Сплав меди и – Медь и ее сплавы | Учебные материалы

alexxlab | 20.03.2020 | 0 | Разное

Медные сплавы: маркировка, применение, свойства, характеристика

Медные сплавы – продукция металлургического производства, процесс изготовления которой человечество освоило с давних времён. Первый медный сплав – сплав меди с оловом – дал начало целой технологической эпохе истории цивилизации, получившей название «бронзовый век».

Медь

Мягкий, пластичный металл розовато-золотистого цвета. Его красота издревле привлекала человека, поэтому первыми изделиями из меди были украшения.

В присутствии кислорода медные слитки и изделия из меди приобретают красновато-жёлтый оттенок за счёт образования плёнки из оксидов. Во влажной среде в присутствии углекислого газа медь становится зеленоватой.

Медь имеет высокие показатели теплопроводности и электропроводности, что обеспечивает ей использование в электротехнике. Не меняет свойств в значительном диапазоне температур от очень низких до очень высоких. Не магнитная.

 

 

В природе залежи медной руды чаще, чем других металлов, находятся на поверхности. Это позволяет вести добычу открытым способом. Встречаются крупные медные самородки с высокой чистотой меди и медные жилы. Помимо этого медь получают из таких соединений:

  • медный колчедан,
  • халькозин,
  • борнит,
  • ковеллин,
  • куприт,
  • азурит,
  • малахит.

Медные сплавы, их свойства, характеристики, марки

Изготовление медных сплавов позволяет улучшить свойства меди, не теряя основных преимуществ данного металла, а также получить дополнительные полезные свойства.

К медным сплавам относят: бронзу, латунь и медно-никелевые сплавы.

Бронза

Сплав меди с оловом. Однако, с развитием технологий появились также бронзы, в которых вместо олова в состав сплава вводятся алюминий, кремний, бериллий и свинец.

 

Бронзы твёрже меди. У них более высокие показатели прочности. Они лучше поддаются обработке металла давлением, прежде всего, ковке.

Маркировка бронз производится буквенно-цифровыми кодами, где первыми стоят буквы Бр, означающими собственно бронзу. Добавочные буквы означают легирующие элементы, а цифры после букв показывают процентное содержание таких элементов в сплаве.

Буквенные обозначения легирующих элементов бронз:

  • А – алюминий,
  • Б – бериллий,
  • Ж – железо,
  • К – кремний,
  • Мц – марганец,
  • Н – никель,
  • О – олово,
  • С – свинец,
  • Ц – цинк,
  • Ф – фосфор.

Пример маркировки оловянистой бронзы: БрО10С12Н3. Расшифровывается как «бронза оловянистая с содержанием олова до 10%, свинца – до 12%, никеля – до 3%».

Пример расшифровки алюминиевой бронзы: БрАЖ9-4. Расшифровывается как «бронза алюминиевая с содержанием алюминия до 9% и железа до 4%».

Латунь

Это сплав меди с цинком. Кроме цинка содержит и иные легирующие добавки, также и олово.

Латуни – коррозионно устойчивые сплавы. Обладают антифрикционными свойствами, позволяющими противостоять вибрациям. У них высокие показатели жидкотекучести, что даёт изделиям из них высокую степень устойчивости к тяжёлым нагрузкам. В отливках латуни практически не образуются ликвационные области, поэтому изделия обладают равномерной структурой и плотностью.

 

 

Маркируются латуни набором буквенно-цифровых кодов, где первой всегда стоит буква Л, означающая собственно латунь. Далее следует цифровой указатель процентного содержания меди в латуни. Остальные буквы и цифры показывают содержание легирующих элементов в процентном соотношении. В латунях используются те же буквенные обозначения легирующих элементов, что и в бронзах.

Пример маркировки латуни двойной: Л85. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 85%, остальное – цинк».

Пример маркировки латуни многокомпонентной: ЛМцА57-3-1. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 57%, марганца – до 3%, алюминия – до 1%, остальное – цинк».

Медно-никелевые сплавы

  • Мельхиор -  сплав меди и никеля. В качестве добавок в сплаве могут присутствовать железо и марганец. Частные случаи технических сплавов на основе меди и никеля:
  • Нейзильбер – дополнительно содержит цинк,
  • Константан – дополнительно содержит марганец.

