3. 3. Сплавы на основе меди

Медь – цветной металл розового цвета, обладающий высокой тепло- и электропроводностью. Медь хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии.

В зависимости от содержания примесей различают следующие марки меди: М00 (99,99 % Cu), М0 (99,95 % Cu), М1 (99,9 % Cu), М2 (99,7 % Cu), М3 (99,5 % Cu), М4 (99,0 % Cu).

Механические свойства чистой отожженной меди:

_в = 220…240 МПа,  = 45-50 %, НВ = 400…500 МПа.

Чистую медь применяют для электротехнических целей в виде проволоки, прутков, лент, листов, полос и труб. Из-за малой прочности чистую медь не используют в качестве конструкционного материала, а применяют ее сплавы.

Различают три группы медных сплавов - латуни, бронзы и сплавы меди с никелем.

Латунями называются двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. При введении других элементов кроме цинка латуни называют специальными по наименованию элементов, например, железо-марганцевая латунь и т. д.

По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, коррозионной стойкостью и лучшей обрабатываемостью резанием, литьем, давлением.

Латуни содержат до 45 % Zn. Содержание других легирующих элементов не превышает 9 %.

Маркировка деформируемых (обрабатываемых давлением) латуней состоит из буквы Л (латунь), буквенных обозначений легирующих элементов и цифр. Например, ЛМцС58-3-2, где 58 % меди, 3 % - марганца и 2 %– свинца.

Деформируемые латуни (ГОСТ 15527) выпускают в виде простых латуней, например, Л90 (томпак), Л80 (полутомпак), и сложных латуней, например, ЛАЖ60-1-1, ЛС63-3 и др.

Литейные латуни обозначают двумя первыми буквами ЛЦ, после которых следует содержание цинка в процентах, например, ЛЦ16К4. В ряде случаев литейные латуни могут маркироваться как и деформируемые латуни, но в конце ставится буква Л, например, ЛС59-1Л.

Латуни широко применяются в общем и химическом машиностроении.

Сплавы меди с оловом, алюминием, марганцем, свинцом, бериллием называют бронзами. Бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью, хорошими литейными и антифрикционными свойствами, высокой обрабатываемостью резанием.

По сравнению с латунями бронзы имеют повышенную механическую прочность, например, бериллиевая бронза имеет _в = 900…1000 МПа,  = 2…4 %, НВ = 700…800 МПа.

Бронзы маркируют буквами Бр, далее указывают содержание легирующих элементов, например, БрОЦ4-3 – содержит 4% олова и 3 % цинка.

Различают деформируемые и литейные бронзы.

Для литейных бронз в конце маркировки указывается буква Л.

Марганец в бронзах способствует повышению коррозионной стойкости, никель – пластичности, цинк – литейных свойств, свинец улучшает обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства.

Алюминиевые бронзы упрочняются термической обработкой, состоящей из закалки и старения, до НВ = 4000 МПа.

Некоторые аналоги зарубежных медных сплавов представлены в табл. 3.4.

Медно-никелевые сплавы маркируются подобно бронзам, например, МНЖМц30-1-1. По назначению медно-никелевые сплавы подразделяют на конструкционные и электротехнические.

Некоторые из медно-никелевых сплавов имеют собственное название.

Куниали содержат 6…13 % Ni и 1,5-3 % Al и подвергаются термической обработке (закалке и старению).

Куниали применяются для изготовления деталей повышенной прочности, пружин и электротехнических изделий.

Нейзильбер содержит 15 % Ni и 20 % Zn, имеет белый цвет, близкий к цвету серебра, и высокую коррозионную стойкость. Поэтому его применяют в приборостроении и производстве часов.

Таблица 3.4

Аналоги зарубежных медных сплавов

Страны СНГ (ГОСТ)	Германия (DIN)	США (стандарты)
Л96	CuZn5 (2.0220)	C21000
Л68	CuZn33 (2.0280)	C26000
ЛС59-1	CuZn38Pb5 (2.0371)	C35000 C37100
ЛА77-2	CuZn20Al2	-
ЛМц58-2	CuZn40Mn1	-
БрАЖМц10-3-1,5	CuAl10Fe3Mn2 (2.0936)	C95210
БрБ2	CuBe2 (2.1248)	C82500

Мельхиоры представляют собой сплавы меди с никелем, железом и марганцем, например МНЖМц30-1-1. Мельхиоры обладают высокой коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления теплообменных аппаратов, штампованных и чеканных изделий.

К медно-никелевым сплавам относятся также такие электротехнические сплавы, как копель (43 % Ni и 0,5 % Mn), манганин (3 % Ni и 12 % Mn) и константан (40 % Ni и 1,5 % Mn).

Контрольные вопросы

1. Что служит сырьем для производства меди?

2. Какие медные сплавы подвергаются термической обработке?

3. Какие из латуней имеют наибольшую прочность?

4. Какие марки специальных литейных и обыкновенных латуней латуней обрабатываются давлением?

5. Какие марки безоловянистых свинцовых бронз Вы знаете?

6. Что такое латунь и бронза?

7. Какие латуни находят практическое применение?

8. Как расшифровать марки ЛАЖ38-1-1, БрАЖ60-1-1, Л80, БрС30?