Тяжелые металлы

К тяжелым металлам относятся медь, никель, свинец, цинк и олово.

Медь — это металл красного цвета плотностью 8960 кг/м³, с температурой плавления 1083°C. Обладает высокой электро- и теплопроводностью (по этим свойст­вам уступает только серебру), пластичностью, коррози­онной стойкостью в обычных условиях и в агрессивных средах (кроме аммиачных и сернистых газовых). Медь хорошо обрабатывается давлением и плохо резаньем из-за высокой вязкости, имеет невысокие литейные свойства, так как обладает большой усадкой. По объему производ­ства и потребления занимает первое место среди цвет­ных металлов.

Наиболее распространенными минералами для произ­водства меди являются медный колчедан, куприт, азурит, малахит и др.

В зависимости от методов выплавки и повышения ка­чества медь выпускается катодная (МВЧк, МО0к, МОку, МОк, М1к), бескислородная (МООб, МОб, МЛб), катод­ная переплавленная (M1д, МЛ), раскисленная (с пони­женным содержанием кислорода, марок M1p, М1ф, М2р, М3р) и огневого рафинирования (очищенная от приме­сей марок М2, М3).

Около половины выплавляемой меди расходуется в электротехнической промышленности (для производства кабельных изделий, контактов, электрогенераторов, элек­тромоторов, распределительных устройств) и приборо­строении. Медь используется для изготовления химичес­кой аппаратуры, приготовления пигментов, препаратов сельского хозяйства, нанесения покрытий и др.

Значительная часть меди используется для производ­ства сплавов. Сплавы меди в зависимости от свойств под­разделяются на высокопрочные, антифрикционные, хи­мически стойкие и др., по химическому составу — на ла­туни, бронзы, медно-никелевые и специальные, а по способу обработки — на литейные и деформируемые.

Латуни — это сплавы меди с цинком (с содержанием последнего до 40%). По сравнению с медью они более прочны и коррозионностойки. Отличаются высокой плас­тичностью, свариваемостью, поддаются пайке, лужению, обработке резаньем и давлением в холодном и горячем состоянии.

Латуни выпускаются двойные (Cu+Zn) и специаль­ные или многокомпонентные (легированные алюминием, железом, никелем, оловом, марганцем, свинцом и други­ми элементами), в том числе литейные и деформируемые.

Двойные латуни выпускаются марок Л96 (том­пак), Л90, Л85, Л80 (полутомпак), Л70, Л68, Л63 и Л60, где цифра — содержание меди, %.

Легированные латуни выпускаются оловянис-тые (ЛО70—1), свинцовистые (ЛС74—3), алюминиевые (ЛА77—2), кремнистые (ЛК72—1), марганцовистые (ЛМц76—2) и более сложного состава (ЛАЖ60—1—1, ЛЖМц59— 1—1, ЛАЖМц66—3—2, ЛКС80— 3—3, ЛМцЖ52—4—1 и др.). В их маркировке первая буква Л — латунь, последующие буквы обозначают компонен­ты сплава (О — олово, С — свинец, А — алюминий, К — кремний, Мц — марганец, Ж — железо, H — никель и т. д.). Цифры показывают процентное содержание ме­ди (первая) и соответствующих компонентов (в порядке их записи в буквенной части маркировки). В литейных латунях (ЛС, ЛК, ЛКС, ЛАЖМц и др.) содержание ме­ди и других компонентов не указывается.

Бронзы — это сплавы меди с оловом, алюминием, мар­ганцем, кремнием, бериллием или другими компонента­ми. В отличие от латуней цинк здесь отсутствует или вводится в незначительных количествах. По сравнению с медью они отличаются более высокими литейными, ан­тифрикционными и антикоррозионными характеристика­ми, а также твердостью. Бронзы выпускаются оловянные и безоловянные, литейные и деформируемые. Бронзы обозначаются знаком «Бр», а также буквами и цифрами, указывающими легирующие элементы и их процентное содержание. Оловянные бронзы (содержащие до 12 % олова) применяются для изготовления антифрик­ционных деталей (БрОЦС4—4—2,5, БрОЦС5—5—5, БрОЦС4—4—17), пружин (БрОЦ4—3), арматуры, рабо­тающей в условиях пара, пресной и морской воды (Бр03Ц7С5Н1, Бр03Ц12С5).

