение-деформация” не содержит напряжения, превышающего 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 на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.
• Точка разрушения : Точка разрушения – это точка деформации, в которой материал физически отделяется. В этот момент деформация достигает максимального значения, и материал фактически разрушается, даже если соответствующее напряжение может быть меньше, чем предел прочности в этой точке. У пластичных материалов прочность на излом ниже, чем предел прочности при растяжении (UTS), тогда как в хрупких материалах прочность на излом эквивалентна UTS. Если пластичный материал достигает предела прочности на растяжение в ситуации с контролируемой нагрузкой, он будет продолжать деформироваться без приложения дополнительной нагрузки до тех пор, пока не разорвется.Однако, если нагрузка регулируется смещением, деформация материала может уменьшить нагрузку, предотвращая разрыв.

О модуле упругости

В случае напряжения растяжения однородного стержня (кривая напряжения-деформации), закон Гука описывает поведение стержня в упругой области. В этой области удлинение стержня прямо пропорционально растягивающей силе и длине стержня и обратно пропорционально площади поперечного сечения и модулю упругости .С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит. Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга .

Мы можем расширить ту же идею соотношения напряжения и деформации к приложениям сдвига в линейной области, соотнося напряжение сдвига с деформацией сдвига, чтобы создать Закон Гука для напряжения сдвига :

Для изотропных материалов в упругой области вы можете связать коэффициент Пуассона (ν), модуль упругости Юнга (E) и модуль упругости при сдвиге (G):

Модули упругости для поликристаллических материалов:

• Модуль упругости Юнга. Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение.
• Модуль упругости при сдвиге. Модуль сдвига или модуль жесткости определяется скручиванием цилиндрического образца для испытаний. Он описывает реакцию материала на напряжение сдвига. Его символ – G. Модуль сдвига – одна из нескольких величин для измерения жесткости материалов, и он возникает в обобщенном законе Гука.
• Объемный модуль упругости. Объемный модуль упругости описывает объемную упругость или тенденцию объекта деформироваться во всех направлениях при равномерной нагрузке во всех направлениях. Например, он описывает упругую реакцию на гидростатическое давление и равностороннее растяжение (например, давление на дне океана или в глубоком бассейне). Это также свойство материала, которое определяет упругую реакцию на приложение напряжения. Для жидкости значение имеет только модуль объемной упругости.

О твердости

В материаловедении твердость – это способность противостоять поверхностному вдавливанию ( локализованная пластическая деформация ) и царапинам . Твердость , вероятно, является наиболее плохо определенным свойством материала, поскольку оно может указывать на устойчивость к царапинам, сопротивление истиранию, сопротивление вдавливанию или даже сопротивление формованию или локализованной пластической деформации. Твердость важна с инженерной точки зрения, потому что сопротивление износу из-за трения или эрозии паром, маслом и водой обычно увеличивается с увеличением твердости.

Существует трех основных типов твердости измерений:

• Твердость к царапинам . Твердость к царапинам – это показатель устойчивости образца к остаточной пластической деформации из-за трения о острый предмет. Наиболее распространенной шкалой для этого качественного теста является шкала Мооса , которая используется в минералогии. Шкала твердости минерала по шкале Мооса основана на способности одного природного образца минерала заметно поцарапать другой минерал.Твердость материала измеряется по шкале путем определения самого твердого материала, который данный материал может поцарапать, или самого мягкого материала, который может поцарапать данный материал. Например, если какой-то материал поцарапан топазом, но не кварцем, его твердость по шкале Мооса будет между 7 и 8.
• Твердость вдавливания . Твердость при вдавливании измеряет способность выдерживать отпечаток на поверхности (локализованная пластическая деформация) и сопротивление образца деформации материала из-за постоянной сжимающей нагрузки от острого предмета.Испытания на твердость при вдавливании в основном используются в машиностроении и металлургии. Традиционные методы основаны на четко определенных испытаниях на твердость при вдавливании. Очень твердые инденторы определенной геометрии и размеров непрерывно вдавливаются в материал под определенным усилием. Параметры деформации, такие как глубина вдавливания в методе Роквелла, регистрируются для измерения твердости. Распространенные шкалы твердости при вдавливании – по Бринеллю , по Роквеллу и по Виккерсу .
• Твердость отскока . Твердость отскока, также известная как динамическая твердость, измеряет высоту «отскока» молотка с алмазным наконечником, падающего с фиксированной высоты на материал. Одно из устройств, используемых для этого измерения, известно как склероскоп . Он состоит из стального шара, падающего с фиксированной высоты. Этот тип твердости связан с эластичностью.

