Медь и ее сплавы

Медная трубкаДля 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.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.