2.1. Властивості та використання міді
Мідь - метал червоно-рожевого кольору, має кристалічну гратку ГЦК з періодом а=0,3608 нм. Поліморфізмом не володіє. Температура плавлення міди - 1083°С - нижча, ніж у заліза, але мідь має більш високу густину (8,96 г/см3).
Мідь характеризується високими технологічними властивостями, деформується у тонкі штаби, смугу. З неї виготовляють тонкий дріт, вона легко поліруєтся, добре паяється та зварюється. Однак, вона погано обробляється різанням внаслідок високої в’язкісті, має низькі ливарні властивості, велику усадку.
Мідь характеризується високими електро- і теплопровідністю, пластичністю і корозійною стійкістю в атмосфері, воді і ряді інших агресивних середовищ.
В залежністі від вмісту домішок у відповідності зі стандартами розрізняють такі марки міди: М 00 (99,99% Cu), М 0 (99,97% Cu), М 1 (99,9% Cu), М 2 (99,7% Cu), М 3 (99,5% Cu).
Домішки знижують електротехнічні властивості і корозійну стійкість міди. Домішки у міди можна розділити на 3 групи:
1. Елементи, які розчинюються у міди элементы - Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag; вони підвищують міцність і твердість міди (рисунок 2.1) і використовуютьсяв якості легуючих компонентів у мідних сплавах;
2. Елементи Pb та Bi, які не розчинюються у міді і значно погіршують механічні властивості міді і однофазних сплавів на її основі; вони утворюють легкоплавкі евтектики, які розміщуються на межах зерен основної фази, що обумовлює красноламкість. Їх негативний вплив проявляєтья уже при малому вмісті (Bi - у тисячних, а Pb - у сотих долях відсотку). Вісмут окрихчує мідь і її сплави. Свинець, зменшуючи міцність, не викликає окрихчування. Більш того, свинець підвищує антифрикційні властивості і обробляємість різанням мідных сплавів, тому використовується для легування двофазних сплавів.
3. Домішки O, S, Se, Tl, які не розчинюються у міді і присутні як в міді, так і в її сплавах у вигляді проміжних фаз (наприклад, Cu2O, Cu2S), які утворюють з міддю евтектики з високою температурою плавлення і не викликають красноламкість. Кисень при відпалі міді у середовищі водню викликає “водневу хворобу”, яка може привести до руйнування металу під навантаженням.
Механічні властивості міді залежать від її стану (таблиця 2.1). Висока пластичність відпаленої міді визначається великою кількістю площин найбільш легкого ковзання. Холодна пластична деформація підвищує характеритики міцності, але зменшує пластичність і електричну провідність міді.
Таблиця 2.1 – Механічні властивості технічної міді иарки М 1
Стан міді |
в Н/мм2 |
т Н/мм2 |
, % |
, % |
Твердість, НВ |
1. Лита 2. Деформована (дріт, ступінь деформації 90 %) 3. Відпалена |
160 450
220 |
35 400
75 |
25 3
50 |
- 35
75 |
40 125
55 |
Рисунок 2.1 – Вплив легуючих елементів на твердість міді
Текстура, яка виникає при пластичній деформації, обумовлює анізотропію механічних властивостей міді. Відпал для зняття наклепу виконують при 550-600°С у відновлюючій атмосфері для запобігання окислювання міді.
За електропровідністю мідь займає друге місце після срібла (таблиця 1.2), що і обумовлює її застосування як провідника електричного струму. Висока теплопровідність міді дозволяє використовувати її для виготовлення різних теплообмінників, водоохолоджуваних виливниць, піддонів, кристалізаторів.
В якості конструкційних матеріалів частіше використовуються сплави на основі міді.