О кристаллической структуре

Три наиболее распространенных кристаллических образца:

• кн. В расположении атомов ОЦК (ОЦК) элементарная ячейка состоит из восьми атомов в углах куба и одного атома в центре тела куба. В расположении ОЦК элементарная ячейка содержит (8 угловых атомов ×) + (1 центральный атом × 1) = 2 атома. Упаковка более эффективна (68%), чем простая кубическая, а структура является общей для щелочных металлов и ранних переходных металлов. Металлы, содержащие структуры BCC, включают феррит, хром, ванадий, молибден и вольфрам. Эти металлы обладают высокой прочностью и низкой пластичностью.
• fcc. В ГЦК (ГЦК) расположении атомов элементарная ячейка состоит из восьми атомов в углах куба и одного атома в центре каждой из граней куба. В расположении ГЦК элементарная ячейка содержит (8 угловых атомов ×) + (6 торцевых атомов × ½) = 4 атома. Эта структура, наряду со своим гексагональным родственником (ГПУ), имеет наиболее эффективную упаковку (74%). Металлы, содержащие структуры FCC, включают аустенит, алюминий, медь, свинец, серебро, золото, никель, платину и торий.Эти металлы обладают низкой прочностью и высокой пластичностью.
• гс. В структуре атомов ГПУ (ГПУ) элементарная ячейка состоит из трех слоев атомов. Верхний и нижний слои содержат шесть атомов в углах шестиугольника и по одному атому в центре каждого шестиугольника. Средний слой содержит три атома, расположенных между атомами верхнего и нижнего слоев, отсюда и название – плотно упакованные. Гексагональная плотная упаковка (ГПУ) – это один из двух простых типов атомной упаковки с самой высокой плотностью, другой – гранецентрированная кубическая (ГЦК).Однако, в отличие от ГЦК, это не решетка Браве, поскольку есть два неэквивалентных набора точек решетки. Металлы, содержащие структуры HCP, включают бериллий, магний, цинк, кадмий, кобальт, таллий и цирконий. Металлы HCP не так пластичны, как металлы FCC.

Сводка

Элемент	Медь
Предел прочности на разрыв	210 МПа
Предел текучести	33 МПа
Модуль упругости Юнга	120 ГПа
Модуль упругости при сдвиге	48 ГПа
Объемный модуль упругости	140 ГПа
Шкала Мооса	3
Твердость по Бринеллю	250 МПа
Твердость по Виккерсу	350 МПа

Источник: www.luciteria.com

Свойства других элементов

Прочие свойства меди

Шкала твердости металлов Мооса: почему это важно

Люди часто слышат о шкале твердости Мооса, когда она используется для сравнения драгоценных камней, но эта система также используется для ранжирования металлов. Давайте посмотрим, чем может быть полезна шкала твердости металла и как сравнивать на ней металлы, используемые в ювелирных изделиях.

Объявление

Объявление

Что такое шкала Мооса?

Шкала Мооса – это система, используемая для ранжирования материалов по их твердости, которая оценивается с использованием чисел от 1 до 10.Его можно использовать для сравнения драгоценных камней, металлов и других материалов и оценки их относительной прочности.

Место, где стоит металл по шкале Мооса, указывает, какие другие металлы могут его поцарапать. Например, твердость золота составляет 2,5–3, что ниже, чем у большинства других металлов.

Например, одно из самых твердых веществ на Земле, алмаз, имеет рейтинг 10 по шкале Мооса, в то время как пластик и грифель, например, находятся на другом конце шкалы с классом твердости 1.

