11.2. Медь и ее сплавы

Медь - тяжелый металл (плотность 8,94 г/см )красно-розового цвета: находится в 1 группе Периодической системы, полиморфных превращений не имеет: кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке с параметром а=0,36094 нм. Физические свойства меди приведены выше.

На поверхности меди образуется плотная оксидная пленка, поэтому медь имеет высокую коррозионную стойкость в пресной и морской воде, в атмосферных условиях и различных химических средах: органических кислотах, едких щелочах, сухих газах. Однако медь не противостоит действию азотной и соляной кислот, горячей концентрированной серной кислоты, аммиака.

Механические свойства меди существенно зависят от присутствующих в ней примесей.

Марка меди МОО МО Ml M2 M3 M4

Сu% 99,99 99,95 99,9 99,7 99,5 99,0

Примеси, %. 0,01 0,05 0,1 0,3 0,5 1,0

В технически чистой меди примесями являются Bi, Sb, As, Fe, Ni, РЬ, Sn, S, 0. Эти примеси попадают в медь при производстве ее из медных руд и резко снижают тепло и электропроводность.

Наиболее чистую медь, марок МОО, МО, Ml, содержащую не более 0,1% примесей, применяют для проводников тока. Медь остальных марок, более загрязненная примесями, пригодна только для производства сплавов различного состава и качества (MS, M4). Висмут и свинец даже в тысячных долях процента, резко ухудшают способность меди обрабатываться путем прокатки или волочения. С этими элементами медь образует легкоплавкие эвтектики, которые, располагаясь по границам зерен, при нагреве расплавляются и вызывают горячеломкость меди, т.е. приводят к разрушению металла при горячей деформации.

Классификация медных сплавов

Для повышения прочностных свойств медь легируют цинком, оловом, алюминием, марганцем, железом, кремнием, никелем.

Наиболее распространена классификация медных сплавов по химическому составу.

Латунями называют сплавы меди с цинком, а иногда с добавками небольшого количества, некоторых других элементов. Из цветных сплавов латуни являются самыми распространенными.

Латуни обозначают буквой Л, справа от которой пишут буквенные обозначения специально вводимых (кроме Zn) элементов, цифру, указывающую процент меди, и затем проценты специальных элементов в той же последовательности, в какой записаны сами элементы. Элементы обозначают русскими буквами: 0 - олово; Ц - цинк; С - свинец; Ж -железо; М - марганец; Н -никель; К - кремний; А - алюминий т.д.. Например, Л90 означает, что латунь содержит 90% Сu, остальное (10%) Zn, ЛАЖМц 66-6-З-2 означает латунь, содержащую 66% Сu, 6% А1, 3% Fe, 2% Мц, остальное (23 %)Zn.

Бронзами называют сплавы меди с оловом (бронзы оловянные) алюминием, кремнием, бериллием, свинцом (бронзы безоловянные).Кроме основных указанных элементов бронзы дополнительно легируют(фосфором. цинком, марганцем, железом, никелем, титаном).

Бронзы маркируют буквами Бр, справа пишут элементы, входящие в бронзу: 0 - олово; Ц -цинк; С - свинец: Ф - фосфор; Н - никель;

К - кремний и т.д., в том же порядке пишут содержание элементов в процентах,. Например, БрОЦ4-3 означает, что в бронзе в среднем 4% Sn, 3% цинка,остальное медь; бронза БрАЖМц 10-3-1,5 содержит в среднем 10% А1, 3% Fe, 1,5% марганца, а остальное медь. По способу производства полуфабрикатов и изделий медные сплавы (латуни и бронзы) подразделяют на деформируемые и литейные, а по способности к термическому упрочнению - на термически упрочняемые и термически не упрочняемые.