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:
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.
Статья носит ознакомительный характер. Не забывайте консультироваться со специалистами.
Ещё один сайт на WordPress
Рубрики
Свежие записи
Архивы
Прочие сплавы меди
Кремнистая бронза. Сплавы системы Си-Si получили применение с недавнего времени как заменители оловянной бронзы, перед которой они имеют преимущество в дешевизне, меньшей ликвации и меньшем удельном весе; они обладают достаточно высокими механическими свойствами. В практике применяются сплавы с содержанием 2-5% Si, согласно, относящееся по преимуществу к однофазным а-бронзам.
Свойства их улучшаются от добавок, которые отчасти и удешевляют сплав (Мп, Fe, Zn и др.). Особенно распространена марка с марганцем, включенная в стандарт (БрКМц 3-1).
Бериллиевая бронза. Сплавы меди с бериллием появились недавно. Бериллий, весьма дорогой и редкий металл, содержится в них в количестве 2-3%.
эти сплавы относятся к области двухфазных, где на преобладающем твердом а-растворе (бериллия в меди) присутствуют частички другой фазы — твердого раствора f.
Превращения в твердом состоянии, происходящие в этих сплавах, приводят к их термической обработке — закалке от 800° и искусственному старению при 250-350°. После закалки непосредственно получается сплав мягкий и пластичный (закалка на один твердый раствор), нос течением времени, а в особенности при указанном нагреве, твердость и прочность повышаются, так что почти достигают величин твердости и прочности закаленной стали Нд порядка 400, при пределе прочности (ств) около 150 кг/мм*
и пределе упругости (ае) около 40 кг/мм1. Такие высокие механические характеристики не достигаются ни в каких других сплавах с медной основой. Однако пла» стичность при этом бывает незначительной.
Высокие предел упругости, твердость и прочность при повторных нагрузках делают бериллиевую бронзу особенно ценным материалом для пружин. Достоинствами ее являются также красивый золотистый цвет и сопротивляемость коррозии.
Главный недостаток этой бронзы заключается в высокой стоимости в связи с присутствием дорогого бериллия и его значительном выгорании при плавке. Бериллиевая бронза введена в стандарт (марка БрБ2).
Кадмиевая бронза. Эта бронза по существу представляет собой красную медь с небольшой добавкой кадмия, который существенно повышает прочность меди, не снижая заметно электропроводности, поэтому такая бронза применяется для проводов и шин.
Бронза свинцовая. Этот сплав относится к системе Си-Pb (диаграмма 20, приложение II), в которой наблюдается расслоение жидких фаз. Чтобы не произошло такого расслоения, применяют перемешивание и быстрое охлаждение, при котором Pb распределяется в меди в виде мелких равномерно рассеянных капелек, и в таком виде сплав весьма пригоден в качестве подшипникового сплава. Количество Pb бывает порядка 20-30% и больше. Часто добавляются и другие элементы (Мп, Ni и др.).
Сплавы меди с никелем. Они находят широкое применение. Диаграмма состояний этих сплавов приведена в приложении II (диаграмма 18). Согласно этой диаграмме, все сплавы Си-Ni представляют один лишь твердый раствор.
Чаще всего применяются следующие сплавы:
1) с 20% Ni, называемый пульным мельхиором, — чрезвычайно пластичный, сходный с патронной латунью, но более стойкой против коррозии и имеющий белый цвет; применяется так же, как патронная латунь;
2) с 25% Ni — сплав для никелевых монет, белого цвета;
3) с 32% Ni — никелин ис 40-45% Ni — константа н; оба сплава отличаются высоким электросопротивлением и поэтому применяются обычно в виде проволок, лент и т. п. для реостатов и измерительных электроприборов.
Сплавы меди с марганцем. Эти сплавы также имеют повышенное электросопротивление и такое же применение, как предшествующие медноникелевые сплавы — константан и никелин. Простые сплавы с марганцем берутся обычно состава 5 и 12% Мп. Однако более употребителен сложный сплав с 12% Мп и с добавкой 2-4% Ni, называемый манганином. Его электросопротивление значительно выше, чем у простых сплавов Си-Мп.
Все эти сплавы являются однофазными, так как медь с марганцем почти полностью растворимы друг в друге в твердом виде.
В последнее время стали изготовлять двойной манганин с 20% Мп и 5% А1, обладающий вдвое большим электросопротивлением, чем обыкновенный манганин.
Кремнистая бронза. Сплавы системы Си-Si получили применение с недавнего времени как заменители оловянной бронзы, перед которой они имеют преимущество в дешевизне, меньшей ликвации и меньшем удельном весе; они обладают достаточно высокими механическими свойствами. В практике применяются сплавы с содержанием 2-5% Si, согласно, относящееся по преимуществу к однофазным а-бронзам.
Отправить ответ