Шкала твердости металлов Мооса

Вот список классов твердости некоторых металлов, с которыми вы, скорее всего, столкнетесь в повседневной жизни, особенно при работе с ювелирными изделиями:

• Свинец: 1.5
• Олово: 1,5
• Цинк: 2,5
• Золото: 2,5-3
• Серебро: 2,5-3
• Алюминий: 2,5-3
• Медь: 3
• Латунь: 3
• Бронза: 3
• Никель: 4
• Платина: 4-4.5
• Сталь: 4-4,5
• Утюг: 4,5
• Палладий: 4,75
• Родий: 6
• Титан: 6
• Закаленная сталь: 7-8
• Вольфрам: 7,5
• Карбид вольфрама: 8,5-9

Почему важно знать твердость металлов

Когда немецкий геолог Фридрих Моос разработал шкалу твердости, которую мы используем сегодня, он использовал простой принцип для определения степени твердости каждого материала: какие материалы могут поцарапать его, а какие материалы – поцарапать.

Например, платина, имеющая твердость 4-4,5, может быть поцарапана всеми материалами с более высокой степенью оценки Мооса (например, топазом с оценкой 8), а она, в свою очередь, может поцарапать любой материал с более низкой оценкой. (например, золото, твердость которого составляет 2,5-3).

(Продолжение текста под объявлением)

Объявление

Как видите, расположение металла по шкале Мооса может дать вам ценную информацию о том, какие другие металлы могут его поцарапать.

Это очень полезно при принятии решения, какие украшения не следует хранить в одной коробке, а какие можно носить вместе. Это также может помочь вам определить, какие украшения будут более долговечными, просто зная, из какого металла они сделаны.

Связано: Ознакомьтесь с этим обширным выбором ювелирных украшений.

Как пользоваться шкалой твердости металлов

Шкала твердости Мооса может быть полезна, когда вы делаете покупки и обсуждаете ювелирные изделия, сделанные из разных металлов.

Посмотрев на них в таблице твердости металлов, вы сможете увидеть, какой вариант обеспечит лучшую долговечность, а затем решить, стоит ли запрашиваемая цена того, что вам нужно.

Например, платина намного прочнее серебра, и в целом более твердые металлы служат дольше при носке.

Однако платина также намного дороже, поэтому вам следует подумать, готовы ли вы платить больше за дополнительную прочность.

Связано: Щелкните здесь, чтобы увидеть выбор популярных платиновых украшений.

Твердость металлов и сплавы

Марка по Моосу для каждого металла обозначает его твердость в чистом виде, то есть без добавления каких-либо других материалов.

Однако в действительности почти все металлы, используемые в ювелирных изделиях, комбинируются с другими металлами, чтобы сделать полученный материал более долговечным или дешевым.

Например, золото часто смешивают с никелем, цинком, медью и другими металлами, чтобы сделать его более твердым.

Точно так же вольфрам в чистом виде имеет твердость 7,5, но при добавлении углерода образуется карбид вольфрама с твердостью 8.5-9 по шкале Мооса.

Как проверить твердость меди

Медь играет важную роль в жизни человека. От подачи электричества до подачи воды медь сделала все возможное. Он позволяет электрическому току проходить через него с такими же напряжениями; это хороший проводник электричества. Медь используется в электроприборах, почти в каждом качественном двигателе есть медные провода. Раньше столовые приборы делали из меди, которая хорошо проводила тепло и холод.Сама медь по своей природе мягкая, но когда вы смешиваете ее с любым другим металлом, она становится твердой.

Какая твердость металлов?

Твердость – это сопротивление металла вдавливанию. Твердость не остается навсегда, она зависит от прочности и пластичности металла. Твердость металла зависит от метода измерения. Результаты измерений выражаются в количественных цифрах. Сопротивление металла может сделать их твердыми, сопротивление относится к четырем различным вещам.Это царапины, истирание, порезы и проникновения. Различные свойства металла дают им способность сопротивляться или постоянно деформироваться при приложении нагрузки. Чем выше сопротивление деформации, тем выше твердость материалов.

