Медь и ее сплавы

Медь в чистом виде имеет красный цвет; чем боль­ше в ней примесей, тем грубее и темнее излом. Темпе­ратура плавления меди 1083°С, плотность 8,92 г/см³.

Выпускают медь следующих марок:

—катодная — МВ4к, МООк, МОку, Ml к;

—бескислородная — МООб, МОб, М1б;

—катодная переплавленная — М1у;

—раскисленная — М1р, М2р, МЗр, МЗ.

Примеси оказывают существенное влияние на физи­ко-механические характеристики меди. По содержанию примесей различают марки меди:

МОО (99,99 % Си), МО (99,95 % Сu), Ml (99,9 % Сu), М2 (99,7 % Сu), МЗ (99,50 % Сu).

Главными достоинствами меди как машинострои­тельного материала являются высокие тепло- и элект­ропроводность, пластичность, коррозионная стойкость в сочетании с достаточно высокими механическими свойствами. К недостаткам меди относят низкие литей­ные свойства и плохую обрабатываемость резанием.

Легирование меди осуществляется с целью придания сплаву требуемых механических, технологических, ан­тифрикционных и других свойств. Химические элемен­ты, используемые при легировании, обозначают в мар­ках медных сплавов следующими индексами:

А — алюминий; Вм — вольфрам; Ви — висмут; В — ванадий; Км — кадмий; Гл — галлий; Г — германий; Ж — железо; Зл — золото; К — кобальт; Кр — кремний; Мг — магний; Мц — марганец; М — медь; Мш — мы­шьяк; Н — никель; О — олово; С — свинец; Сн — селен; Ср — серебро; Су — сурьма; Ти — титан; Ф — фосфор; Ц — цинк.

Медные сплавы классифицируют:

по химическому составу на:

—латуни;

—бронзы;

. — медноникелевые сплавы;

по технологическому назначению на:

—деформируемые;

—литейные;

по изменению прочности после термической обработ­ки на:

—упрочняемые;

—неупрочняемые.

Латуни — сплавы меди, в которых главным легирую­щим элементом является цинк. В зависимости от содер­жания легирующих компонентов различают:

— простые (двойные) латуни;

— многокомпонентные (легированные) латуни.
Простые латуни маркируют буквой «Л» и цифрами,

показывающими среднее содержание меди в сплаве. Например, сплав Л 90 — латунь, содержащая 90 % меди, остальное — цинк.

В марках легированных латуней группы букв и цифр, стоящих после них, обозначают легирующие элементы и их содержание в процентах.

Например, сплав ЛАН КМц 75-2-2,5-0,5-0,5 — латунь алюминиевони-келькремнистомарганцевая, содержащая 75 % меди, 2 % алюминия, 2,5 % никеля, 0,5 % кремния, 0,5 % марган­ца, остальное — цинк.

В зависимости от основного легирующего элемента различают алюминиевые, кремнистые, марганцевые, никелевые, оловянистые, свинцовые и другие латуни.

Алюминиевые латуни — ЛА 85-0,6, ЛА 77-2, ЛАМш 77-2-0,05 обладают повышенными механическими свойствами и коррозионной стойкостью.

Кремнистые латуни — ЛК 80-3, ЛКС 65-1,5-3 и дру­гие отличаются высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и в морской воде, а также высо­кими механическими свойствами.

Марганцевые латуни — ЛМц 58-2, ЛМцА 57-3-1, де­формируемые в горячем и холодном состоянии, облада­ют высокими механическими свойствами, стойкие к коррозии в морской воде и перегретом паре.

Никелевые латуни — ЛН 65-5 и другие имеют высо­кие механические свойства, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.

Оловянистые латуни- ЛО 90-1, ЛО 70-1, ЛО 62-1 отличаются повышенными антифрикционными свой­ствами и коррозионной стойкостью, хорошо обрабаты­ваются.

Свинцовые латуни — ЛС 63-3, ЛС 74-3, ЛС 60-1 харак­теризуются повышенными антифрикционными свой­ствами и хорошо обрабатываются резанием. Свинец в этих сплавах присутствует в виде самостоятельной фазы, практически не изменяющей структуры сплава.

Бронзы — это сплавы меди с оловом и другими эле­ментами (алюминий, кремний, марганец, свинец, бе­риллий). В зависимости от содержания основных ком­понентов, бронзы можно условно разделить на:

— оловянные, главным легирующим элементом кото­рых является олово;

— безоловянные (специальные), не содержащие олова.

Бронзы маркируют буквами «Бр», правее ставятся буквенные индексы элементов, входящих в состав. За­тем следуют цифры, обозначающие среднее содержание элементов в процентах (цифру, обозначающую содержа­ние меди в бронзе, не ставят). Например, сплав марки БрОЦС 5-5-5 означает, что бронза содержит олова, свин­ца и цинка по 5 %, остальное — медь (85 %).

Оловянные бронзы обладают высокими антифрикци­онными свойствами, нечувствительны к перегреву, мо­розостойки, немагнитны.

Для улучшения качества оловянные бронзы легиру­ют цинком, свинцом, никелем, фосфором и другими элементами. Легирование фосфором повышает механи­ческие, технологические, антифрикционные свойства оловянных бронз. Введение никеля способствует повы­шению механических и противокоррозионных свойств. При легировании свинцом увеличивается плотность бронз, улучшаются их антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием, однако заметно снижают­ся механические свойства. Легирование цинком улуч­шает технологические свойства. Введение железа (до 0,09 %) способствует повышению механических свойств бронз, однако с увеличением степени легирования рез­ко снижаются их коррозионная стойкость и технологи­ческие свойства.

В зависимости от технологии переработки оловянные и специальные бронзы подразделяют на:

—деформируемые;

—литейные;

—специальные.

Деформируемые оловянные бронзы содержат до 8 % олова. Эти бронзы используют для изготовления пру­жин, мембран и других деформируемых деталей. Литей­ные бронзы содержат свыше 6 % олова, обладают высо­кими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью; их используют для изготовления ответ­ственных узлов трения (вкладыши подшипников сколь­жения).

Специальные бронзы включают в свой состав алюми­ний, никель, кремний, железо, бериллий, хром, свинец и другие элементы. В большинстве случаев название бронзы определяется основным легирующим компонен­том.

Алюминиевые бронзы обладают высокими механиче­скими, антифрикционными и противокоррозионными свойствами. Эти бронзы нашли применение для изго­товления ответственных деталей машин, работающих при интенсивном изнашивании и повышенных темпе­ратурах.

Кремнистые бронзы характеризуются высокими анти­фрикционными и упругими свойствами, коррозионной стойкостью. Дополнительное легирование кремнистых бронз другими элементами способствует улучшению эксплуатационных и технологических свойств бронз: цинк повышает их литейные свойства, марганец и ни­кель улучшают коррозионную стойкость и прочность, свинец — обрабатываемость резанием и антифрикцион­ные свойства. Кремнистые бронзы применяют взамен оловянных для изготовления антифрикционных дета­лей, пружин, мембран приборов и оборудования.

Свинцовые бронзы используют в парах трения, экс­плуатируемых при высоких относительных скоростях перемещения деталей. Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости свинцовые бронзы легируют никелем и оловом.

Бериллиевые бронзы отличаются высокими прочност­ными свойствами, износостойкостью и стойкостью к воздействию коррозионных сред. Они обеспечивают работоспособность изделий при повышенных темпера­турах (до 500°С), хорошо обрабатываются резанием и свариваются. Бронзы этого типа используют для изго­товления деталей ответственного назначения, эксплуа­тируемых при повышенных скоростях перемещения, нагрузках, температуре.

Сплавы меди с никелем подразделяют на конструкци­онные и электротехнические.

Куниали (медь-никель-алюминий) содержат 6—13 % Ni, 1,5—3 % А1, остальное — медь. Они подвергаются термической обработке (закалка-старение). Куниали служат для изготовления деталей повышенной прочно­сти, пружин и ряда электротехнических изделий.

Нейзилъберы (медь-никель-цинк) содержат 15 % Ni, 20 %|§п, остальное — медь. Они имеют белый цвет, близкий к цвету серебра. Нейзильберы хорошо сопро­тивляются атмосферной коррозии. Их применяют в приборостроении и производстве часов.

Мельхиоры (медь-никель и небольшие добавки желе­за и марганца до 1 %) обладают высокой коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления тешгаоб-менных аппаратов, штампованных и чеканных изделий.

Копель (медь-никель-марганец) содержит 43 % Ni, 0,5 Мn, остальное — медь. Это специальный сплав с вы­соким удельным электросопротивлением, используемый для изготовления электронагревательных элементов.

Дата добавления: 2014-01-07