У мельхиора высокая коррозионная устойчивость. Он хорошо поддаётся любым видам механической обработки. Немагнитен. Имеет приятный серебристый цвет.

Благодаря своим свойствам мельхиор является, прежде всего, декоративно-прикладным материалом. Из него изготавливают украшения и сувениры. В декоративных целях является отличным заменителем серебра.

Выпускается 2 марки мельхиора:

  • МНЖМц – сплав меди с никелем, железом и марганцем;
  • МН19 – сплав меди и никеля.

Область применения сплавов меди

Медь обладает невысоким удельным сопротивлением. Это свойство обеспечило меди широкое применение в электротехнической промышленности. Из меди изготавливаются проводники, провода, кабели. Медь используется при изготовлении печатных плат различных электронных устройств. Медные провода используются в электрических двигателях и трансформаторах.

У меди высокая теплопроводность. Это обеспечивает ей применение при изготовлении охладительных и отопительных радиаторов, кондиционеров, кулеров.

Прочность и коррозиоустойчивость меди послужили основанием для изготовления из неё труб, находящих значительную сферу применения: в водопроводных, газовых и отопительных системах, в охладительном оборудовании, в кондиционировании.

В строительстве медь применяется при изготовлении крыш и фасадных деталей зданий.

Бактерицидные особенности меди дают ей возможность использования в медицинских заведениях как дезинфицирующего материала: при изготовлении деталей интерьера, которых люди касаются больше всего – дверных ручек, перил, поручней, бортиков кроватей и т.п.

Медные сплавы имеют не меньшую сферу применения.

Бронзы (по маркам) применяются при производстве деталей машин: паровой и водяной арматуры, элементов ответственного назначения, подшипников, втулок. Оловянистые деформируемые бронзы используют для производства сеток, используемых в целлюлозно-бумажной промышленности.

Латуни (по маркам) находят применение при производстве деталей машин в области теплотехники и химической аппаратуры. Из них изготавливают различные змеевики и сильфоны. В автомобилестроении латуни используют для изготовления конденсаторных труб, патрубков, метизов. В судостроении и авиастроении латуни также используются для изготовления деталей, конденсаторных труб, метизов. Из латуней изготавливаются детали часовых механизмов, полиграфические матрицы.

Мельхиор МНЖМц используется для производства конденсаторных трубок морских судов, работающих в наиболее тяжёлых условиях. Мельхиор МН19 используется для изготовления медицинских инструментов, монет, украшений, столовых приборов.

Источники меди для вторсырья

Экономия ресурсов – важная экологическая и технологическая задача. Медь – слишком ценный элемент, чтобы запросто им разбрасываться. Поэтому при утилизации бытовых устройств и приборов (телевизоров, холодильников, компьютерной техники) нужно срезать все медь содержащие элементы и сдавать их на пункты сбора вторсырья. На производствах должен быть организован централизованный сбор списанных силовых кабелей и трансформаторов, электродвигателей, прочих медь содержащих деталей и устройств. Определённое содержание меди есть в испорченных люминесцентных лампах, что тоже стоит учитывать при утилизации.

Медь и медные сплавы, освоенные человечеством на самой заре цивилизации, остаются востребованными материалами и в технологическую эпоху, основу которой составляет железо. Современное промышленное производство невозможно себе представить без использования цветных металлов. В дальнейшем потребность в меди её сплавах будет только расти, поэтому очень важно относиться к данным материалам экономно и использовать их рационально.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

prompriem.ru

Сплавы меди: названия, состав, химические и физические свойства

Сплавы меди — это соединение цветного металла с некоторыми элементами таблицы Менделеева. В процессе их формирования атомы кристаллической решетки меди замещаются атомами другого вещества. В результате образовывается новое твердое соединение. Каждое из них обладает своими физическими и химическими показателями.

Чаще всего, на основе меди получают бронзу и латунь, путем добавления цинка и олова. Новые соединения снижают цену основного металла, улучшая некоторые параметры. Идет повышение пластичности и коррозионной стойкости. Это дает возможность использовать их в некоторых отраслях промышленности.

Исторический ракурс

Согласно историческим данным, первый медный сплав появился к 7 тыс. до н.э. Позже в качестве добавки стало использоваться олово. В это время, именуемое бронзовым веком, из такого материала изготавливалось оружие, зеркала, посуда и украшения.

Технология производства менялась. Появились добавки в виде мышьяка, свинца, цинка и железа. Все зависело от требований, предъявляемых к предмету. Материал для украшений нуждался в особом подходе. Состав сплава состоял из меди, олова и свинца.

Начиная с 8 в. до н. э. в Малой Азии была разработана технология получения латуни. В это время еще не научились добывать чистый цинк. Поэтому в качестве сырья использовалась его руда. С течением времени производство медных сплавов постоянно расширялось и до сих пор находится на первых местах.

Сплавы химического элемента меди

Медь, в соединении с другими металлами, образует сплавы с новыми свойствами. В качестве основных добавок используются олово, никель или свинец. Каждый вид соединения обладает особыми характеристиками. Отдельно медь используется редко, поскольку у нее невысокая твердость.

Немного о бронзе

Бронза — название сплава меди и олова. Также в состав соединения входит кремний, свинец, алюминий, марганец, бериллий. У полученного материала показатели прочности выше, чем у меди. Он обладает антикоррозионными свойствами.

С целью улучшения характеристик в сплав добавляются легирующие элементы: титан, цинк, никель, железо, фосфор.

Существует несколько разновидностей бронзы:

  1. Деформируемые. Количество олова не превышает 6%. Благодаря этому, металл обладает хорошей пластичностью и поддается обработке давлением.
  2. Литейные. Высокая прочность позволяет использовать материал для работы в сложных условиях.

Сплав никель и медь

В этом соединении используется медь и никель. Если к этой паре добавляются другие элементы, соединения носят такие названия:

  1. Куниали. К 6–13% никеля еще добавляется 1,5–3% алюминия. Остальное медь.
  2. Нейзильбер. Содержит 20% цинка и 15% хрома.
  3. Мельхиор. Присутствует 1% марганца.
  4. Копелем. Сплав с содержанием 0,5% марганца.

Латунь

Это сплав меди с цинком. Колебание количественного содержания цинка влечет за собой изменение характеристик и цвета сплава.

Кроме этих 2 основных элементов в сплаве содержатся легирующие добавки. Их показатель составляет небольшой процент.

Латунь обладает высокими прочностными характеристиками, пластичностью и способностью противостоять коррозии. Также характеризуется немагнитными свойствами.

Физические и химические свойства сплавов

Химический состав и механические свойства медных сплавов обеспечивают им не только прочность, но и хорошую электро- и теплопроводность. Особенно это относится к латуни.

Все медные сплавы характеризуются хорошими антифрикционными свойствами. Отдельно стоит отметить бронзу.

Благодаря хорошим антифрикционным свойствам бронзы, материал идет на изготовление втулок в качестве подшипников скольжения. Такое изделие не требует смазки, поскольку с внутреннего диаметра, по которому идет скольжение, сминаются все шероховатости. Именно это и является источником смазки. Установка таких подшипников ведется даже на высокоточном оборудовании — координатно-расточных и координатно-шлифовальных станках.

Температура плавления меди без добавок составляет 1083 градуса. В зависимости от количества добавления цинка и олова, этот показатель меняется. Величина температуры плавления латуни составляет 900–1050 градусов, а бронзы — 930–1140 градусов.

Коррозионные свойства медных сплавов отличаются стойкостью. Связано это с тем, что медь не активный элемент. Особенно не корродируют полированные поверхности.

Коррозионная стойкость медных соединений проявляется в пресной воде и ухудшается в присутствии кислоты, которая препятствует образованию защитной оболочки.

Применение сплавов

Благодаря своим свойствам медь и ее сплавы нашли применение не только в промышленности, но и ювелирном деле.

Соединения меди также используются для изготовления следующих изделий:

  • проволоки, благодаря хорошей электропроводности,
  • труб, материал которых не вступает в реакцию с водой,
  • посуды, в которой не развиваются бактерии,
  • кровли для крыши, служащей длительное время,
  • в качестве фурнитуры для мебели.

Основные сплавы на основе меди — латунь и бронза. Их процесс производства следующий:

  1. Латунь. Предварительно идет плавка меди. Затем цинк разогревается до 100 градусов и добавка его ведется на конечной стадии получения латуни. В качестве источника тепла используется древесный уголь.
  2. Бронза. Для ее производства применяются индукционные установки. Сначала плавится медь, а потом добавляется олово.

В обоих случаях формируются слитки, поступающие в прокатный цех, где происходит их обработка давлением в горячем и холодном виде.

Плавление меди в домашних условиях

Чтобы получить сплав меди в домашних условиях, нужно изготовить самодельное оборудование для плавления. Процесс проводится следующим образом:

  1. Изготавливается из силикатного кирпича опора.
  2. Сверху укладывается сетка из металла с мелкими ячейками.
  3. Насыпается уголь и разогревается газовой горелкой. Чтобы огонь разгорелся лучше, направляется струя воздуха из пылесоса.
  4. На огонь ставится тигель с мелкими кусочками металла.
  5. По окончании процесса жидкий металл сливается в форму.


Физические свойства медных сплавов сделали их незаменимыми во многих сферах хозяйственной деятельности. Без них не обойдется самолетостроение и судостроение. Нельзя представить без такого металла и часовые механизмы. Любая конструкция, в которой имеются работающие в паре детали, нуждается в антифрикционном материале.

Загрузка...

xn----ntbhhmr6g.xn--p1ai

Медные сплавы и их свойства

Основными достоинствами медных сплавов являются высокая коррозионная стойкость в паровоздушной среде, обычной и морской воде, а также хорошие антифрикционные свойства, связанные с низкими значениями коэффициента трения. Кроме того, эти сплавы имеют сравнительно высокие механические свойства, хорошо обрабатываются резанием. Однако медь — дефицитный и дорогой металл, поэтому сплавы на ее основе значительно дороже чугуна и стали.

Самыми распространенными медными сплавами являются бронзы и латуни, обозначаемые в марках этих сплавов соответственно буквами Бр и Л. Содержащиеся в бронзах и латунях легирующие элементы обозначаются начальными буквами их наименований: О — олово, А — алюминий, Ц — цинк, Н — никель, Ж—железо. После буквы следует цифра, указывающая среднее содержание данного элемента в сплаве (% мае.). Так, маркой Бр05Ц5С5 обозначают бронзу, содержащую по 5% олова, цинка и свинца, остальное—85% медь.

Бронзы — это сплавы меди с оловом (оловянные), а также с алюминием, марганцем, железом, свинцом и другими элементами (безоловянные). Оловянные бронзы применяют для литья антифрикционных деталей (подшипников, втулок и др.), а также арматуры и деталей, работающих в пресной и морской воде, в паровоздушной атмосфере и маслах в условиях повышенного давления. Оловянные бронзы (ГОСТ 613—79) обладают хорошими литейными свойствами, что позволяет получать сложные по конфигурации отливки. Однако недостаточная прочность, высокая стоимость и дефицитность олова ограничивают их применение.

Безоловянные бронзы (ГОСТ 493—79), используемые как заменители оловянных, не содержат олова и в зависимости от основного легирующего элемента их подразделяют на алюминиевые, свинцовые и др. Они отличаются повышенными механическими, коррозионными и антифрикционными свойствами. Однако литейные свойства их значительно хуже, обладают большой (до 2,2%) усадкой, склонны к окислению и трещинообразованию.

Наиболее широко применяют алюминиевые бронзы для изготовления тяжелонагруженных деталей ответственного назначения с повышенными антифрикционными свойствами: червячных шестерен, втулок, вкладышей (БрА10ЖЗМц2Л) или деталей, работающих в условиях повышенной коррозии, в морской воде, нефти (БрА10Ж4Н4Л), а также для литья различной ответственной арматуры (БрА10Мц2Л).

Латуни — этой сплавы меди с цинком. Латуни подразделяют по составу на двойные (простые) и специальные, содержащие добавки Fe, Mn, Ni, Si, Sn, Pb, повышающие их механические и эксплуатационные свойства. В зависимости от содержания основного легирующего элемента (кроме Zn) латуни называют (ГОСТ 17711—80) свинцовыми, алюминиевыми, кремнистыми и т. п.

Латуни обладают повышенной коррозионной стойкостью, что позволяет использовать их для изготовления деталей и арматуры, работающих в условиях агрессивных сред, например в морской воде (ЛЦ16К4, ЛЦ40МцЗЖ), ответственных деталей, работающих при высоких нагрузках (ЛЦ23А6ЖЗМц2), а также при повышенных давлениях и как антифрикционный материал (ЛЦ38Мц2С2).

Латуни имеют удовлетворительные литейные свойства. Отливки из них получаются плотными с небольшой пористостью и значительной сосредоточенной усадочной раковиной. Усадка латуней выше, чем у оловянных бронз, и примерно такая же, как у алюминиевых бронз — 1,6—2,1%.

www.stroitelstvo-new.ru

8.2. Медь и ее сплавы

Медь и ее сплавы находят широкое применение в электротехнике, электронике, приборостроении, двигателестроении. По объему производства стоит на втором месте после алюминия. 50% меди потребляется электротехнической промышленностью.

Медь обладает ценными техническими и технологическими свойствами: высокими тепло- и электропроводностью, достаточной коррозионной стойкостью, хорошо обрабатывается давлением, сваривается всеми видами сварки, легко поддается пайке, прекрасно полируется. У чистой меди небольшая прочность и высокая пластичность.

Недостатками меди является ее высокая стоимость, значительная плотность 8,94 г/см3, большая усадка при литье, горячеломкость, сложность обработки резанием. Обладает ГЦК решеткой, не имеет полиморфизма. Температура плавления 1083 С.

Сплавы меди с цинком называют латунями. За исключением сплавов с никелем, все другие ее сплавы называют бронзами.

Латуни

Латуни подразделяют на деформируемые и литейные в зависимости от технологии получения полуфабрикатов и изделий.

Деформируемые латуни обозначают буквой Л и цифрой, указывающей массовое содержание меди в сплаве в процентах (например Л96, Л63). Если латунь легирована наряду с цинком другими элементами, то после буквы Л ставят условное обозначение этих элементов: С – свинец, О – олово, Ж-железо, А – алюминий, К- кремний, Мц – марганец, Н – никель.

Числа после букв показывают массовое содержание меди и последующих легирующих элементов, кроме цинка. Цинк – остальное. Например, ЛАН-59-3-2 содержит 59% меди, 3% алюминия, 2% никеля, остальное – цинк.

Маркировка литейных латуней начинается также с буквы Л. После буквенного обозначения основного легирующего элемента (цинка) и каждого последующего (как в сталях) ставится цифра, указывающая его усредненное содержание в сплаве. Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2 содержит…

При содержании цинка до 39% сплавы являются однофазными α – твердыми растворами цинка в меди. Количество цинка свыше 39% приводит к выделению из твердого раствора электронного соединения CuZn. В технике применяют латуни, содержащие до 45…50% цинка, поскольку при дальнейшем увеличении цинка в сплаве прочность латуни уменьшается, а хрупкость увеличивается.

По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, твердостью, коррозионной стойкостью и жидкотекучестью. Однофазные α - латуни хорошо воспринимают холодную и горячую пластическую деформацию. Двухфазные латуни подвергаются только горячей пластической деформации.

В сложных (специальных) латунях общее содержание дополнительных легирующих компонентов обычно не превышает 9%. Многие из них (Al, Mn, Fe, Si) подобно цинку (но с более значительным эффектом) повышают прочность и твердость латуни, однако уменьшают ее пластичность.

Применяемые α – латуни (Л96, Л90) обладают высокой пластичностью, теплопроводностью и коррозионной стойкостью. С повышением содержания цинка в α – латунях достигается более высокая прочность, но снижается коррозионная стойкость. Эти латуни лучше обрабатываются резанием.

Специальные латуни, легированные железом или особенно оловом (ЛО70-1) отличаются высокой коррозионной стойкостью в условиях воздействия атмосферных явлений, а также в пресной и морской воде.

«Автоматная» латунь ЛС70-1, обладая сыпучей стружкой, используется для изготовления деталей на станках автоматах.

Структура и свойства (α+β1) латуней изменяются в зависимости от скорости охлаждения после отжига, что обусловлено протеканием процессов рекристаллизации и фазовых превращений. Так, быстрое охлаждение обеспечивает повышение твердости латуни, а медленное – пластичность.

Литейные латуни. Используют для фасонного литья. В основном применяют сложнолегированные сплавы. Жидкотекучесть повышает олово (до 2,5%). Алюминий и кремний (в отдельности) повышают жидкотекучесть двойных латуней.

Для литья втулок и сепараторов шариковых и роликовых подшипников используют свинцовую латунь ЛЦ40С.

Бронзы

Маркируют бронзы буквами Бр; затем буквами последовательно указывают легирующие элементы и в конце их содержание в сплаве. Например, БрОФ6,5-0,4 содержит 6,5% олова и 0,4% фосора, медь - остальное.

Оловянные бронзы по структуре бывают однофазными (α-раствор олова в меди) и двухфазными, состоящими из α и δ (Cu31Sn8) - фаз . Обычно δ – фаза выделяется при содержании олова, большим чем 7…9%. Она повышает твердость и хрупкость бронз.

Деформируемые оловянные бронзы имеют однофазную структуру, поскольку содержат до 7% олова. Их дополнительно легируют фосфором (до 0,4%), цинком (до 4%), и свинцом (до 2,5%).

Эти бронзы имеют большое сопротивление усталости. Из них изготавливают пружины и мембраны. По усталосным характенристикам они уступают лишь бериллиевой бронзе.

Литейные оловянные бронзы имеют двухфазную структуру, по сравнению с деформируемыми содержат большее количество легирующих элементов (цинка, свинца, фосфора). Для них характерна высокая жидкотекучесть, но малая усадка.

Оловянные бронзы коррозионностойки и обладают высокими антифрикционными свойствами.

В промышленности применяют бронзы с содержанием олова до 12…12%, из за возрастающей хрупкости.

Алюминиевые бронзы могут быть как двойными (например БрА5), так и дополнительно легированными никелем, марганцем, железом. Содержащие до 4…5% Al бронзы характеризуются высокой пластичностью. При ускоренном охлаждении сплавов с 6…8% Al в структуре появляется твердая, хрупкая фракция. Никель и железо повышают механические свойства бронз и их износостойкость. Алюминиевые бронзы хорошщо пластически деформируются как в холодном, так и в горячем состоянии, коррозионностойки, обладают высокими механическими свойствами. Они имеют хорошие литейные свойства, но образуется усадочная раковина.

Кремнистые бронзы характеризуются хорошей прочностью и пластичностью. Сплавы свариваются. Подвергаются пайке.

Бериллиевые бронзы обладают высокими механическими (в частности упругими) свойствами, стойкостью против коррозии, хорошо свариваются. Упрочняются закалкой со старением.

После закалки бронза имеет высокую пластичность (δ = 30…40%) , невысокую прочность (450…560 МПа) и может подвергаться пластической деформации в закаленном состоянии. После закалки имеетвысокую прочность (σ = 1300МПа), но очень низкой пластичностью.

Хромовые бронзы (БрХ0,5) обладают высокими механическими свойствами, хорошей электро- и теплопроводностью. Содержат до 0,2% серебра. Серебро повышает механические свойства и температуру рекристаллизации . Упрочняются закалкой с 950 в воде, с последующим старением 400 С ,6 часов.

Области применения сплавов меди

Из высокотехнологичных латуней получают изделия глубокой вытяжкой (радиаторные трубки, сильфоны, гибкие шланги).

Латуни содержащие свинец используют при работе в условиях трения (например часовых механизмах, различных приборах).

Оловянистые бронзы применяют для литья художественных изделий. При дополнительном легировании фосфором, работают на трение.

Алюминиевые бронзы используются в качестве заменителей оловянных. Высокопрочные алюминиевые бронзы идут на изготовление шестерен, втулок, подшипников, пружин, деталей электрооборудования.

Из бериллиевой бронзы делают детали точного приборостроения, упругие элементы электронных приборов, мембраны.

Для менее ответственных деталей используют кремнистые бронзы.

Хромовые и циркониевые бронзы применяют в двигателестроении.

studfiles.net

Сплавы на основе меди

Для работы установок требуется электрический ток и сжатый воздух

 

Медь выступает вторым по важности цветным металлом после алюминия. Она обладает такими свойствами:

  • Крайне высокая пластичность даже при комнатной температуре;
  • Отличная электропроводность, этот показатель выше только у серебра;
  • Высокая теплопроводность;
  • Низкая химическая активность;
  • Очень низкая твердость.