[ux_featured_products products = ”” columns = ”4 ″]

Твердость материала обычно используется для тестирования и контроля качества материалов. Основная причина контроля качества материалов заключается в том, что они проходят быстро и, как известно, проходят неразрушающий контроль.Вот некоторые из важных измерений твердости материалов, описанных ниже:

Твердость вдавливания: это простой метод, с помощью которого мы можем измерить сопротивление материала деформации при приложении к нему постоянного давления или нагрузки от острого предмета. Его можно измерить по шкалам Роквелла, Бринелля, Шорса и Виккерса.

Твердость к царапинам: В этом методе мы измеряем стойкость металла к остаточной пластической деформации или разрушению из-за трения о него острым предметом.Для измерения этого метода используется шкала Мооса.

Ремни отскока: Твердость отскока – это метод, при котором молоток с алмазным наконечником падает с определенной высоты на конкретный материал для проверки его твердости. Твердость по Беннету и шкала твердости по отскоку по Leeb используются для измерения твердости отскока.

Таблица преобразования используется для преобразования одного масштаба в другой; он используется для тренировок. Для каждого из этих классов существует индивидуальная шкала измерений.

Свойства меди: (в зависимости от твердости)

Медь используется для обшивки и обычно в виде полос. Он состоит из меди с чистотой 99,9%, и 0,1% может быть другим металлом. Чистая форма меди мягкая, чрезвычайно пластичная и может использоваться для различных целей, например, для сложных декоративных работ. В прошлом его обычно использовали при строительстве зданий. Наряду с медью используются тяжелые материалы, потому что медь имеет более низкую прочность, чем другие металлы.Со временем медь заменяется другими прочными металлами в строительных конструкциях.

Много лет назад была введена холоднокатаная медь и уменьшена толщина других материалов. Холоднокатаная медь имеет долгий срок службы и требует меньшего обслуживания, чем другие материалы. Холоднокатаная медь твердая и менее податливая, чем мягкая трамбовочная медь. Это популярная форма меди, которая используется в строительных целях.

Общие механические свойства меди – это прочность, твердость и пластичность, которые определяют ее состояние.Медь можно превратить в твердую из мягкой; Метод, используемый для ранжирования меди, – это холодная обработка. Отожженная (мягкая) медь имеет твердость 40 HV с пределом прочности на разрыв 200 Н / мм2, а после холодной обработки имеет твердость 110 HV с пределом прочности на разрыв 360 Н / мм2. Пластичность отожженной меди выше, чем у холоднодеформированной меди. Вы можете легко увеличить прочность и твердость меди. Обычный способ увеличения прочности меди – легирование, но это может повлиять на проводимость электричества.Процесс упрочнения осуществляется путем термообработки и может привести к пределу прочности на разрыв 1500 Н / мм2.

Тест на твердость:

Существуют различные типы испытаний для определения твердости металлов, но в случае меди используются только три различных типа испытаний для определения ее твердости. Типы тестов обсуждаются ниже:

Тест Роквелла:

Тест на твердость по Роквеллу – популярный тест для проверки твердости меди.

Он состоит из тридцати различных тестов с указанием количества нагрузок и конфигураций индентора. Шкала B и C используются только для толщины 1 мм и могут использоваться для медных сплавов этой толщины. Для тонких изделий испытание должно проводиться по поверхностным шкалам N и T. твердость тонких материалов проверяется по шкалам микротвердости.

Тест Бринелля:

Это большой и обширный тест на вдавливание, который не подходит для тонких материалов и материалов типа проволоки.Он популярен для испытания больших стержней, стержней, пластин и других тяжелых материалов. При испытании этих материалов образуются большие вмятины. Тест Бринелля проводится только для материалов, толщина которых превышает минимум 3,2 дюйма.

Тесты Виккерса и Кнупа:

Тест Виккерса также известен как испытание на твердость алмазной пирамиды. Нагрузка, используемая в этом тесте, составляет от 1 до 120 кг. Если вес материала менее 1 кг, то будет выполняться испытание на микротвердость по Виккерсу.И тест кнопки специально разработан для тестирования твердости на микровыступах. Тестирование проводится с помощью удлиненного индентора.

Все вышеперечисленные тесты предназначены для проверки твердости меди, выбор теста зависит от качества и типа меди.

