Сплавы меди

Сплавы меди

Медь относят к цветным металлам. Он обладает высокими показателями тепло- и электропроводимости. Она подлежит обработке всеми традиционными технологиями – литье, давление, точение и пр.

Производители выпускают 11 марок чистого металла. Для ее получения используют медный колчедан и некоторые другие руды. На основании этого цветного металла разработано и производится большое количество соединений.

Физико-химические свойства меди

В естественной среде (на воздухе) у меди яркий желто-красный оттенок. Этот цвет придает металлу оксидная пленка, образующаяся на его поверхности. Чистый металл – это довольно мягкий материал, он легко подвергается прокату и вытяжке. Но использование при его получении определенных примесей позволяет увеличить ее твердость и изменить другие параметры.

Плотность этого материала равна 8890 кг/ м 3 , температура плавления лежит в пределах 1100 °C.

Ключевым свойством, которое определило применяемость в быту и производстве. Кроме высокой электропроводимости меди свойственна высокая теплопроводности. Использование таких примесей, как железо, олово и некоторые другие оказывают существенное влияние на ее свойства.

Кроме названных параметров, у меди высокая температура плавления и кипения. Медь обладает высокой стойкостью к воздействию коррозии.

Физические параметры меди позволяют получать из нее различную продукцию, например, проволоку толщиной в несколько микрон.

Медь и ее соединения нашли свое применение, в первую очередь, в электротехнической промышленности, впрочем без нее вряд ли обойдется любая другая область промышленности.

Особенности оксида меди

Соединение кислорода и меди называют оксидом. В природе он существует как кристаллы красно-коричневого цвета. Это соединение применяют для окрашивания изделий из стекла, керамики и пр. Его вводят в состав красок применяемых для окрашивания днищ морских и речных судов.

Это вещество обладает небольшой токсичностью, но в целом представляет опасность только для мелких грызунов.

Медь и ее сплавы как источник цветного вторичного металла

На практике существует два типа сплавов – латунь и бронза. Между тем их можно разделить еще на несколько групп.

Бронза с большим содержанием алюминия. Ее применяют для изготовления деталей, которые работают под воздействием высоких температур и в агрессивных средах, например, морской воде.

Бронза со свинцом – это материал, обладающий высокими антифрикционными свойствами, и это широко применяется в промышленности.

Добыча цветных металов – это дорогостоящее предприятие и поэтому, многие детали и узлы производят из вторичного металла.

То есть существует множество пунктов приема вторичного сырья. Они специализируются на утилизации лома медного сплава и передаче его на заводы по производству цветного металла. Такой подход в итоге позволяет замещать множество изделий, для изготовления которых идет добытая медь и соединения полученные из нее.

Латунь

При введении в расплав меди цинка, получают сплав под названием латунь. Существует двухкомпонентная латунь, в нем содержаться только медь и цинк. Кроме нее промышленность выпускает специальные сплавы, в состав которых входят многочисленные легирующие элементы.

Применение цинка, как компонента сплава существенно повышает прочностные параметры меди. Максимальной пластичности достигает латунь, в состав которой входит порядка 40% цинка.

Большая часть произведенной латуни, используют для производства катаных изделий – труб, листа, проволоки и многих других.

При маркировке латуни используют набор букв и цифр. Буква Л, говорит о том, что это латунь. Затем следует набор символов, показывающий какие материалы, входят в состав этого сплава. Надо отметить, то, что содержание цинка не показывается. Для того, что бы его узнать, надо из 100% отнять, входящее в медный сплав количество основного материала и других элементов. Например, латунь Л90, содержит в себе 90% меди, а остальное составляет цинк.

Если сравнивать характеристики латуни и меди, то надо отметить, что у латуни более высокие прочностные параметры, она отличается стойкостью к воздействию коррозии.

По технологическому предназначению из разделяют на литейные и те, которые обрабатывают под давлением. Последние называют деформируемыми.

Бронза

Так называют сплав меди и олова. Кроме последнего в бронзу могут входить алюминий, кремний, свинец и многие другие вещества. Сплавы этого типа можно разделить на те, которые обрабатывают под давлением и литьем.

Маркировка этого медного сплава выполняется следующим образом – Бр, обозначает бронзу, затем идут буквенно-цифровые обозначения, показывающие содержание других элементов смеси.

Производители выпускают оловянистые бронзы, то есть выполненные с большим содержанием олова. И те, которые получены без его участи. Сплав меди с оловом может использоваться при производстве вкладышей для подшипников скольжения.

Маркировка по ГОСТ

Медные сплавы подразделяют в соответствии со своими техническими характеристиками:

• литейные;
• деформируемые;
• термически упрочняемые;
• термически неупрочняемые.

