13.Медь и ее сплавы

Медь - тяжелый цветной металл, температура плавления 1083, кипения - 2360С. Кристаллическая решетка - гранецентрированный куб. В чистом виде медь применяют для электротехнических целей (провода, кабели).

Согласно ГОСТу техническую медь делят на 10 марок (М00 (99,99 Cu), М0 (99,95%), М1 (99,9%), М2 (99,70%), М3 (99,5%), М4 (99%), М0б, М1р, М2р, М3р). Медь устойчива к воздействию воздуха и воды, но окисляется в сернистых газах и аммиаке. Ее легко обрабатывать давлением, но трудно резанием. Медь имеет невысокие литейные свойства из-за большой усадки.

Широкое применение получили сплавы на основе меди (латунь, бронза).

Латунь - сплав меди с цинком, если цинка менее 39%, то латунь имеет однофазную структуру ( -латунь) - она мягкая и пластичная, если цинка 40-45% - двухфазная структура, такая латунь тведая и хрупкая. Максимальная пластичность у латуни с 30% содержанием цинка.

Латуни содержащие до 10% цинка - томпаки, 10-20% цинка - полутомпаки.

Латуни - простые (двойные) - медь и цинк, сложные (легированные) - содержат один или несколько легирующих элементов. Некотрые из них (алюминий, никель, железо) для улучшения механических свойств, олово, марганец - для увеличения коррозионной стойкости, свинец для улучшения резания.

Латуни обозначают буквой Л и двухзначными цифрами (содержание меди в процентах), в специальных латунях после Л (в порядке убывания) обозначение легирующих элементов и цифры содержания меди и этих элементов.

Например: Л62 - 62% меди и 38% - цинка; ЛС59-1 - 59% меди, 1% - свинец, 40% цинка.

А - алюминий, Б - берилий, Ж - железо, К - кремний, Мц - марганец, МГ - магний, Н - никель, О - олово, С - свинец, Ц - цинк, Х - хром.

Свинцовистые - хорошие механические свойства, хорошо обрабатываются резанием (для изготовления деталей горячей штамповкой и обрабатывания резанием).

Оловянистые - высокое сопротивление коррозии, обрабатывается давлением в горячем состоянии.

Никелевые - высокая прочность, вязкость, высокие антикоррозионные и антифрикционные свойства . Хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.

Алюминиевые - антифрикционные детали.

Бронза - медь + олово, алюминий, свинец, кремний, бериллий, хром, сурьма, марганец.

Раньше к бронзам относили только двойные системы медь-олово, сейчас добавляют другие элементы, а название тоже.

Бронзы маркируют Бр, затем буквы элементов (аналогичны латуням), а затем цифры, указывающие среднее содержание элементов в процентах (содержание меди не указывают, а определяют вычитанием из 100% суммы всех входящих в бронзу элементов).

Бр.0Ф10-1 - 10% олова, 1% - фосфора и 89% меди.

По содержанию легирующих компонентов бронзы - оловянные и безоловянные.

Алюминиевые сплавы меди с 4-11,5% алюминия, в который вводят для улучшения свойств железо, никель, марганец. Они обладают высокими механическими свойствами, повышенной жаропрочностью, антикоррозийной стойкостью. Алюминий при содержании его до 10%, повышает прочность сплава. Если 6-8% алюминия - обрабатывают давлением в холодном и горячем состояниях. 9-10% алюминия - при высоких температурах. Если в конце обозначения есть Л - то бронза литейная.

По коррозионной стойкости алюминиевые бронзы превосходят оловянные, особенно по устойчивости в соленной воде, при повышенных температурах. По сопротивлению к коррозии они до 12 раз устойчивее оловянных и в 2-3 раза - нержавеющих сталей.

Бериллевая - сплав меди с бериллием. Высокая прочность и упругость, химическая стойкость, износостойкость. Хорошо обрабатывается резанием. Данную бронзу закаливают с 800С в воде, подвергают искусственному старению при 350С в течении 9 часов. После этого бронза приобретает высокую прочность и твердость.

Сочетание в бериллиевых бронзах элементов ???????? , коррозионной стойкости, упругости и прочности, позволяет изготовлять из нее наиболее ответственные детали. Инструменты из нее при работе не дают искр. Недостатком является высокая стоимость.

Кремниевые медь + 0,6-3,5% кремния + немного никеля и марганца. Обладают высокой упругостью, выносливостью, антикоррозийной стойкостью и анти-фрикционностью. Обрабатываются литьем, давлением, свариваются и обрабатываются резанием.

Свинцовистые медь + 26-63% свинца. Антифрикционные свойства (для работы в условиях трения скольжения).