Цирконий увеличивает сопротивление и твердость меди

Назовите металлический сплав, который использовался веками, и многие люди подумают об алюминии, железе или меди.Тем не менее, к этому списку следует добавить и цирконий. На наших рабочих местах и ​​в наших домах есть множество продуктов, в которых используется этот серебристо-серый металл, например, нити ламп, телевизионные стекла и даже некоторые дезодоранты. Этот универсальный сплав является одновременно пластичным и ковким, поскольку его можно легировать с другими лигатурными сплавами, такими как медь, для улучшения коррозионных свойств.

Циркониевые сплавы

наиболее востребованы из-за их повышенной коррозионной стойкости, а также их теплопроводности и электропроводности.Поэтому вы часто находите его в химической промышленности. Кроме того, когда цирконий сплавлен с медью для создания лигатуры, он обеспечивает способность раскисления, когда вы работаете с медными материалами для изготовления компонентов и конечных продуктов.

Именно из-за этих преимуществ многие производители добавляют цирконий в сплавы на основе меди. Медь имеет многие из тех же свойств, что и цирконий, например, она пластична, пластична, теплопроводна и электропроводна. Однако медь быстро размягчается при более высоких температурах, что может быть нежелательно при горячей ковке и механической обработке.Кроме того, медь может деформироваться при более высоких температурах, поскольку вы хотите избежать этой проблемы во время процессов гибки.

Эти деформации меди часто вызваны введением кислорода во время плавления. Кислород из окружающей среды и когда он вводится в расплав во время процесса флюсования, может вызвать образование ямок, пузырей и трещин в меди после помещения в форму. Это окисление может повредить механические свойства металла, делая его хрупким и менее качественным.Добавляя небольшое количество циркониевой меди в расплав других медных материалов, циркониевая медь направляет растворенный кислород и снижает его повсеместно. Таким образом, при охлаждении в металле меди будет меньше пузырей и точечной коррозии.

Кроме того, когда к меди добавляется небольшое количество циркония, этот сплав увеличивает термостойкость металлической меди и усиливает сопротивление металла размягчению в процессе, называемом измельчением зерна. Цирконий Медь вызывает образование более мелких кристаллитов (называемых зернами) в расплавленном медном материале, так что зерна становятся более мелкими и содержат меньше дефектов при затвердевании.Таким образом, производители лучше контролируют механические свойства медных сплавов, одновременно увеличивая предел текучести металла.

Закалка меди дает ряд преимуществ в зависимости от производственного процесса и типа создаваемого конечного продукта. Для получения этих преимуществ не нужно добавлять много циркония. При содержании циркония всего 0,15% медь может получить термостойкость размягчения до 972 градусов по Фаренгейту (500 градусов по Цельсию), тогда как обычно чистая медь сама по себе может выдерживать только 572 градусов по Фаренгейту (300 градусов по Цельсию).

Вы также можете получить твердость по Виккерсу 150HV с цирконием и медью, хотя для многих применений вам не нужно достигать такого уровня твердости с вашими металлическими сплавами. Цирконий Медь в сочетании с другими медными материалами обычно используется в электрических, потребительских и промышленных товарах из-за своих механических и электрических свойств.

Здесь, в Belmont Metals, наш завод в Бруклине, Нью-Йорк, поставляет цирконий-медь в битых слябах, вафлях, граммах и пуховых кусках.Эти металлические сплавы идеальны, когда вы хотите добавить лигатуру в целевой металл для улучшения его механических свойств за счет измельчения зерна, раскисления для удаления избыточного кислорода во время плавления или когда вам нужны улучшенные термостойкие свойства загружаемой партии.

Мы предлагаем 10%, 13%, 30% и 50% циркония и меди, а также 67/33 меди с цирконием. Чтобы выбрать правильный состав металлического сплава в соответствии с вашими производственными потребностями, обратитесь к нашим инженерам или металлургам.Мы можем обсудить рецептуру лигатуры, чтобы вы могли добавить нужное количество для получения желаемого конечного продукта.

