Медь и сплавы на основе меди

Чистая медь по своим свойствам близка к серебру и золоту. Последние не окисляются на воздухе и называются благородными металлами. Медь окисляется слабо и считается полублагородным металлом. Поэтому медь (в виде сплавов) широко используется в ювелирном деле и при отливке скульптур. Особо ценными являются ее технические свойства – электропроводность и теплопроводность. Высокая электропроводность обуславливает ее преимущественное применение в электротехнике как проводникового металла. После серебра медь стоит на втором месте по электропроводности. Все примеси и наклеп уменьшают электропроводность. Поэтому, если провода не должны быть особо прочными, применяют отожженную медь. Для подвесных проводов, где требуется прочность, применяют нагартованую медь или медь с добавками упрочнителей. Высокие теплопроводные свойства меди используются при изготовлении нагревательных индукторов, кристаллизаторов и т.д. Медь поставляется по ГОСТ 859-78 и маркируется буквой М с цифровым индексом, который показывает степень чистоты меди. Поскольку степень очистки от примесей зависит от технологии получения меди, после цифрового индекса могут стоять буквы, обозначающие: к – катодная, б – безкислородная, р – раскисленная, вч – высокая чистота. Медь может содержать в своем составе до 12 примесей. Следующим положительным качеством меди является ее способность сплавляться со многими элементами, приобретая положительные свойства. Поэтому медь является основой многих распространенных сплавов: латуней, бронз и медно-никелевых сплавов (мельхиор, монель, нейзильбер, константан и др.).

Латуни

Латуни – сплавы меди с цинком. Обозначаются латуни буквой Л и цифрами, указывающими процент меди в сплаве. Согласно ГОСТ 15527-70 нормировано 8 марок простых латуней Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63 и Л60. До ста процентов в сплаве содержится цинк (таблица 15).

Если латуни содержат третий, четвертый компонент и более, то такие латуни именуются сложными или специальными. Все добавляемые в латуни элементы обозначаются начальными буквами от названия химического элемента: О – олово, С – свинец, А – алюминий, Ж – железо, Н – никель, К – кремний, Мц – марганец, Мш – мышьяк.

Обозначаются сложные латуни следующим образом: после «Л» стоят индексы легирующих элементов, первая после букв двузначная цифра – содержание меди, последующие цифры – содержание компонентов в той последовательности, в какой приведены в буквенной части. Например, ЛМцОС 58-2-2-2 содержит 58% Сu, и по 2% марганца, олова и свинца, 36% – Zn (остальное). Латуни подразделяются на деформируемые и литейные. Литейные латуни имеют последней букву «Л»: ЛК-80-3Л, ЛАЖ60-1-1-Л, ЛС59-1Ли поставляются в виде чушек по ГОСТ 1020-77.

Таблица 15 - Марки, состав и назначение латуней (ГОСТ 15527-70)

Бронзы

Классической бронзой является сплав меди с оловом. Но ввиду дефицитности олова и желания получить более широкий спектр свойств широкое применение нашли сплавы меди с алюминием, кремнием, марганцем, бериллием и др. Обозначение бронз начинается с букв «Бр», после которых ставятся буквы, обозначающие добавки, а затем цифры, указывающие процент добавок: бронза БрОЦ 4-3 содержит 4% олова, 3% цинка и 93% меди. В бронзы вводятся те же элементы, которыми легируют латунь, и обозначаются они так же. Но два элемента фосфор и бериллий встречаются только в составе бронз. Фосфор вводится в оловянистые бронзы как раскислитель, устраняющий хрупкие включения окиси олова (SnО). А бериллий в количестве 2% создает оригинальную термически упрочняемую бронзу БрБ2.Бронзы по способу обработки или способу получения делятся на деформируемые и литейные. Литейные бронзы отмечаются буквой «Л» в конце марки: БрАЖН 10-4-4Л.По химическому составу бронзы делятся на 2 группы, поставляемые по ГОСТам: бронзы оловянистые ГОСТ 5017-74, бронзы безоловянистые ГОСТ 18175-78(таблица 16).

Таблица 16 - Химический состав, свойства и назначение некоторых марок бронз (ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78)