Бронзы	Назначение
Алюминиевые
БрА5, БрА7, БрАЖ9— 4, БрАЖ9 — 4Л, БрАЖН10 — 4—4, БрАЖН10— 4 — 4Л	Разменные монеты, небольшие от­ветственные детали (втулки, ше­стерни, фланцы) и детали, работа­ющие в морской воде
Кремнистые
БрКМц3— 1, БpKH1-3	Антифрикционные и пружинящие детали, работающие в агрессивных средах и при температурах до 250°C
Свинцовистая
БрС30	Подшипники скольжения, работа­ющие при повышенном давлении и больших скоростях
Бериллиевая
БрБ2	Пружинящие детали ответственно­го назначения
Марганцовистая
БрМц5	Детали, работающие при повышенных температурах

К медно-никелевым сплавам относятся копель (МНМц 43—0,5), константан (МНМц 40—45), мельхиор (МНЖМц 30—1—1), нейзильбер (МНЦ 15—20), куни­аль (MHA 13—3), монель (МНЖМц 28—2,5—1,5) и хромель (МНХ9). Эти сплавы используются для изго­товления монет, хирургических инструментов, деталей электрических машин и приборов, посуды, украшений и др.

Никель — блестящий металл ярко-белого цвета плот­ностью 8900 кг/м³, температурой плавления 1453°C. Это пластичный, высокопрочный и коррозионно-устойчивый материал. По прочности и коррозионной стойкости пре­восходит другие цветные металлы, обладает магнитными свойствами, хорошо обрабатывается и сваривается.

Большая часть никеля производится из сульфидных никелевых руд. Марки никеля отличаются степенью чис­тоты. Так, в никеле марок H-0, H-1y, H-1, Н-2, Н-3 и Н-4 содержание примесей соответственно 0,01—2,4 %.

Свойства никеля больше проявляются в присутствии некоторых других компонентов, поэтому он чаще всего применяется для производства сплавов, используемых в машиностроении, авиационной и ракетной технике, авто­мобилестроении, электротехнике, химической, текстиль­ной, пищевой и приборостроительной промышленности.

Свинец — металл синевато-серого оттенка плотностью 11340 кг/м³, температурой плавления 327°C. Он чрезвы­чайно мягок, поэтому легко поддается деформации, от­личается высокой плотностью и коррозионной устойчи­востью, однако недостаточно стоек в соляной и азотной кислотах.

В зависимости от степени чистоты свинец выпускается марок C0000, C000, C00, С0, C1, С2 и С3, где примесей соответственно от 0,0001 до 0,1 %.

Свинец используется как основной материал для по­лучения легкоплавких и антифрикционных сплавов, в производстве аккумуляторов (свинцовые пластины), те­траэтилена свинца (антидетонатора бензинов), ультра­звуковых генераторов, стекол, для защиты от излучения в атомной энергетике и др.

Основными видами сплавов на основе свинца явля­ются свинцовистые и свинцово-оловянистые баббиты (подшипниковые сплавы марок БС, БК, Б16, БН, БТ, Б6), типографские (для изготовления типографского шрифта марок МШ, МП1, ЛМ1) и кабельные (для изго­товления оболочек кабелей).

Цинк — металл голубовато-белого цвета плотностью 7140 кг/м³, температурой плавления 419°C. Он отличает­ся коррозионной стойкостью в воде и воздухе, хорошими защитными и механическими свойствами, легко обраба­тывается давлением. Однако у него низкий предел пол­зучести.

В зависимости от степени чистоты цинк выпускается марок ЦВ00, ЦВ1, ЦВ, Ц0А, Ц0, Ц1, Ц2 и Ц3, где со­держание примесей соответственно от 0,003 до 2,5 %.

Около половины производимого цинка используется для оцинкования металла (железа и его сплавов с целью защиты от окисления), а также лакокрасочной и рези­новой промышленности (окись цинка), для отливки под давлением ответственных деталей приборов, изготовле­ния гальванических батарей, предохранения древесины от гниения (хлористый цинк) и др.

Олово — металл серебристо-белого цвета со светло-желтым оттенком, плотностью 7310 кг/м³, температурой плавления 232°C. Обладает высокой коррозионной стой­костью в обычных условиях, пластичностью и легкоплав­костью, способно образовывать высококачественные сплавы

В зависимости от степени чистоты олово выпускается марок ОВ4-000, О1пч, О1, О2, О3 и О4, где содержание примесей соответственно 0,001—3,57 %.

Олово применяется для изготовления белой жести (пищевой), создания защитных покрытий, баббитов (Б83, Б89), бронз, припоев (ПОС 90, ПОС 30, ПОС 18) и др.