Медь относится к группе цветных металлов, наиболее широко применяемых в промышленности. Порядковый номер меди в периодической системе Д. И. Менделеева — 29, атомный вес А = 63,57. Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК) с периодом а = 3,607 Å.
Удельный вес меди g = 8,94 г/см3, температура плавления — 1083 0С. Чистая медь обладает высокой тепло — и электропроводностью. Удельное электрическое сопротивление меди 0,0175 мкОм×м, теплопроводность l = 395 Вт/(м×град). Предел прочности sв = 200…250 МПа, твердость 85…115 НВ, относительное удлинение d = 50 %, относительное сужение y = 75 %.
Медь — немагнитный металл. Она обладает хорошей технологичностью: обрабатывается давлением, резанием, легко полируется, хорошо паяется и сваривается, имеет высокую коррозионную стойкость. Основная область применения — электротехническая промышленность.
Электропроводность меди существенно понижается при наличии даже очень небольшого количества примесей. Поэтому в качестве проводникового материала применяют в основном особо чистую медь М00 (99,99 %), электролитическую медь М0 (99,95 %), М1 (99,9 %). Марки технической меди М2 (99,7 %), М3 (99,5 %), М4 (99,0 %).
В зависимости от механических свойств различают медь твердую, нагартованную (МТ) и медь мягкую, отожженную (ММ).
Вредными примесями в меди являются висмут, свинец, сера и кислород. Действие висмута и свинца аналогично действию серы в стали; они образуют с медью легкоплавкие эвтектики, располагающиеся по границам зерен, что приводит к разрушению меди при ее обработке давлением в горячем состоянии (температура плавления эвтектики соответственно 270 0С и 326 0С).
Сера и кислород снижают пластичность меди за счет образования хрупких химических соединений Сu2O и Сu2S.
В качестве конструкционного материала технически чистую медь применяют редко, так как она имеет низкие прочностные свойства, твердость. Основными конструкционными материалами на основе меди являются сплавы латуни и бронзы. Для маркировки медных сплавов используют следующее буквенное обозначение легирующих элементов:
- О — олово; Ц — цинк; Х — хром;
- Ж — железо; Н — никель; С — свинец;
- К — кремний; А — алюминий; Ф — фосфор;
- Мц — марганец; Мг – магний; Б – бериллий.
Латуни
Латуни — это медные сплавы, в которых основным легирующим элементом является цинк.
В зависимости от содержания цинка латуни промышленного применения бывают:
- однофазные a — латуни, содержащие до 39 % цинка (это предельная растворимость цинка в меди);
- двухфазные (a+b|)- латуни, содержащие до 46 % цинка;
- однофазные b|- латуни ,содержащие до 50 % цинка.
Однофазные a- латуни пластичны, хорошо обрабатываются резанием, давлением при температурах ниже 300 0С и выше 700 0С (в интервале от 300 0С до 700 0С — зона хрупкости). С увеличением содержания цинка прочность латуней повышается. В латунях b|- фаза представляет собой упорядоченный твердый раствор на базе электронного соединения СuZn с решеткой ОЦК, она хрупкая и прочная. Поэтому, чем больше в латунях b|- фазы, тем они прочнее и менее пластичны. Практическое применение имеют латуни с содержанием цинка до 42…43 %.
Латуни, обрабатываемые давлением, маркируются буквой Л (латунь), после которой ставятся буквенные обозначения легирующих элементов; цифры, следующие за буквами, указывают содержание меди и количество соответствующего легирующего элемента в процентах. Содержание цинка определяется по разности от 100 %. Например, латунь Л62 содержит 62 % Сu и 38 % Zn. Литейные латуни маркируются буквой Л, после которой ставится содержание цинка и других легирующих элементов в процентах. Количество меди определяется по разности от 100 %. Например, латунь ЛЦ36Мц20С2 содержит 36 % Zn, 20 % Mn, 2 % Pb и 42 % Сu.
К однофазным a — латуням относятся Л96 (томпак), Л80 (полутомпак), Л68, имеющая наибольшую пластичность (d = 56 %). Двухфазные (a+b|) — латуни марок Л59 и Л60 имеют меньшую пластичность в холодном состоянии, но большую прочность и износостойкость. Однофазные имеют после отжига sв = 250…350 МПа и d = (50…56) %, двухфазные — sв = 400…450 МПа и d = (35…40 %).
Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости латуни могут легироваться оловом, алюминием, марганцем, кремнием, никелем, железом и др.
Введение легирующих элементов (кроме никеля) уменьшает растворимость цинка в меди и способствует образованию b|- фазы, поэтому такие латуни чаще двухфазные (a+b|). Никель увеличивает растворимость цинка в меди, и при достаточном его содержании латунь из двухфазной становится однофазной. Свинец облегчает обрабатываемость резанием и улучшает антифрикционные свойства. Сопротивление коррозии повышают Al, Zn, Si, Mn, Ni, Sn.
В морском судостроении применяются оловянистые ”морские” латуни, например, ЛО70-1 (70 % Сu, 1 % Sn, 29 % Zn). Она используется для изготовления конденсаторных трубок, деталей теплотехнической аппаратуры.
Алюминиевые латуни
используют для изготовления конденсаторных трубок, цистерн, втулок, а также для изготовления коррозионно-стойких деталей, работающих в морской воде. Марки латуней: ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1, ЛАН59-3-2 (в электрических машинах, в хим. машиностроении). Из латуни ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 изготовляют цельнотянутые круглые трубы для производства манометрических трубок и пружин в приборах повышенного класса точности. С помощью закалки и старения sв достигает 700 МПа.
Марганцевые латуни
кроме хороших механических и технологических свойств (обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии) обладают высокой коррозионной стойкостью в морской воде, хлоридах и перегретом паре. Латуни ЛМц 58-2 и ЛМцА 57-3-1 применяются в основном для изготовления крепежных изделий арматуры.
Кремнистые латуни
характеризуются высокой прочностью (sв до 640 МПа), пластичностью и вязкостью до минус 183 0С. Латунь ЛК80-3 применяют для изготовления арматуры, деталей приборов в судо- и общем машиностроении.
Свинцовистые латуни
отлично обрабатываются резанием и обладают высокими антифрикционными свойствами. Латуни ЛС60-1, ЛС59-1 применяют для изготовления крепежных деталей , зубчатых колес, втулок.
Никелевая латунь
обладает повышенными механическими (sв до 785 МПа) и коррозионными свойствами, обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии. Латунь ЛН65-5 применяется для изготовления манометрических и конденсаторных трубок, различного вида проката.
Литейные латуни
содержат те же элементы, что и латуни, обрабатываемые давлением; от последних литейные отличает, как правило, большее легирование цинком и другими металлами. Вследствие этого они обладают хорошими литейными характеристиками.
Ответы на кроссворд дня № 21137 из «Одноклассников»
21136 21138
По горизонтали: — Сплав, называемый жёлтой медью — «Коллега» журнала «Весёлые картинки» — Один из крупнейших городов Японии — Жаропрочный сплав — Место пыток, тюремных истязаний — Узаконенная свобода — Венценосный город Казахстана — Хулиган, друг Сыроежкина и Электроника — Шалаш якутов, обтянутый берестой — Баян с клавишами вместо кнопок — «Маугли» на древнеримском троне — Непременная характеристика всех юбок — Литературное амплуа Еврипида — Соединительная часть кожи — Причина подъёма заставы «в ружьё!» — Менделеев его определил 82-м по счету — Речное грузовое судно — Среднее между вареньем и джемом — Живущий на проценты с капитала
По вертикали: — Северный сосед Фиджи — Присвоение, завоевание — Немецкий физик Макс .. — Японские «бронестихи» — Земляк эквадорца, бразильца и чилийца — Паровая машина двойного действия — Японский город, на который сбросили атомную бомбу — Продолжительная пальба из орудий — Мастер, прораб, бетонщик, каменщик — Деревянный забор, плетень — Панама мексиканца — Сын последнего царя Вавилонии — Римский император с «музыкальным» именем — Один из солистов группы «На-На» — Длинный крепежный стержень — Потомок русских и эскимосов
ТОМПАК — Сплав меди с цинком, имеющий золотистый цвет и употребляющийся для изготовления дешевых украшений, хозяйственно-бытовых предметов и т.п.
НИХРОМ — Сплав никеля, железа и хрома, не поддающийся окислению как при обычных, так и при высоких температурах.
ЗАСТЕНОК — Место пыток, тюремных истязаний.
ПРАВО ср. 1. Совокупность устанавливаемых и охраняемых государственной властью норм и правил, регулирующих отношения людей в обществе. // Совокупность законов и постановлений государства, относящихся к какой-л. стороне общественного устройства, жизни и деятельности общества. // Совокупность международных соглашений, договоров, регулирующих взаимоотношения государств по каким-л. вопросам. // Научная дисциплина, изучающая правовое законодательство. 2. Свобода, возможность совершать, осуществлять что-л., предоставляемые законами государства. // Власть, полномочия, предоставленные кому-л., чему-л. // Преимущество, привилегия, льгота, предоставленная кому-л., чему-л. // Разрешение, дозволение, предоставленное кому-л., чему-л. // Официальное разрешение, допуск к выполнению каких-л. обязанностей, к занятию какой-л. должности, чина. 3. Обычаи, существующие в какой-л. среде, в каком-л. обществе. 4. Возможность делать что-л., действовать каким-л. образом. 5. Причина, основание, повод для какого-л. действия.
АККОРДЕОН — Разновидность гармони с клавиатурой фортепьянного типа для правой руки.
ДЛИНА — 1. Протяжение линии, плоскости, тела и т.п. в том направлении, в котором две крайние его точки наиболее удалены друг от друга. // Протяженность, расстояние между концами чего-л. 2. Продолжительность, длительность (о времени).
ТРАГИК — 1. Сценическое амплуа актера, играющего трагические роли. 2. устар. Автор трагедий.
ТРАГИК — 1. Тот, кто отличается трагическим мироощущением.
ДЕРМА — Соединительная часть кожи у позвоночных животных и у человека, расположенная под наружным слоем — эпидермисом.
ТРЕВОГА — 1. Сильное душевное волнение, беспокойство, смятение (обычно в ожидании опасности, чего-л. неизвестного). 2. Сигнал о наступающей опасности.
СВИНЕЦ — 1. Тяжелый мягкий легкоплавкий металл синевато-сероватого цвета. 2. перен. То же, что: пуля.
БАРКА — Речное деревянное несамоходное судно с отвесными бортами, применявшееся до середины XX в. для перевозки грузов.
ПОВИДЛО ср. Сладкая густая масса из протертых плодов или ягод, сваренных с сахаром или патокой.
РАНТЬЕ — нескл. Тот, кто живет на нетрудовой доход, получаемый в виде ссудного процента или дивиденда.
ВЗЯТИЕ ср. Процесс действия по знач. глаг.: взять (1-7,9,10).
ПЕРУАНЕЦ — см. перуанцы.
КОМПАУНД — 1. Паровая машина с двумя цилиндрами, в которых пар работает последовательно. 2. Компаундная масса.
КАНОНАДА — Частая и сильная стрельба из многих артиллерийских орудий.
СТРОИТЕЛЬ — 1. Специалист в области строительства. 2. Тот, кто строит что-л., занимается постройкой чего-л. 3. перен. Тот, кто создает что-л.
ГОРОДЬБА — разг.-сниж. 1. Действие по знач. глаг.: городить. 2. Ограда, изгородь, забор. // Перегородка, заграждение на реке для ловли рыбы.
СОМБРЕРО ср. нескл. Испанская или латиноамериканская широкополая шляпа.
НАГЕЛЬ — Большой деревянный или металлический гвоздь, употребляемый для скрепления частей деревянных конструкций.
КРЕОЛ — 1. Потомок испанских, португальских завоевателей в Латинской Америке. 2. Потомок от браков русских с индейцами, эскимосами и алеутами на Алеутских островах и Аляске в XVIII-XIX вв.
Медные сплавы, их свойства, характеристики, марки
Изготовление медных сплавов позволяет улучшить свойства меди, не теряя основных преимуществ данного металла, а также получить дополнительные полезные свойства.
К медным сплавам относят: бронзу, латунь и медно-никелевые сплавы.
Бронза
Сплав меди с оловом. Однако, с развитием технологий появились также бронзы, в которых вместо олова в состав сплава вводятся алюминий, кремний, бериллий и свинец.
Бронзы твёрже меди. У них более высокие показатели прочности. Они лучше поддаются обработке металла давлением, прежде всего, ковке.
Маркировка бронз производится буквенно-цифровыми кодами, где первыми стоят буквы Бр, означающими собственно бронзу. Добавочные буквы означают легирующие элементы, а цифры после букв показывают процентное содержание таких элементов в сплаве.
Буквенные обозначения легирующих элементов бронз:
- А – алюминий,
- Б – бериллий,
- Ж – железо,
- К – кремний,
- Мц – марганец,
- Н – никель,
- О – олово,
- С – свинец,
- Ц – цинк,
- Ф – фосфор.
Пример маркировки оловянистой бронзы: БрО10С12Н3. Расшифровывается как «бронза оловянистая с содержанием олова до 10%, свинца – до 12%, никеля – до 3%».
Пример расшифровки алюминиевой бронзы: БрАЖ9-4. Расшифровывается как «бронза алюминиевая с содержанием алюминия до 9% и железа до 4%».
Латунь
Это сплав меди с цинком. Кроме цинка содержит и иные легирующие добавки, также и олово.
Латуни – коррозионно устойчивые сплавы. Обладают антифрикционными свойствами, позволяющими противостоять вибрациям. У них высокие показатели жидкотекучести, что даёт изделиям из них высокую степень устойчивости к тяжёлым нагрузкам. В отливках латуни практически не образуются ликвационные области, поэтому изделия обладают равномерной структурой и плотностью.
Маркируются латуни набором буквенно-цифровых кодов, где первой всегда стоит буква Л, означающая собственно латунь. Далее следует цифровой указатель процентного содержания меди в латуни. Остальные буквы и цифры показывают содержание легирующих элементов в процентном соотношении. В латунях используются те же буквенные обозначения легирующих элементов, что и в бронзах.
Пример маркировки латуни двойной: Л85. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 85%, остальное – цинк».
Пример маркировки латуни многокомпонентной: ЛМцА57-3-1. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 57%, марганца – до 3%, алюминия – до 1%, остальное – цинк».
Медно-никелевые сплавы
- Мельхиор — сплав меди и никеля. В качестве добавок в сплаве могут присутствовать железо и марганец. Частные случаи технических сплавов на основе меди и никеля:
- Нейзильбер – дополнительно содержит цинк,
- Константан – дополнительно содержит марганец.
У мельхиора высокая коррозионная устойчивость. Он хорошо поддаётся любым видам механической обработки. Немагнитен. Имеет приятный серебристый цвет.
Благодаря своим свойствам мельхиор является, прежде всего, декоративно-прикладным материалом. Из него изготавливают украшения и сувениры. В декоративных целях является отличным заменителем серебра.
Выпускается 2 марки мельхиора:
- МНЖМц – сплав меди с никелем, железом и марганцем;
- МН19 – сплав меди и никеля.
Область применения сплавов меди
Медь обладает невысоким удельным сопротивлением. Это свойство обеспечило меди широкое применение в электротехнической промышленности. Из меди изготавливаются проводники, провода, кабели. Медь используется при изготовлении печатных плат различных электронных устройств. Медные провода используются в электрических двигателях и трансформаторах.
У меди высокая теплопроводность. Это обеспечивает ей применение при изготовлении охладительных и отопительных радиаторов, кондиционеров, кулеров.
Прочность и коррозиоустойчивость меди послужили основанием для изготовления из неё труб, находящих значительную сферу применения: в водопроводных, газовых и отопительных системах, в охладительном оборудовании, в кондиционировании.
В строительстве медь применяется при изготовлении крыш и фасадных деталей зданий.
Бактерицидные особенности меди дают ей возможность использования в медицинских заведениях как дезинфицирующего материала: при изготовлении деталей интерьера, которых люди касаются больше всего – дверных ручек, перил, поручней, бортиков кроватей и т.п.
Медные сплавы имеют не меньшую сферу применения.
Бронзы (по маркам) применяются при производстве деталей машин: паровой и водяной арматуры, элементов ответственного назначения, подшипников, втулок. Оловянистые деформируемые бронзы используют для производства сеток, используемых в целлюлозно-бумажной промышленности.
Латуни (по маркам) находят применение при производстве деталей машин в области теплотехники и химической аппаратуры. Из них изготавливают различные змеевики и сильфоны. В автомобилестроении латуни используют для изготовления конденсаторных труб, патрубков, метизов. В судостроении и авиастроении латуни также используются для изготовления деталей, конденсаторных труб, метизов. Из латуней изготавливаются детали часовых механизмов, полиграфические матрицы.
Мельхиор МНЖМц используется для производства конденсаторных трубок морских судов, работающих в наиболее тяжёлых условиях. Мельхиор МН19 используется для изготовления медицинских инструментов, монет, украшений, столовых приборов.
