3) Медь и ее сплавы. Классификация и маркировка медных сплавов.

Медь-металл розовато-красного цвета, плотность её 8,95г/см3, температура плавления1083С, кристаллизуется в гранецентрированной решётке и не имеет полиморфных превращений. На воздухе при наличии влаги углекислого газа медь медленно окисляется, покрываясь зелёной плёнкой так называемой патины (щелочной карбонат меди). Эта плёнка в определённой мере защищает медь от дальнейшего окисления. Медь принято считать эталоном электропроводности теплопроводности по сравнению другими металлами. Медь легко обрабатывается давлением, плохо резанием, имеет невысокие литейные свойства, плохо сваривается, но легко подвергается пайке. Применяется в виде листов, прутков проволоки. Механические свойства меди существенно зависят от её состояния.

Маркировка:«МТ» - твердая медь, «ММ» - мягкая медь.Маркируется медь буквой М и цифрами, зависящими от содержания примесей. Медь марок М00 (0,01% примесей),М0 (0,05%примесей), М1(0,1%примесей) используется для изготовления проводников электрического тока, медь М2 (0,3%примесей) – для производства высококачественных сплавов меди,М3 (0,5%примесей)- для сплавов обыкновенного качества.

Латуни – двойные многокомпонентные медные сплавы с основным легирующим элементом – цинком. По сравнению с медью обладает более высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Простые латуни обозначают буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов (А - алюминий, Б - бериллий, Ж - железо, К - кремний, Мц - марганец, Н - никель, О - олово, С - свинец, Ц - цинк, Ф. – фосфор) и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах. Латуни разделяют на литейные и деформируемые. Латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются обработке давлением в холодном и горячем состоянии. Все латуни хорошо паяются твердыми и мягкими припоями.

Бронзами называют медные сплавы, в которых основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка. Маркируют бронзы буквами Бр, за которыми следуют заглавные буквы легирующих элементов, а через тире цифры, показывающие их процентное содержание.По сравнению с латунью бронзы обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифракционными свойствами. Они весьма стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот, углекислых растворах.Большинство бронз (за исключением алюминиевых) хорошо поддаются сварке и пайке твердыми и мягкими припоями.

4) Кристаллизация металлов. Влияние степени переохлаждения (скорости охлаждения) на механические свойства отливок. Модифицирование.

Кристаллизация – это процесс фазового перехода металла из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической структуры. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. 

Со скоростью охлаждения связаны размеры и форма кристаллов. Скорость роста зерна достаточно высока, так как температура расплава (и скорость диффузии) повышаются от поверхности к центру отливки. Поэтому и получаются крупные вытянутые кристаллы. В массивных отливках возможно появление крупных равноосных кристаллов в центре отливки, где металл, равномерно остывая, затвердевает в последнюю очередь. Понятно, что такая неоднородность структуры создает и неоднородность механических свойств по сечению отливки. Этот факт, наряду с условиями эксплуатации литого изделия, должен учитываться при его конструировании.

Модифицирование металлов - введение в металлические расплавы модификаторов - веществ, небольшие количества которых (обычно не более десятых долей %), напр., вызывают формирование структурных составляющих в округлой или измельченной форме и способствуют их равномерному распределению в основной фазе, что улучшает механические свойства металла. Модификаторы: магний, ферросилиций, алюминий, некоторые лантаноиды и др.