Латунь обозначают буквой Л, бронзы – Бр. Затем следуют буквы, которые показывают наличие других химических веществ. Например, Мц – обозначает наличие марганца, С – свинец и пр. Цифры, которые идут далее сообщают о процентном содержании примесей в сплаве.

Применение сплавов

Бронзы и латунь применяют во всех отраслях промышленности, в первую очередь в электротехнической промышленности.

При производстве трубопроводной арматуры, например, при производстве клапанов, вентилей и пр. Кроме этого, медные сплавы применяют при создании систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Бронзы используют при производстве антифрикционных изделий, например, устанавливаемых в подшипники скольжения.

Медные сплавы могут работать в агрессивных средах, например, в морской воде, жидком топливе и пр.

Не последнюю роль бронза играет и в украшении интерьеров зданий и сооружений. В частности, оловянистые бронзы использовали еще в древнем мире для создания предметов искусства и роскоши.Производители выпускают на рынок широкий ассортимент продукции, выпускаемой из латуни и бронзы.

Фигурки из бронзы и латуни

Так, на рынке можно приобрести трубы, которые получены методом холодной деформации. Они поставляются в трех состояниях – мягком, полутвердом, твердом.
Листы и полосы получают с применением холодного проката. При этом листы обладают следующими габаритами 600-3000Х1000-6000 мм. По состоянию материала холоднокатаные листы и полосы изготовляют мягкими, полутвердыми и твердыми.

Для производства проволоки используют латунь марок Л63 или Л68. Они поставляются или в виде прутков длиной до 6 м, либо свернутыми в бухты, длиной в 10 м.

Из бронзового сплава БрАЖМц производят прутки разного диаметра и длиной до 6 метров.

Бронза (сплав меди)

Оловянная Б. — древнейший сплав, выплавленный человеком (см. Бронзовый век ). Первые изделия из Б. получены за 3 тыс. лет до н. э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углём. Значительно позднее Б. стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов. Б. применялась в древности для производства оружия и орудий труда (наконечников стрел, кинжалов, топоров), украшений, монет и зеркал. В средние века большое количество Б. шло на отливку колоколов. Колокольная Б. обычно содержит 20% олова. До середины 19 в. для отливки орудийных стволов использовалась так называемая пушечная (орудийная) Б. — сплав меди с 10% олова. В 19 в. началось применение Б. в машиностроении (втулки подшипников, золотники паровых машин, шестерни, арматура). Особенно ценными для машиностроения оказались антифрикционные свойства (см. Антифрикционные материалы ) и стойкость против коррозии оловянных Б. В развитых промышленных странах появилось большое число марок машинных Б. разного состава, содержавших до 10—15% олова, до 5—10% цинка, а также небольшие добавки свинца и фосфора. В 20 в. начали изготовлять заменители оловянных Б., не содержащие дефицитного олова и часто превосходящие их по многих свойствам. Наиболее распространены алюминиевые Б. с 5—12% алюминия и добавками железа, марганца и никеля. В 20—30-е гг. разработаны безоловянные Б. (бериллиевые, кремненикелевые и др.), способные сильно упрочняться при закалке с последующим искусственным старением (см. Термическая обработка ). Например, сплав меди с 2% бериллия после термической обработки приобретает большую прочность, чем многие стали, и очень высокий предел текучести — 1280 Мн/м 2 (128 кгс/мм 2 ). Разнообразные Б. играют важную роль в современном машиностроении, авиации и ракетной технике, судостроении и др. отраслях промышленности. См. также Медные сплавы . Лит.: Смирягин А. П., Промышленные цветные металлы и сплавы, 2 изд., М., 1956: Новиков И, И., Захаров М. В., Термическая обработка металлов и сплавов, М., 1962. И. И. Новиков.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Полезное

Смотреть что такое «Бронза (сплав меди)» в других словарях:

Бронза сплав — (химич.) Так называются сплавы меди с оловом в различных пропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, а также некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем, фосфором, кремнием и др., в небольших… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Бронза, сплав — (химич.) Так называются сплавы меди с оловом в различных пропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, а также некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем, фосфором, кремнием и др., в небольших… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

БРОНЗА — (франц. bronze, от итал. bronzo, от brunizzo коричневый). Сплав меди, олова и цинка, похожий, по внешнему виду, на золото. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БРОНЗА сплав меди и олова, часто с примесью … Словарь иностранных слов русского языка

БРОНЗА — сплав меди с различными цветными металлами. Типовой состав техн. Б. медь с оловом; для удешевления и придания специальных свойств к Б. прибавляют цинк, свинец, марганец, кремний, фосфор, алюминий, железо и другие металлы. Содержание этих примесей … Технический железнодорожный словарь

бронза — ы; ж. [франц. bronze] 1. Сплав меди с оловом и другими металлами (свинцом, алюминием и т.п.). Изделия из бронзы. Отлить бюст в бронзе. 2. собир. Художественные изделия из такого сплава. Коллекционировать бронзу. Выставка бронзы. 3. Разг.… … Энциклопедический словарь

Бронза — (химич.). Так называются сплавы меди с оловом в различныхпропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, атакже некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем,фосфором, кремнием и др., в небольших количествах) … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

бронза — ы ж. bronze m., нем. Bronze < , ит. bronzo. 1. Сплав меди с оловом и некоторыми другими м металлами. Сл. 18. Смесь меди. олова и цинка. Украсить стол бронзою. САР 1806 1 316. Видел .. статуй древних из бронза. АК 1 222. Бронса, то есть медь,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

бронза — Сплав на основе меди. Главные легирующие добавки: Sn, Al, Be, Si, Pb, Cr и др. элементы, исключая Zn и Ni. Соответственно б. наз. оловянной, алюминиевой, бериллиевой, кремнистой, марганцевой, хромистой и т.д. Содержание основных легирующих… … Справочник технического переводчика

БРОНЗА — сплав на основе меди, в котором главными добавками являются олово, алюминий, бериллий, кремний, свинец, хром или др. элементы, за исключением цинка и никеля; Б. называется соответственно оловянистой, алюминиевой, бериллиевой и т. д. Сплав меди с… … Большая политехническая энциклопедия

бронза бериллиевая — Сплав меди с бериллием. Наибольшее распространение получила бронза марки Бр Б2, содержащая 2 % Be. Бериллиевая бронза относится к дисперсионно твердеющим сплавам и характеризуется высокой прочностью и упругостью, высокой химической стойкостью,… … Справочник технического переводчика

Как называется сплав меди с цинком?

Огромная часть добываемых металлов используется в промышленности в виде сплавов. Их научились изготавливать ещё до нашей эры. Что такое сплавы? Как называется сплав, основа которого составляет медь и цинк? Где он применяется? Ответы на эти вопросы — в статье.

Что такое сплавы?

Сплавы представляют собой материалы из смеси нескольких металлов и других элементов. Они могут содержать случайные примеси природных компонентов. Одним из первых известных сплавов была бронза. Изделия из неё человек создавал ещё в IV тысячелетии до нашей эры.

Сплавы изготавливают для улучшения качества металлов. Например, чтобы золотые украшения дольше служили, были прочнее или имели определенный оттенок, к ним добавляют небольшую долю никеля, платины, цинка или серебра.

Смешав несколько компонентов, можно изменить свойства металла, повысить температуру плавления и ковкость, придать прочности и твердости, увеличить износоустойчивость. Наиболее распространенными сплавами являются бронза, латунь (сплав меди с цинком), чугун, сталь, баббит, победит, дюралюминий.

Их используют в машиностроении, строительстве, промышленности, авиастроении и т.д. Из смеси никеля, магния и кобальта делают магниты. Олово со свинцом раньше использовали для изготовления столовых приборов, а чугун широко применялся для изготовления бытовых предметов, например, сковородок или утюгов.

Сплав меди с цинком

Смесь меди и цинка называется латунью. Как и бронза, она появилась ещё до нашей эры. С тех пор технология ее изготовления несколько поменялась. Раньше, чтобы сделать латунь, смешивали медь с древесным углем и цинковой рудой. В XVIII веке англичанин Джеймс Эмерсон предложил смешивать сами металлы без использования руды.

Основу латуни представляет медь. Содержание цинка варьирует от 5 до 45 процентов. Из-за желтоватого цвета, напоминающего золото, в Древнем Риме латунь называли орихалком, что буквально означает «златомедь».

Сплав меди с цинком не всегда ограничивается только этими металлами. Он может содержать немного олова, свинца, железа, марганца, никеля и других компонентов. Если олова добавить больше, чем цинка, получится уже совершенно другой материал – оловянная бронза.

Свойства латуни

В зависимости от количества цинка цвет и качества латуни варьируются. Чем его меньше, тем цвет материала более красный и насыщенный. Если сплав меди с цинком не содержит других элементов, он называется простой латунью, которая разделяется на два вида: томпак (цинка до 20 %) и желтая латунь (цинка от 20 %).

Материал латунь является очень пластичным и проявляет большую стойкость к коррозии, чем медь. Температура плавления составляет от 880 о С до 950 о С, с большими пропорциями цинка она уменьшается. Металл отлично поддается сварке, прокату и обработке давлением.

На влажном воздухе желтая латунь растрескивается. Исправить это можно при помощи отжига при температуре 250 о С. Многокомпонентная латунь лучше противостоит коррозии и является прочнее. Добавление в состав олова способствует стойкости к морской воде.

Содержание примесей в сплаве можно найти на маркировке изделия. Заглавные буквы указывают на название компонентов. Вначале идет букв «Л», затем остальные добавочные (легирующие) элементы. После них в соответствии с буквенным порядком указано процентное содержание веществ, причем первые две цифры говорят о количестве меди в сплаве. Так, маркировка ЛАЖ60-1-1 означает, что латунь состоит из 60 % меди, 1 % алюминия и 1 % железа, остальное количество приходится на цинк.

Где используют латунь?

Латунь обладает хорошей теплоемкостью. Неслучайно в Древней Руси из нее делали самовары. В Риме при Октавиане Августе из латуни чеканились монеты сестерции и дупондии. В Средневековье она использовалась для изготовления украшений, обрамления компасов, оформления предметов искусства.

И сейчас материал используют повсеместно. Из латуни делают бижутерию и мелкие предметы интерьера. Специальная техника искусственного состаривания придает изделиям из латуни особый шарм. Из нее отливают статуэтки, дверные ручки, рамы для зеркал.

Высокие технологические свойства латуни позволяют использовать материал для производства мелких строительных деталей, трубок, пластин, лент и проволок. Сплав со свинцом используют для автомобилей и часов, томпак применяют для плакирования стали и изготовления радиаторных труб. Из состава с содержанием алюминия 0,5 % изготавливают знаки отличия, так как он обладает золотистым оттенком.

Характеристики и применение латуни – сплава меди с цинком

Наверняка многие знают, что представляет собой латунь. И многим известно, что это сплав меди с цинком, в котором дополнительно содержится и ряд других элементов – железо, свинец, марганец, никель и др. Однако ключевая роль в данном сплаве принадлежит цинку.

Характеристики сплава меди с содержанием цинка

Для сплава меди с цинком характерны такие свойства, как устойчивость к коррозии и высокая прочность. Уровень коррозионной устойчивости латуни находится посередине значений данного параметра у меди и второго металла – цинка.

Применение сплава меди с цинком в производстве изделий сложных форм, но с небольшими геометрическими размерами оправдано его технологическими свойствами. Такой материал (как медь и ее сплавы другого типа) хорошо формуется, а готовые изделия из него легко поддаются обработке различными методами.

Виды латуни в зависимости от содержания цинка

Латунь отличается высокой текучестью и незначительной склонностью к ликвации, что делает ее идеальным материалом для производства различных деталей методом литья. Кроме того, латунь хорошо поддается обработке методом пластической деформации, что дает возможность производить из нее различные изделия методом прокатывания (проволока, ленты, листы, прокат различного профиля).

Цинк может содержаться в латуни в количестве 5–45%, сплав по такому параметру может относиться к различным категориям. Первая категория – это желтые латуни (цинка в них содержится 20–36%), вторая – красные (в них содержание цинка составляет от 5 до 20%). Вид сплава, который называется томпак, содержит до 10% цинка. Есть латуни, цинка в которых больше 45%, но их использование очень ограничено.

Для сплавов меди (в том числе и с цинком) характерна меньшая тепло- и электропроводность, если сравнивать их с основным металлом, но и стоимость их значительно меньше. Учитывая этот факт, а также то, что по основным характеристикам – механическим, технологическим, а также антифрикционным – такие материалы мало чем отличаются от основного металла, использовать их экономически целесообразнее.

Цилиндр из латуни

Латунь, состоящая из двух и более компонентов

Среди сплавов меди с цинком выделяют не только красные и желтые, но и двух-, а также многокомпонентные латуни. В состав двухкомпонентных сплавов входят преимущественно медь и цинк, остальных включений в них совсем немного. Сюда, в частности, относится томпак, цинка в котором, как отмечалось выше, содержится не более 10%. Количество меди в таком сплаве может доходить до 97%, а ее минимальное содержание составляет 88%.

Двухкомпонентные латуни могут быть одно- и двухфазными. В однофазных, отличающихся высокой пластичностью, цинк присутствует в состоянии твердого раствора. Если сравнивать однофазные и двухфазные латуни, вторые менее пластичны, но обладают большей прочностью, цинка в таких сплавах содержится более 39%.

Как однофазные, так и двухфазные латуни нельзя подвергать деформации при высоких температурах (300–700 градусов Цельсия). При таких условиях в них формируется зона хрупкости.

В структуре сплава меди с цинком, относящегося к категории многокомпонентных, есть дополнительные легирующие элементы. Перечислим их.

• Никель увеличивает коррозионную устойчивость сплава, а также его прочность.
• Олово увеличивает не только прочность, но и устойчивость сплава к воздействию соленой воды.
• Кремнием сплав обогащается для того, чтобы улучшить антифрикционные характеристики изделий из него. Однако этот элемент ухудшает прочность, а также твердость сплавов.
• Свинец при добавлении в сплав значительно улучшает обрабатываемость изделий из него посредством режущих инструментов. Между тем свинец ухудшает механические характеристики сплава.
• Марганец, как и олово, улучшает прочность и коррозионную устойчивость сплавов. Как правило, наряду с марганцем в латунь добавляют олово, железо и алюминий, что значительно повышает эффект от использования этого легирующего элемента.
• Комбинируя легирующие элементы, добавляемые в латунь, можно получать сплавы меди с требуемыми качественными и технологическими характеристиками, а также придавать им особые свойства, если в этом есть необходимость.

Маркировка сплавов, состоящих из меди и цинка

Маркировка сплавов меди, в которых содержится цинк, основана на достаточно несложном принципе. В обозначении любого сплава меди с цинком (как двух-, так и многокомпонентного) есть буква «Л», которая стоит первой. В двухкомпонентных сплавах за этой буквой следуют цифры, обозначающие содержание меди в целых процентах. Таким образом, по этой цифре можно сразу узнать, сколько процентов меди содержится в данной марке латуни.

Более сложной маркировкой отличаются многокомпонентные латуни, в обозначении которых присутствует сразу несколько букв и цифр. Первой буквой является «Л», по которой становится понятно, что перед нами латунь, за этой буквой следуют буквенные обозначения различных легирующих элементов. Вторая часть маркировки многокомпонентных сплавов – это процентное содержание легирующих элементов, указанных в буквенной части маркировки. Для большего удобства цифры, соответствующие содержанию каждого легирующего элемента, разделены между собой дефисами. Порядок расположения цифр в маркировке многокомпонентных латуней такой:

1. первая двухзначная цифра – это содержание меди;
2. остальные цифры, разделенные дефисами, соответствуют содержанию легирующих элементов, указанных в буквенной части маркировки.

Памятка по маркировке латуни

Чтобы было более понятно, разберем, какие элементы содержатся в сплаве меди с цинком марки ЛАЖМц66-6-3-2. Согласно первой цифре, в данном сплаве содержится 66% меди, затем следует Алюминий (6%), Железо (3%) и Марганец (2%). Если просуммировать эти цифры, то можно определить, что меди с остальными элементами в данной латуни содержится 77%. Оставшиеся 23% составляет цинк.

Несколько иначе маркируются латуни, относящиеся к категории литейных. В их маркировке сразу после букв, обозначающих легирующие элементы, ставятся цифры, соответствующие их процентному содержанию. К примеру, в сплаве марки ЛЦ40Мц1,5 содержится:

• 40% цинка;
• 1,5% марганца;
• оставшиеся 58,5% составляет медь.

Латуни, относящиеся к категории деформируемых и литейных сплавов

Латуни, относящиеся к категории деформируемых сплавов, отличаются повышенной устойчивостью к коррозии, они очень пластичны и обладают исключительными антифрикционными характеристиками. Сплавы меди с цинком этой категории хорошо свариваются с изделиями из стали. Это свойство дает возможность использовать их для производства различных биметаллических конструкций. Желтая латунь имеет привлекательный внешний вид, благодаря чему ее часто используют для производства различной фурнитуры и декоративных изделий.

Латуни, относящиеся к категории деформируемых сплавов, используются для производства:

• конденсаторных труб (для этих целей требуются латуни марок ЛМш68-0,05, ЛО60-1, ЛО62-1, ЛО70-1, ЛО90-1, ЛА77-2);
• обладающих повышенной коррозионной устойчивостью деталей машин, речных, морских судов (здесь применяется латунь марок Л68, Л80, Л90);
• деталей, которые производятся методом резки (для производства таких деталей используется латунь марки ЛЖС58-1-1);
• различных втулок, крепежных изделий – болтов, гаек и т.п. (для производства таких изделий применяются латуни марок ЛС59-1, ЛМц58-2, ЛС60-1);
• матриц, которые используются в полиграфической промышленности (для таких изделий требуется латунь марки ЛС64-2).

Состав и свойства различных видов латуни

Латуни, относящиеся к категории литейных сплавов, применяются для производства таких изделий, как: