Сплав медь с цинком – Сплав меди с цинком – как называется такой состав? + Видео

alexxlab | 15.10.2019 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

сплав меди и цинка. Основные свойтва, состав и области применения

Латунь – один из самых востребованных и широко применяемых материалов. Из него делают сантехнические и строительные детали, ювелирные украшения и изысканные предметы декора. По своему составу это сплав меди и цинка, с различными примесями других элементов. Компоненты латуни влияют на ее характеристики и определяют сферы, в которых она используется. Давайте узнаем, какой она бывает.

Сплав меди

Медь – мягкий красно-розовый металл, обладающий хорошей теплопроводностью, пластичностью, ковкостью и устойчивостью к окислению на воздухе. Но из-за ряда недостатков ее редко применяют в чистом виде и, как правило, легируют другими металлами.

Сплав меди и цинка позволяет получить материал латунь, который хорошо обрабатывается резкой, обладает высокой механической прочностью и способностью к литью. Он дешевле и универсальнее в использовании, а также является вторым по распространенности после бронзы.

Латунь на 55-95 % состоит из меди и 5 %-45 % – из цинка. Если в нее входят только два этих компонента, то она называется простой, или двойной. Латунь, в которую входят и другие легирующие элементы, является многокомпонентной, или же специальной.

В зависимости от химического состава, сплав бывает разных оттенков – от темно-желтого до желто-красного и белого. В любом случае он обладает хорошей жидкотекучестью, незначительной усадкой и ликвацией, хорошо поддается прокатке, ковке и другим видам обработки. Его устойчивость к коррозии выше, чем у чистой меди, но электропроводность несколько ниже. Температуры плавления тоже сильно зависят от состава и колеблются в пределах 880-950 градусов Цельсия.

Латунь готовят в низкочастотных индукционных печах. Для начала разогревают медь до красного каления, а затем опускают в нее твердый цинк. Чтобы приготовить специальный сплав цинка и меди, куски других металлов также добавляют во вторую очередь, после основного компонента.

Соотношение меди и цинка

Существует больше 30 разновидностей латуни. Их характеристики могут очень сильно отличаться, в зависимости от состава и пропорций элементов конкретного сплава. Основным компонентом всегда является медь. Чем ее больше, тем пластичнее латунь и выше ее способность проводить тепло и электричество. С увеличением количества цинка сплав становится тверже и прочнее, но его пластичность теряется. Когда его содержание превышает 45 %, латунь становится хрупкой и легко разрушается при обработке.

Наиболее пластичные сплавы состоят из меди и цинка в соотношении 70 %/30 %, 69 %/31 % или 68 %/32 %. Когда количество меди доходит до 88-97 %, а цинка – до 10 %, такая смесь называется томпак. Для нее характерны высокие антифрикционные, свойства, хорошая пластичность и устойчивость к окислению на воздухе. Сплавы, где цинк составляет 10-30 %, называются полутомпаками.

Легирование латуни

Нередко простой сплав меди и цинка содержит незначительные примеси других элементов. Однако их количество очень мало, поэтому на его характеристиках это не отображается. Но бывает, что другие компоненты добавляют в сплав специально, чтобы изменить его свойства сделать более подходящим для определенных видов обработки.

Легирующими элементами латуни, как правило, являются алюминий, железо, олово, марганец, никель, свинец, а их содержание колеблется от 0,5 % до 3 %. В составе с никелем, сплав меди и цинка становится очень светлым и приобретает значительную устойчивость к повышенной влажности. Олово делает его стойким к действию соленой воды и позволяет использовать в море или океане. Благодаря свинцу он хорошо поддается резке, образуя ровную, очень хрупкую стружку, но становится менее пластичным. Кремний делает сплав менее твердым и прочным, но зато повышает его антифрикционные свойства.

Маркировка

Все изделия из сплава меди и цинка обладают маркировкой, которая помогает определить его состав. Ее принцип довольно прост: буквы обозначают присутствующие элементы, а цифры – их процентное содержание.

Абсолютно всегда первой стоит заглавная буква «Л», сообщающая о том, что этот сплав – латунь. Если состав двухкомпонентный, то далее следует только одно число, обозначающее количество меди. Содержание же цинка в таком случае определяется по остатку от 100 %.

В многокомпонентном сплаве после буквы «Л» следуют буквы легирующих элементов. Дальше идут числа: первое указывает на количество меди, а остальные, через дефис, показывают содержание других компонентов, в том же порядке, в каком расположены буквы.

Применение

Несколько веков назад торговцы успешно выдавали латунь за настоящее золото, продавая украшения из нее. Сегодня спектр ее применения гораздо шире. Благодаря красивому грязно-желтому оттенку она смотрится очень выгодно и даже благородно, поэтому из нее изготавливают бижутерию, предметы декора, различные сувениры, светильники, умывальники и тазы в ванную, консоли, дверные ручки.

Сплавы меди и цинка марки Л62 и Л68 по своим механическим свойствам очень близки к золоту, поэтому их используют в ювелирном деле для тренировки. Из томпаков делают медали и различные награды, сверху покрывая их слоем золота. Они также подходят для музыкальных духовых инструментов, изготовления деталей для часовых механизмов и фурнитуры. В составе со сталью или редкими металлами из них получают биметаллические изделия.

В промышленности латунь применяется для штуцеров, радиаторных трубок, втулок генераторов, краников и других деталей, которые используются в автомобилестроении. В виде листов, проволок, кругов и прутков она также применяется в полиграфии, приборостроении, производстве станков и электротехники.

www.nastroy.net

Медно-цинковый сплав Википедия

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк как химический элемент был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры^[1]^[2]. Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем^[3], то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297)^[4]^[5]. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. Однако в самой Римской империи до завоевания Британии в I веке н. э. латунь не производилась, поскольку у римлян не было доступа к источникам цинка (которые появились и стали разрабатываться только после образования провинции Британия в составе империи), до этого цинк мог только ввозиться эллинскими и римскими торговцами, собственной его добычи в континентальной Европе и Средиземноморье не было

[6].

Физические свойства

Плотность — 8500—8700 кг/м³.
Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг⁻¹·K⁻¹.
Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)⋅10⁻⁶ Ом·м .
Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается различными видами сварки, в том числе газовой и дуговой в среде защитных газов, и прокатывается. Технологии сварки латуни описаны в соответствующей литературе. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.

Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки, что облегчает её резку^[7].

Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu

5Zn₈.

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

Содержание цинка в меди оказывает влияние на механические свойства отожжённых латуней.

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале температур 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т. д.

Порядок маркировки

Принята следующая маркировка. Латунный сплав обозначают буквой «Л», после чего следуют буквы основных элементов, образующих сплав. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы «Л» указывают среднее содержание меди в процентах. Например, Л70 — латунь, содержащая 70 % Cu. В случае легированных деформируемых латуней указывают ещё буквы и цифры, обозначающие название и количество легирующего элемента, ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % Cu, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом (Ж) в количестве 1 %. Содержание Zn определяется по разности от 100 %. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц).

Применение

Общая мировая потребность в цинке для изготовления латуни составляет в настоящее время около 2,1 млн т. При этом в производстве используется 1 млн т. первичного цинка, 600 тыс. т. цинка, полученного из отходов собственного производства, и 0,5 млн т вторичного сырья^{[источник не указан 333 дня]}. Таким образом, более 50% цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов. Технические латуни содержат обычно до 48-50% цинка. В зависимости от содержания цинка различают альфа-латуни и альфа+бета-латуни. Однофазные альфа-латуни (до 35% цинка) хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. В свою очередь двухфазные альфа+бета-латуни (до 47- 50% цинка) малопластичны в холодном состоянии. Их обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области альфа- или альфа+бета-фаз. По сравнению с альфа-латунью двухфазные латуни обладают большей прочностью и износостойкостью при меньшей пластичности. Двойные латуни нередко легируют алюминием, железом, магнием, свинцом или другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Легирующие элементы (кроме свинца) увеличивают прочность (твёрдость), но уменьшают пластичность латуни. Содержание в латуни свинца (до 4%) облегчает обработку резанием и улучшает антифрикционные свойства. Алюминий, цинк, кремний и никель увеличивают коррозионную стойкость латуни. Добавление в латунь железа, никеля и магния повышает её прочность.

Деформируемые латуни

Томпак (фр. tombac, от малайск. tambaga — медь) — Двойные латуни, содержащие до 20 % Zn, называются томпаком (латуни, содержащие 14—20 % Zn — полутомпаком) (http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/lat). Обладает высокой пластичностью, антикоррозионными и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью. Его применяют для изготовления биметалла ” сталь-латунь “. Благодаря золотистому цвету, томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.

Марка	Область применения
Двойные деформируемые латуни
Л96, Л90	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70	Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68	Большинство штампованных изделий
Л63	Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60	Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка	Область применения
ЛА77-2	Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1	Детали морских судов.
ЛАН59-3-2	Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1	Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5	Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2	Гайки, болты, арматура, детали машин, советская разменная монета образца 1958 г., номиналом 1-5 копеек.
ЛМцА57-3-1	Детали морских и речных судов
ЛO90-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3	Детали часов, втулки
ЛС74-3	Детали часов, втулки
ЛС64-2	Полиграфические матрицы
ЛС60-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1	Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3	Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05	Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5	Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

Коррозионно стойкие,
обычно с хорошими антифрикционными свойствами
хорошие механические, технологические свойства
хорошая жидкотекучесть
малая склонность к ликвации

Марка	Область применения
Литейные латуни
ЛЦ16К4	Детали арматуры
ЛЦ23А6ЖЗМц2	Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛЦЗОАЗ	Коррозионно-стойкие детали
ЛЦ40С	Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники
ЛЦ40МцЗЖ	Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C
ЛЦ25С2	Штуцера гидросистемы автомобилей

Ювелирные сплавы

Вид обработки	Цвет	Наименование сплава
Ювелирные сплавы
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M67/33
литьё	зелёный	Латунь в гранулах M60/40
литьё	золотой	Латунь в гранулах M75/25
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M90

Примечания

↑ Джуа М. «История химии», перевод с итальянского Г. В. Быкова под редакцией С. А. Погодина. — Москва: Мир. Редакция литературы по химии, 1975.
↑ Цинк: история открытия элемента
↑ Галмей // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
↑ Woodcroft B. Subject-matter index (made from titles only) of patents of invention, from March 2, 1617 (14 James I.), to October 1, 1852 (16 Victoriae). — London, 1857. — P. 444.
↑ IV. Specification of Mr. Emerson’s Patent for making Brass with Copper and Spelter // The Repertory of Arts, Manufactures, and Agriculture. — London, 1796. — Vol. V. — P. 24-25.
↑ Guest, Edwin. On certain Foreign Terms, adopted by our Ancestors prior to their Settlement in the British Islands (Part II). // Proceedings of the Philological Society. — London, June 11, 1852. — Vol. 5 — No. 124 — P. 188-189.
↑ Автоматная латунь — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)

Литература

Ссылки

wikiredia.ru

Сплав меди с цинком

Сплавы меди с цинком называются латуни. Латуни содержат до 45% цинка. Различают простые и специальные латуни. В состав последних входят другие элементы, например, железо, алюминий, олово, кремний. Латуни находят разнообразное применение. Из них изготовляют трубы для конденсаторов и радиаторов, детали механизмов, в частности часовых7 Некоторые специальные латуни обладают высокой коррозионной стойкостью в морской воде и применяются в судостроении. Латунь с высоким содержанием меди – томпак – благодаря своему внешнему сходству с золотом используется для ювелирных и декоративных изделий.
Переходим к решению задачи. Обозначим за «x» г первоначальную массу сплава меди с цинком. Тогда, содержание меди в нем будет равно (x-5) г. Составим пропорцию, по которой можно вычислить первоначальное процентное содержание меди в сплаве:

;
;
.

Масса слитка, после увеличения содержания цинка в нем равна (x + 15) г. Значит масса меди в нем составит (x – 20) г. Новая пропорция будет выглядеть следующим образом:

;
;
.

По условию задачи известно, что в результате всех манипуляций процентное содержание меди уменьшилось на 30%. Тогда,

;
;
.

Таким образом, исходная масса сплава меди с цинком была равна 56,43 г.

ru.solverbook.com

сплав меди и цинка. Основные свойтва, состав и области применения :: SYL.ru

Сплав меди

Соотношение меди и цинка

Легирование латуни

Маркировка

Применение

www.syl.ru

Цинковый сплав: виды, состав, в бижутерии

Судя по археологическим находкам, сделанным на территории Индии, Китая и Греции, человечество применяет цинк для производства различных изделий примерно с 7 века. Инструменты, украшения и даже оружие изготавливались с использованием цинковых сплавов, но отделять цинк от примесей люди научились только 300 лет назад. В металлической руде содержание цинка менее 5%.

Опасные примеси цинка

Отделять цинк от примесей необходимо не только из-за их влияния на рабочие качества металла, но и потому что многие из них вредны для человека.

Чаще всего цинксодержащие руды содержат примеси следующих металлов:

олово,
кадмий,
свинец,
железо,
медь,
мышьяк,
сурьма.

Наличие большинства этих примесей делает цинковые отливки более прочными, но отрицательно сказывается на их пластичности, устойчивости к воздействию коррозии и делает их более хрупкими и ломкими.

Присутствие олова делает сплав слишком ломким;
Наличие кадмия уменьшает пластичность;
Свинец способствует растворению в кислотах;
Вкрапления железа делают сплав тверже, но делают сплав менее прочными и затрудняют процесс плавления;
Присутствие меди также делает сплав тверже, но наоборот улучшает качество литья, правда снижает пластичность и устойчивость к коррозионным воздействиям;
Наличие мышьяка делает сплав более хрупким и менее пластичным;
При нагревании цинкового сплава с примесью сурьмы происходит растрескивание кромок отливки, а также уменьшается пластичность.

Виды цинковых сплавов и их свойства

Сплавы с различными металлами: медью, магнием, алюминием, никелем легко паяются и свариваются, имеют более низкую температуру плавления и лучше льются в формы. Каждый из этих металлов по-своему влияет на свойства сплава и применяется в разных отраслях промышленности.

По своему назначению цинковые сплавы делятся на следующие виды:

Деформируемые. Примерно на 15% состоят из алюминия, на 5% из меди и менее 1% магния, по своим свойствам напоминают латунь, изготавливаются при помощи наполнительного или полунепрерывного литья с последующим получением листового или пруткового материала;
Литейные. Получаются добавлением в метал не более 3,5-4% меди и алюминия и малого количества (примерно 0,05%) магния, отличаются хорошей текучестью и не взаимодействуют с материалом литейной формы, изготавливают при помощи литья под давлением или литья в формы;
Антифрикционные. Содержат более 10% алюминия, около 5% меди и менее 0,1% магния, нашли широкое применение в изготовлении подшипников, благодаря низкому коэффициенту трения, изготавливают при помощи литья под давлением;
Припои. Применяются для пайки алюминиевых. В зависимости от марки могут включать в себя алюминий, медь, кадмий, серебро свинец и другие металлы, отличаются высокой прочностью и пластичностью, но подвержены воздействию коррозии;
Типографские. Содержат до 7,5 % алюминия, чуть менее 2 % магния и до 4,5 % меди, отличаются прочностью и хорошо льются в формы, применяются для отливки типографских шрифтов;
Протекторные. Содержат менее 1% алюминия и незначительные количества магния или кремния, хорошо сопротивляются коррозии во влажной среде, применяются в качестве защитных металлов во многих отраслях промышленности.

Среди распространенных и известных сплавов цинка:

Латунь. Сплав цинка с медью. Медь – основной компонент. В зависимости от содержания меди различают зеленую, желтую и золотистую латунь. При температуре более 300°C латунь может деформироваться. Так же существуют многокомпонентные латуни, они получаются добавлением в сплав ряда других металлов.
ЦАМ. Сплав цинка, алюминия и меди с небольшим количеством магния. Они обладают низкой температурой плавления, хорошо отливается и из них получаются более прочные изделия. Применяемая в промышленности группа медно-цинковых сплавов с добавлением магния и алюминия обозначается аббревиатурой ЦАМ. Плавятся они при относительно невысокой температуре, а следовательно хорошо льются в формы. Изделия, произведенные из сплавов группы ЦАМ, получаются намного прочнее.
Вирениум – сплав меди и цинка с небольшим добавлением никеля.

Влияние различных металлов на свойства сплава

Медно цинковые сплавы находят все большее применение в изготовлении различных промышленных изделий, а присутствие таких металлов как магний, алюминий, никель улучшают их рабочие качества.

Они легче поддаются обработке при помощи пайки и сварки, имеют более низкую температуру плавления и лучше льются в формы. Каждый из этих металлов по-своему влияет на свойства и применяется в разных отраслях промышленности.

Цинковый сплав в бижутерии вреден ли

Своим внешним видом такие ювелирные изделия напоминают благородные металлы, поэтому широкое применение они нашли в ювелирной промышленности. Их часто применяют для изготовления бижутерии. Украшения, сделанные из цинковых сплавов, смотрятся достаточно дорого, при этом, благодаря легкости обработки, просты в изготовлении.

Существует особый цинковый сплав, применяемый только для изготовления украшений, его так и называют «бижутерным», в паспорте на украшения даже ставится отметка «цинковый сплав для бижутерии».

Наиболее часто в производстве бижутерии используется латунь или томпак (золотистая латунь), он меньше подвержен воздействию коррозии, поэтому используется в процессе изготовления более дорогих украшений. Украшения из сплава меди и цинка с добавлением алюминия внешне очень похожи на серебряные.

Для изготовления украшений применяется цинк очищенный от никеля, свинца и других, опасных для человека металлов. В паспорте на такие ювелирные изделия обязательно ставится отметка об отсутствии вредных примесей в сплаве, из которого они изготовлены. Поэтому можно говорить об абсолютной безопасности таких украшений для носящих их людей.

Цинковый сплав ржавеет или нет

Для предотвращения возникновения ржавчины бижутерию с содержанием цинка обрабатывают специальным защитным составом, и такие украшения могут прослужить достаточно долго.

Темнеет или нет

Правда цинк, взаимодействуя с атмосферным кислородом и различными бытовыми жидкостями, включая воду, подвержен окислению даже при нормальных температурах, что способствует потемнению изделий из цинкового сплава. Такие украшения могут оставлять следы на одежде и коже, поэтому за ними нужен дополнительный уход.

Так же для предотвращения окисления на изделия из цинка некоторые производители гальваническим методом наносят напыление золота или серебра, но такая обработка значительно увеличивает стоимость украшений.

Месторождения цинка достаточно распространены на земле, и несмотря на его малое содержание в руде и сложность его очищения от примесей, получаемый из нее цинк и его сплавы с другими металлами находят все большее применение в различных отраслях промышленности.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

prompriem.ru

Сплавы меди с цинком, оловом, содержание меди в сплавах

Медь относят к цветным металлам. Он обладает высокими показателями тепло- и электропроводимости. Она подлежит обработке всеми традиционными технологиями – литье, давление, точение и пр.

Производители выпускают 11 марок чистого металла. Для ее получения используют медный колчедан и некоторые другие руды. На основании этого цветного металла разработано и производится большое количество соединений.

Сплавы меди

Физико-химические свойства меди

В естественной среде (на воздухе) у меди яркий желто-красный оттенок. Этот цвет придает металлу оксидная пленка, образующаяся на его поверхности. Чистый металл – это довольно мягкий материал, он легко подвергается прокату и вытяжке. Но использование при его получении определенных примесей позволяет увеличить ее твердость и изменить другие параметры.

Плотность этого материала равна 8890 кг/ м³, температура плавления лежит в пределах 1100 °C.

Ключевым свойством, которое определило применяемость в быту и производстве. Кроме высокой электропроводимости меди свойственна высокая теплопроводности. Использование таких примесей, как железо, олово и некоторые другие оказывают существенное влияние на ее свойства.

Кроме названных параметров, у меди высокая температура плавления и кипения. Медь обладает высокой стойкостью к воздействию коррозии.

Медь в природе

Физические параметры меди позволяют получать из нее различную продукцию, например, проволоку толщиной в несколько микрон.

Медь и ее соединения нашли свое применение, в первую очередь, в электротехнической промышленности, впрочем без нее вряд ли обойдется любая другая область промышленности.

Особенности оксида меди

Соединение кислорода и меди называют оксидом. В природе он существует как кристаллы красно-коричневого цвета. Это соединение применяют для окрашивания изделий из стекла, керамики и пр. Его вводят в состав красок применяемых для окрашивания днищ морских и речных судов.

Это вещество обладает небольшой токсичностью, но в целом представляет опасность только для мелких грызунов.

Медь и ее сплавы как источник цветного вторичного металла

На практике существует два типа сплавов – латунь и бронза. Между тем их можно разделить еще на несколько групп.

Бронза с большим содержанием алюминия. Ее применяют для изготовления деталей, которые работают под воздействием высоких температур и в агрессивных средах, например, морской воде.

Бронза со свинцом – это материал, обладающий высокими антифрикционными свойствами, и это широко применяется в промышленности.

Добыча цветных металов – это дорогостоящее предприятие и поэтому, многие детали и узлы производят из вторичного металла.

То есть существует множество пунктов приема вторичного сырья. Они специализируются на утилизации лома медного сплава и передаче его на заводы по производству цветного металла. Такой подход в итоге позволяет замещать множество изделий, для изготовления которых идет добытая медь и соединения полученные из нее.

Латунь

При введении в расплав меди цинка, получают сплав под названием латунь. Существует двухкомпонентная латунь, в нем содержаться только медь и цинк. Кроме нее промышленность выпускает специальные сплавы, в состав которых входят многочисленные легирующие элементы.

Применение цинка, как компонента сплава существенно повышает прочностные параметры меди. Максимальной пластичности достигает латунь, в состав которой входит порядка 40% цинка.

Большая часть произведенной латуни, используют для производства катаных изделий – труб, листа, проволоки и многих других.

Латунь

При маркировке латуни используют набор букв и цифр. Буква Л, говорит о том, что это латунь. Затем следует набор символов, показывающий какие материалы, входят в состав этого сплава. Надо отметить, то, что содержание цинка не показывается. Для того, что бы его узнать, надо из 100% отнять, входящее в медный сплав количество основного материала и других элементов. Например, латунь Л90, содержит в себе 90% меди, а остальное составляет цинк.

Если сравнивать характеристики латуни и меди, то надо отметить, что у латуни более высокие прочностные параметры, она отличается стойкостью к воздействию коррозии.

По технологическому предназначению из разделяют на литейные и те, которые обрабатывают под давлением. Последние называют деформируемыми.

Бронза

Так называют сплав меди и олова. Кроме последнего в бронзу могут входить алюминий, кремний, свинец и многие другие вещества. Сплавы этого типа можно разделить на те, которые обрабатывают под давлением и литьем.

Маркировка этого медного сплава выполняется следующим образом – Бр, обозначает бронзу, затем идут буквенно-цифровые обозначения, показывающие содержание других элементов смеси.

Бронза

Производители выпускают оловянистые бронзы, то есть выполненные с большим содержанием олова. И те, которые получены без его участи. Сплав меди с оловом может использоваться при производстве вкладышей для подшипников скольжения.

Маркировка по ГОСТ

Медные сплавы подразделяют в соответствии со своими техническими характеристиками:

литейные;
деформируемые;
термически упрочняемые;
термически неупрочняемые.

Скачать ГОСТ 3297-2013

Латунь обозначают буквой Л, бронзы – Бр. Затем следуют буквы, которые показывают наличие других химических веществ. Например, Мц – обозначает наличие марганца, С – свинец и пр. Цифры, которые идут далее сообщают о процентном содержании примесей в сплаве.

Применение сплавов

Бронзы и латунь применяют во всех отраслях промышленности, в первую очередь в электротехнической промышленности.

При производстве трубопроводной арматуры, например, при производстве клапанов, вентилей и пр. Кроме этого, медные сплавы применяют при создании систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Бронзы используют при производстве антифрикционных изделий, например, устанавливаемых в подшипники скольжения.

Медные сплавы могут работать в агрессивных средах, например, в морской воде, жидком топливе и пр.

Не последнюю роль бронза играет и в украшении интерьеров зданий и сооружений. В частности, оловянистые бронзы использовали еще в древнем мире для создания предметов искусства и роскоши.Производители выпускают на рынок широкий ассортимент продукции, выпускаемой из латуни и бронзы.

Фигурки из бронзы и латуни

Так, на рынке можно приобрести трубы, которые получены методом холодной деформации. Они поставляются в трех состояниях – мягком, полутвердом, твердом.
Листы и полосы получают с применением холодного проката. При этом листы обладают следующими габаритами 600-3000Х1000-6000 мм. По состоянию материала холоднокатаные листы и полосы изготовляют мягкими, полутвердыми и твердыми.

Для производства проволоки используют латунь марок Л63 или Л68. Они поставляются или в виде прутков длиной до 6 м, либо свернутыми в бухты, длиной в 10 м.

Из бронзового сплава БрАЖМц производят прутки разного диаметра и длиной до 6 метров.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Медь. Влияние примесей (висмут, свинец) на свойства меди. Сплавы меди с цинком (латуни), их маркировка.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7

Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Плотность меди 8,94 г/см³, температура плавления 1083^oС.

Характерным свойством меди является ее высокая электропроводность, поэтому она находит широкое применение в электротехнике. Технически чистая медь маркируется: М00 (99,99 % Cu), М0 (99,95 % Cu), М2, М3 и М4 (99 % Cu).

Механические свойства меди относительно низкие: предел прочности составляет 150…200 МПа, относительное удлинение – 15…25 %. Поэтому в качестве конструкционного материала медь применяется редко. Повышение механических свойств достигается созданием различных сплавов на основе меди.

Различают две группы медных сплавов: латуни – сплавы меди с цинком, бронзы – сплавы меди с другими (кроме цинка) элементами.

Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная пластичность имеет место при содержании цинка около 37 %.

Из диаграммы состояния медь – цинк видно, что в зависимости от состава имеются однофазные латуни, состоящие из – твердого раствора, и двухфазные ( ) – латуни. По способу изготовления изделий различают латуни деформир. и литейные.

Деформируемые латуни маркируются буквой Л, за которой следует число, показывающее содержание меди в процентах, например в латуни Л62 содержится 62 % меди и 38 % цинка. Если кроме меди и цинка, имеются другие элементы, то ставятся их начальные буквы ( О – олово, С – свинец, Ж – железо, Ф – фосфор, Мц – марганец, А – алюминий, Ц – цинк). Количество этих элементов обозначается соответствующими цифрами после числа, показывающего содержание меди, например, сплав ЛАЖ60-1-1 содержит 60 % меди, 1 % алюминия, 1 % железа и 38 % цинка.

Однофазные – латуни используются для изготовления деталей деформированием в холодном состоянии. Изготавливают ленты, гильзы патронов, радиаторные трубки, проволоку.

Для изготовления деталей деформированием при температуре выше 500^oС используют ( ) – латуни. Из двухфазных латуней изготавливают листы, прутки и другие заготовки, из которых последующей механической обработкой изготавливают детали. Обрабатываемость резанием улучшается присадкой в состав латуни свинца, например, латунь марки ЛС59-1, которую называют “автоматной латунью”.

Латуни имеют хорошую коррозионную стойкость, которую можно повысить дополнительно присадкой олова. Латунь ЛО70-1 стойка против коррозии в морской воде и называется “морской латунью“.

Добавка никеля и железа повышает механическую прочность до 550 МПа.

Литейные латуни также маркируются буквой Л, После буквенного обозначения основного легирующего элемента (цинк) и каждого последующего ставится цифра, указывающая его усредненное содержание в сплаве. Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2 содержит 23 % цинка, 6 % алюминия, 3 % железа, 2 % марганца.. Наилучшей жидкотекучестью обладает латунь марки ЛЦ16К4. К литейным латуням относятся латуни типа ЛС, ЛК, ЛА, ЛАЖ, ЛАЖМц. Литейные латуни не склонны к ликвации, имеют сосредоточенную усадку, отливки получаются с высокой плотностью.

Латуни являются хорошим материалом для конструкций, работающих при отрицательных температурах.

61. Сплавы меди с оловом и другими элементами (бронза). Маркировка бронз. Бериллиевая бронза.

Сплавы меди с другими элементами кроме цинка назаваются бронзами. Бронзы подразделяются на деформируемые и литейные.

При маркировке деформируемых бронз на первом месте ставятся буквы Бр, затем буквы, указывающие, какие элементы, кроме меди, входят в состав сплава. После букв идут цифры, показывающие содержание компонентов в сплаве. Например, марка БрОФ10-1 означает, что в бронзу входит 10 % олова, 1 % фосфора, остальное – медь. Маркировка литейных бронз также начинается с букв Бр, затем указываются буквенные обозначения легирующих элементов и ставится цифра, указывающая его усредненное содержание в сплаве. Например, бронза БрО3Ц12С5 содержит 3 % олова, 12 % цинка, 5 % свинца, остальное – медь.

Оловянные бронзы При сплавлении меди с оловом образуются твердые растворы. Эти сплавы очень склонны к ликвации из-за большого температурного интервала кристаллизации. Благодаря ликвации сплавы с содержанием олова выше 5 % имеют в структуре эвтектоидную составляющую Э( ), состоящую из мягкой и твердой фаз. Такое строение является благоприятным для деталей типа подшипников скольжения: мягкая фаза обеспечивает хорошую прирабатываемость, твердые частицы создают износостойкость. Наличие фосфора обеспечивает хорошую жидкотекучесть.Оловянные бронзы подразделяются на деформируемые и литейные. В деформируемых бронзах содержание олова не должно превышать 6 %, для обеспечения необходимой пластичности, БрОФ6,5-0,15. В зависимости от состава деформируемые бронзы отличаются высокими механическими, антикоррозионными, антифрикционными и упругими свойствами, и используются в различных отраслях промышленности. Из этих сплавов изготавливают прутки, трубы, ленту, проволоку. Литейные оловянные бронзы, БрО3Ц7С5Н1, БрО4Ц4С17, применяются для изготовления пароводяной арматуры и для отливок антифрикционных деталей типа втулок, венцов червячных колес, вкладышей подшипников.

Алюминиевые бронзы, БрАЖ9-4, БрАЖ9-4Л, БрАЖН10-4-4.

Бронзы с содержанием алюминия до 9,4 % имеют однофазное строение – твердого раствора. При содержании алюминия 9,4…15,6 % сплавы системы медь – алюминий двухфазные и состоят из – и – фаз. Оптимальными свойствами обладают алюминиевые бронзы, содержащие 5…8 % алюминия. Увеличение содержания алюминия до 10…11 % вследствие появления – фазы ведет к резкому повышению прочности и сильному снижению пластичности. Дополнительное повышение прочности для сплавов с содержанием алюминия 8…9,5 % можно достичь закалкой. Из алюминиевых бронз изготавливают относительно мелкие, но высокоответственные детали. Из бронзы БрА5 штамповкой изготав. медали и мелкую разменную монету.

Кремнистые бронзы, БрКМц3-1, БрК4, применяют как заменители оловянных бронз. Они немагнитны и морозостойки, превосходят оловянные бронзы по коррозионной стойкости и механическим свойствам, имеют высокие упругие свойства. Сплавы хорошо свариваются и подвергаются пайке.

Свинцовые бронзы, БрС30, используют как высококачественный антифрикционный материал. По сравнению с оловянными бронзами имеют более низкие механические и технологические свойства.

Бериллиевые бронзы, БрБ2, являются высококачественным пружинным материалом. Растворимость бериллия в меди с понижением температуры значительно уменьшается. Готовые изделия из бериллиевых бронз подвергают закалке от 800^oС, благодаря чему фиксируется при комнатной температуре пересыщенные твердый раствор бериллия в меди. Затем проводят искусственное старение при температуре 300…350^oС. При этом происходит выделение дисперсных частиц, возрастают прочность и упругость. После старения предел прочности достигает 1100…1200 МПа.

Подшипниковые материалы

— материалы, применяемые для изготовления подшипников скольжения и обладающие антифрикционными св-вами. Подшипниковые материалы подразделяются на металлич. и неметаллич. К металлическим подшипниковым материалам относятся баббиты, сплавы на основе меди (бронзы), цинка, алюминия, а также нек-рые чугуны; к неметаллич. подшипниковым материалам — нек-рые виды пластмасс, материалы на основе древесины, углеграфитовые материалы, резина. Ряд подшипниковых материалов представляет собой сочетание материалов различной природы — металлов и пластмасс, углеграфитовых материалов и металлов и т. п.

Баббиты на основе олова или свинца. Отличит, особенности всех баббитов: хорошая прирабатываемость, способность «поглощать» твердые частицы, отсутствие схватывания со сталью. К их недостаткам относятся низкие механич. св-ва при темп-рах 100° и выше, низкая теплопроводность, сравнительно малая усталостная прочность. Оловянистые баббиты более удобны в произ-ве, они легче заливаются по стали, меньше окисляются, не подвержены коррозии. При испытании на усталость переменным изгибом при равных напряжениях баббиты на основе олова и свинца (при одинаковой твердости) не отличаются по числу циклов до начала разрушения; при испытании же на усталость переменным изгибом при равных деформациях преимущество остается на стороне свинцовистых баббитов, вследствие значительно меньшей величины их модуля упругости. Баббиты применяются в подшипниках в виде слоя, залитого по корпусу вкладыша из бронзы, латуни, стали или чугуна. Наиболее прочное соединение заливаемого слоя баббита с корпусом вкладыша достигается спец. процессом заливки, включающим очистку поверхности корпуса и его облуживание. Тонкостенные вкладыши двигателя легкового автомобиля изготовляются штамповкой из биметаллич. ленты, получаемой непрерывной заливкой баббита по движущейся стальной калиброванной ленте. Усталостная прочность баббитового слоя повышается с уменьшением его толщины, у вкладышей нек-рых совр. автомобильных двигателей она составляет 0,1 мм и меньше.

При правильной подготовке поверхности вкладыша и его заливке прочное соединение баббита и металла корпуса (бронза, сталь, чугун) происходит по всей поверхности вкладыша, что позволяет значительно уменьшать толщину слоя баббита. Способ механич. крепления баббита к вкладышу (путем устройства во вкладыше пазов и отверстий, заполняемых баббитом при заливке) пригоден лишь для малонапряженных подшипников.

1. Основные признаки метал. состояния. Норм. и перех.металлы.

2. Основные типы кристаллических решеток металлов. Плотность упаковки, координационные число, число узлов на элем. ячейку.

3. Различие понятий: кристал.я решетка и кристал. структура. Кристаллограф. индексы узлов, направлений, плоскостей.

4. Реальные строения метал. кристаллов. Точечные и линейные дефекты в кристаллах и их влияние на свойства кристаллов.

5. Основные механизмы пластической деформации. Наклеп. Изменение твердости, плотности, электросопротивления, коррозионной стойкости металлов и сплавов при наклепе.

6. Влияние нагрева на строение и свойства холоднодеф. металла. Возврат и рекристаллизация.

7. Строение сплавов. Механические смеси, хим.соединения.

8. Твердые растворы. Основные типы твердых растворов.

9. Метал. соед.. Электр. соед., фазы внедрения, фазы Лавеса.

10. Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Правило рычага(правило отрезков).Для одного из сплавов построить кривую охлаждения и описать превращения, происходящие при охл..

11. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов, с наличием эвтектики. Для одного из сплавов построить кривую охлаждения и описать превращения, происходящие при охлаждении.

12. Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и с наличием эвтектики. Для одного из сплавов построить кривую охлаждения и описать превращения, происходящие при охлаждении.

13. Связь между св-ми сплавов и типом диаграммы состояния.

14. Фазы и структурные составляющие диаграмме .

15. Рассмотреть превращение, происход. при охлаждении железо-угл. сплава с содерж. 0,3% C.

16. При охлаждении железо-угл. сплава с содерж.1,0% C.

17. При охлаждении железо-угл. сплава с содерж. 3,0% C.

18. При охлаждении железо-угл. сплава с содерж. 5,0% C.

19. Влияние C и постоянных примесей на свойства углерод. сталей.

20. Углеродистые стали обыкновенного качества. Качественные углеродистые стали. Маркировка, применения.

21. Серые, высокопрочные чугуны. Чугуны с вертикальным графитом. Маркировка, структура, свойства, применения.

22. Ковкие и антифрикционные чугуны. Чугуны с вертикальным графитом. Маркировка, структура, свойства, применения.

23. Обозначение критических точек стали. Основные виды термической обработки.

24. Образование аустенита. Диаграмма изометрического превращения перлита в аустенит. Крупно и мелко зернистые стали.

25. Распад А. Диаграмма изометрического и термического превращения переохлажденного А.

26. Мартенситные превращения в стали, его особенности. Кристаллогеометрия мартенситного превращения по схеме Бейна.

27. Превращения при отпуске стали.

28. Влияние термической обработки на свойство стали.

29. Закалка стали. Способы закалки.

30. Прокаливемость и закаливаемость стали.

31. Отжиг и нормализация стали.

32. Термомеханическая обработка стали.

33. Химико-термическая обработка. Связь диаграммы состояния со структурой диффузионного слоя (на примере диаграммы ).

34. Цементация стали. Термической обработка после цементации. Стали для цементации.

35. Азотирование. Стали для азотирования.

36. Нитроцементация стали. Термическая обработка после нитроцементации. Стали для нитроцементации.

37. Диффузионная металлизация.

38. Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа. Распределение легирующих элементов в стали.

39. Влияние легирующих элементов на свойства феррита. Кортидная фаза в легированных сталях.

40. Влияние легирующих элементов на кинетику расплава переохлажденного аустенита, интервал мартен. превращения.

41. Влияние легирующих элементов на рост зерна аустенита. Наследственно мелкозернистые стали. Влияние легирующих элементов на превращение при отпуске стали.

42. Классификация и маркировка легированных сталей.

43. Пружинные стали общего и специального назначения.

44. Подшипниковые стали общего и специального назначения.

45. Автоматные стали. Мартенситстар. стали.

46. Рельсовые стали. Износостойкая сталь Гатфильда.

47. Основные группы коррозионностойких сталей.

48. Жаростойкость. Основные группы жарост. сталей и сплавов.

49. Жаропрочность, характеристики жаропр.. Теплоуст. стали.

50. Аустенитные жаропр. стали. Жаропр. сплавы на осове никеля.

51. Углерод. и легир. не теплост. стали для режущего инструмента.

52. Теплостойкость. Быстрорежущие стали с особенности их ТО.

53. Металлокерамические твердые сплавы.

54. Штамповые стали для холодного деформирования металлов.

55. Штамповые стали для горячего деформирования металлов.

56. Алюминий. Примеси (железо, кремний) в алюминии и их влияние на свойства алюминия. Классификация алюминиевых сплавов (литейные, деформируемые).

57. Термическая обработка сплавов алюминий-медь. Деф. алюминиевые сплавы, упрочн. термической обраб. (дюралюмины).

58. Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые ТО.

59. Алюминиевые сплавы для фасонного литья.

60. Медь. Влияние примесей (висмут, свинец) на свойства меди. Сплавы меди с цинком (латуни), их маркировка.

61. Сплавы меди с оловом и другими элементами (бронза). Маркировка бронз. Бериллиевая бронза.

62. Подшипниковые материалы

Рекомендуемые страницы:

lektsia.com