Оценка прочности и твердости покрытий из меди и медных сплавов на подложках из нержавеющей стали | Покрытия IMECE

широко используются во многих областях, включая промышленность и медицину, для выполнения различных функций, таких как устойчивость к коррозии, износостойкость и антибактериальные свойства. Медь и медные сплавы являются одними из наиболее широко применяемых материалов для покрытий в нескольких промышленных и медицинских целях.Одно из их широко используемых применений медного покрытия – это антибактериальное покрытие. Большинство исследований, проведенных в этой области, сосредоточено на антибактериальном поведении без всесторонней оценки их механических свойств, таких как твердость и прочность сцепления. В данной работе механическая оценка прочности и твердости чистой меди и нескольких медных сплавов, включая Cu Sn5% P0,6%, Cu Ni18 Zn14 (германское серебро) и Cu Al9 Fe1, изучается экспериментально и численно. Все покрытия наносятся на диски подложки из нержавеющей стали диаметром 25 мм с помощью электродугового термического напыления в центре передовых технологий нанесения покрытий в Университете Торонто.Все покрытия имеют толщину 150 микрон, с двумя дополнительными толщинами до 350 микрон для Cu Ni18 Zn14 (германское серебро) и Cu Al9 Fe1. Влияние толщины и состава покрытия на механические свойства изучается для всех образцов меди и медных сплавов различной толщины от 150 до 350 микрон.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) используется для исследования поверхности, а также микроструктуры поперечного сечения покрытий. Испытания на микровдавливание по Виккерсу используются для оценки твердости в различных местах поперечного сечения покрытия и основы.Это используется для оценки влияния осаждения материала покрытия и последующего затвердевания на твердость слоя покрытия, а также субстрата вблизи поверхности раздела покрытия. Испытания адгезии отрывом проводятся для оценки влияния состава и толщины покрытия на прочность покрытий. Испытания проводятся для вычисления напряжения разрушения отрыва, которое вызывает расслоение между покрытием и подложкой. Вычислительный анализ будет использоваться для калибровки экспериментальных данных, когда они будут доступны, посредством анализа методом конечных элементов.

Предварительные испытания на отрыв показывают интересные результаты, так как образцы с меньшей толщиной покрытия демонстрируют расслоение при более высокой прочности. Это происходит из-за увеличения остаточных напряжений при увеличении толщины, возникающих в процессе осаждения. Некоторые образцы не вышли из строя даже при меньшей толщине 150 микрон. Всесторонний анализ адгезионной прочности и твердости будет очень полезен для понимания влияния состава и толщины покрытия на механические свойства покрытия.

Непостоянная и переменная твердость медного покрытия

образование … веселье … дух алоха

Звоните прямо! (регистрация не требуется)

—–

2004

Q. Мы наносим пластину из твердой меди на цилиндры из мягкой стали, которые позже гравируются с помощью электронных граверов. Проблема в том, что мы не можем поддерживать твердость плакированной меди на постоянной основе. Я хотел бы видеть на твердомере стабильные 200 HV плюс, но время от времени я вижу провалы в твердости, которые даже опускаются до 180 HV.

---

2005 г.

A. Учитывая то, что вы сказали, я предполагаю, что вы покрываете цилиндры медной кислотой. В ванне с серной кислотой, предпочтительно медными пластинами, добавка является контролируемой примесью. Для успешного совместного осаждения добавки увеличивают плотность тока, а также необходимо контролировать концентрацию меди в виде сульфата меди. Если концентрация сульфата меди увеличивается, добавка не может осаждаться вместе, попытка преодолеть это путем увеличения дозировки добавки приведет к органическому загрязнению и, следовательно, к хрупкости.

---

26 января 2011

Я должен согласиться с Хэнком Кудлински здесь, если уровни сульфата и кислоты неправильные, то практически невозможно контролировать уровень жесткости.
мы используем раствор без хлоридов (и поэтому всегда используем де-I воду) с сульфатом в концентрации 220 г / л и серной кислотой 61 г / л, поддерживая жесткость 220 В, поскольку это подходит для наших высокоскоростных граверов, более низкая твердость около 190- 200 может быть более подходящим для более медленных или старых голов.

надеюсь, что это поможет

Гарри Уильямс
– Ливерпуль, Англия
^

---

---

31 марта 2009 г.

Q.

---

5 января 2012 г.

А. Смотрел в «Свойства электроосажденных металлов и сплавов» [аффил. ссылка на книгу на Amazon ] второе издание Safranek. Его KHN имеет вес 200 г и твердость менее 100 для отложения из мелкозернистого пирофосфата меди. Все остальное было ниже.

Я предполагаю, что вы используете запатентованную добавку. Что говорит эта компания? Если это домашний напиток, я сомневаюсь, что вы получите желаемую жесткость.

«Современные гальваники» [аффил.

нареч.

Заявление об ограничении ответственности: на этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему отделки или опасности операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не отражает профессионального мнения или политики работодателя автора. Интернет в основном анонимный и непроверенный; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.

Если вы ищете продукт или услугу, относящуюся к отделке металлов, пожалуйста, проверьте эти каталоги:

О нас / Контакты – Политика конфиденциальности – © 1995-2021 finish.com, Пайн-Бич, Нью-Джерси, США

Следует ли использовать алюминий и медь для изготовления инструментов для деревообработки?

Короче говоря, медь и алюминий – это мягкие металлы, и вам необходимо также учитывать качество отливки и металлургическую обработку инструмента. Это звучит как забавный проект, но остерегайтесь потенциальных катастрофических отказов инструмента.

Первыми металлическими орудиями, использованными человеком, были медь и медные сплавы (бронза и латунь). Основная проблема с этими металлами заключается в том, что они намного мягче стали, что позволяет удерживать кромку меньше времени, а также повышает риск изгиба самого инструмента (а не только режущей кромки).Алюминий в чистом виде (то есть не сплав алюминия) даже мягче меди.

Еще одна проблема – качество литья. Насколько хорошо вы можете создать однородный сплав и затем отлить его, чтобы в готовом инструменте не было пустот или слабых мест из-за плохо перемешанного сплава или других дефектов? Любые подобные проблемы повлияют на надежность инструмента.

Наконец, существует большая разница в твердости металла при различных методах обработки после первоначального литья. Чаще всего металлы бывают отожженными (размягченными), отпущенными (закаленными) и закаленными.Хороший сплав инструментальной стали может быть упрочнен до твердости, вдвое (или более) превышающей твердость исходной стали.

Теперь о некоторых цифрах (сравнивать разные шкалы твердости сложно, но только для того, чтобы у вас было правильное впечатление):

1. В наиболее часто используемой шкале твердости Роквелла для стали и меди / алюминия даже не используется одна и та же шкала (есть HRC для сталей и HRB для более мягких металлов). Типичная инструментальная сталь составляет около 60 HRC, а латунь (которая тверже чистой меди) – около 70 HRB.Однако 70 HRB намного мягче, чем даже 1 HRC.
2. По шкале твердости Бринелля инструментальная сталь имеет твердость около 700, алюминий – 15, а медь – 35. И для сравнения твердость твердых пород дерева составляет от 3 до 7, поэтому ваш алюминиевый инструмент может быть лишь немного тверже, чем инструмент. дерево режет. Я представляю, как резать сосну дубовой стамеской. Самые плотные лиственные породы, вероятно, даже тверже меди (такие как Lignum Vitae).

Наконец, раз уж вы спрашиваете об инструментах для токарного станка, я был бы очень осторожен.Токарные станки прикладывают большое усилие к токарным долотам, что может вызвать катастрофический отказ, особенно если в отливке есть дефект или пустота. Инструмент может внезапно сломаться, и осколки разлетятся на большой скорости.

В конце концов, это звучит как хороший проект для опробования, но я бы начал с инструментов, которые не имеют такого высокого риска повреждения. Маркировочный нож будет хорошим началом – он позволит вам оценить способность удерживать кромку металла, с которым вы работаете, и будет довольно безопасным, если инструмент внезапно сломается.Затем я бы перешел к маленьким ручным долотам (не для токарных работ), а затем продвинулся бы дальше, если результаты были удовлетворительными.

.