По своей твердости чистая медь значительно уступает не только конструкционным сталям, но и многим цветным металлам. Термическая обработка не способна существенно увеличить её твердость. Учитывая высокую цену меди, её не используют в чистом виде в качестве конструкционного материала. Повышение прочности меди достигается добавлением к ней других металлов.

Основные сферы использования меди связаны с её высокой электропроводностью и теплопроводностью. Для производства деталей применяются сплавы, в которых установлено общее содержание меди и серебра на уровне 99,5-99,9%. Отсутствие нормы серебра во многих сплавах связано с тем, что этот металл не ухудшает свойства сплава, а только повышает их. Также серебро в небольших количествах встречается в медной руде, а близкие химические и физические свойства этих металлов усложняют их разделение.

Наиболее чистая медь представлена маркой М00, в которой содержится не менее 99,96% меди. Изделия из этой марки для наиболее ответственных проводников тока – высоковольтных кабелей на электростанциях и крупных энергетических объектах.

Изделия из латуни

Латунь является сплавом меди с цинком, где содержание последнего составляет 5-45%. Если содержание цинка находится в пределах 5-20%, то такую латунь называют красной, а при большем количестве – желтой. Латунь с содержанием цинка менее 39% при комнатной температуре состоит только из одной фазы – твердого раствора цинка в меди. При большем содержании цинка образуется вторая фаза, которая отличается твердостью и хрупкостью по сравнению с первой. Если содержание цинка превышает 45%, то прочность сплава снижается. Поэтому изделия, от которых требуется прочность, выполняются из двухфазных латуней, а однофазные сплавы используют для пластичных деталей.

Введение цинка в состав сплава способствует повышению таких показателей материала:

  • Твердость и прочность;
  • Способность к обработке режущим инструментом;
  • Коррозионная стойкость;
  • Антифрикционные свойства.

В зависимости от назначения латунь делится на литейную и деформируемую. Из деформируемых материалов наилучшими свойствами обладает латунь марки Л68. Из неё можно производить детали, которые требуют для изготовления глубокой вытяжки – одной из наиболее сложной операции в листовой штамповке. Эта операция является основной для получения гильз и аналогичных деталей.

Бронзовая продукция

Под названием «бронза» подразумевается обширная группа сплавов с различным составом и характеристиками. Основная часть бронз получается сплавлением меди и олова. В таких сплавах содержание олова находится не ниже, чем на уровне 6%. Добавка олова обеспечивает сплаву твердость и пластичность.

Из безоловянных бронз наиболее значимыми являются бериллиевые и алюминиевые. Сплавы меди и бериллия обладают высокой прочностью. Алюминиевые бронзы несколько уступают им по прочности, но превосходят по коррозионной стойкости.

Многие марки бронзы характеризуются хорошими антифрикционными свойствами. Поэтому они используются для элементов подшипников скольжения, гаек, червячных колес и других узлов. Часто из них выполняются небольшие детали, которые при превышении нагрузки на узел выходят из строя, поскольку бронза обладает меньшей прочностью по сравнению со сталью. Этот конструкционный прием позволяет сохранить более крупные и ценные стальные элементы узлов.

Прочие сплавы меди

Помимо популярных латуни и бронзы, существует множество других сплавов на основе меди. Наиболее используемыми выступают мельхиор и нейзильбер. Оба эти сплава получаются из меди и никеля, однако, в разных количествах. Мельхиор содержит до 30% никеля, а нейзильбер – до 35%, помимо этого, нейзильбер может включать до 45% цинка. Дополнительными компонентами этих сплавов выступают железо и марганец. Сплав, в котором преобладает никель над медью, называют монелью. Сплавы никеля и меди используются в электротехнике, производстве посуды и столовых приборов, ювелирных украшений и медицинских инструментов.

Медь сплавляется со многими цветными металлами. Существуют сплавы с хромом, цирконием, магнием, кадмием и пр. Они ограниченно используются для конструкционных задач, чаще их применение связано с особыми свойствами. Значительная часть медных сплавов используется в электротехнике. Медь добавляется во многие пробы сплавов драгоценных металлов.

Медь также используется как легирующий компонент для конструкционных сталей. В небольших количествах медь присутствует во многих сталях, она немного повышает стойкость сплава к коррозии. В количествах более 1% она присутствует в коррозионно-стойких и литейных сталях. Также она добавляется в некоторые марки чугуна.

samara-metall.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *