Мідь і її основні і популярні сплави

Мідь і її сплави - відмінне речовина, яке застосовується у всіх галузях промисловості. Зараз складно уявити життя без цього металу.

Мідь - метал, який необхідний у всіх галузях промисловості

Основні факти

Мідь є дуже важливим матеріалом для людини. Першими знаряддями праці у людей були саме мідні вироби. Раніше обробка металу проводилася холодним методом, що підтверджують різні археологічні знахідки на території Північної Америки. Ще до приїзду Колумба індіанці зберегли такі традиції. Встановлено, що ще 7 000 років тому людина добувала і використовував мідну руду. Саме завдяки його піддатливості він став дуже популярним.

Мідь має червонуватий відтінок за рахунок невеликої кількості кисню в складі. Якщо повністю виключити цей елемент, то відтінок буде жовтуватим. Якщо начистити мідь, то вона буде мати яскравий блиск. Чим більше буде валентність, тим слабкіше відтінок. Наприклад, мідні карбонати зазвичай мають зелений або синій колір.

Після срібла мідь є другим металом, який володіє хорошою електропровідністю. Через це він активно застосовується в електроніці. Мідь погано реагує на кисень. Вона покривається плівкою через окислення на свіжому повітрі.

Мідний оксид можна отримати, якщо прожарити мідь, гідрокарбонат або нітрат на повітрі. Це з'єднання здатне окісляюще впливати на з'єднання органічного характеру.

Якщо розчинити мідь в сірчаної кислоті, то виходить мідний купорос. Його застосовують в хімічній промисловості, а також використовує в якості профілактики шкідників врожаю.

Залежно від впливу домішок на характер загального мідного сплаву можна виділити 3 основні групи.

До першої належать ті сполуки, які разом з міддю створюють тверді речовини. Це стосується миш'яку і сурми. Сюди ж відносяться залізо, цинк, нікель, олово, алюміній, фосфор і інші.
Другу групу складають сполуки, які практично не розчиняються в міді. Прикладом є вісмут, свинець та інші. Через них обробка за допомогою тиску утруднена. На здатність до електропровідності це практично не впливає.
Третя група - це сірка і кисень. Разом з міддю вони створюють хімічні сполуки, які відрізняються своєю крихкістю.

Маркування по ГОСТ

Існують різні маркування міді

Залежно від добавок, домішок і їх частки в загальному обсязі, сплав має різні властивості. Це може бути стійкість до корозії, міцність, антифрикційний ефект та інше. Найпоширенішими є суміші міді з алюмінієм, цинком, марганцем, магнієм. Але в промисловості застосовуються варіанти і з іншими хімічними речовинами.

Розроблено спеціальна таблиця з маркуванням міді і її характеристиками. Вона застосовується, коли потрібно визначити склад за класифікацією ГОСТ.

У більшості випадків застосовується катодний мідь або напівфабрикати з міді (це стосується прокату, катанок та інших виробів). Особливості та сфера застосування залежать від процентного вмісту домішок в загальному продукті. У різних марках може бути 10-50 домішок. Найчастіше мідь поділяють на 2 групи:

Сплави, які містять мінімальну кількість кисню - не більше 0,011%. За ГОСТом вони позначаються як М00, М01 і М3. Зазвичай застосовуються вони для токопроводніков або створення сплавів, які відрізняються високою чистотою.
Метал рафінованого типу, які має домішки фосфору в загальному обсязі. Призначений для загального застосування. За ГОСТом позначається як М1ф, М2р, М3р. Зазвичай застосовується для створення фольги, труб та листів гарячого і холоднокатаного типу.

Для створення чистих і високоточних металів застосовується тільки мідь тієї марки, де відсутній кисень. Це дуже важливо для кріогенної промисловості. В інших же випадках використовуються інші види міді. Наприклад, застосування буває таким в залежності від марки:

М0 і М00 використовується у виробництві електропровідникові деталей і деталей з високою частотою. Зазвичай такі елементи виходять дорожче, і роблять їх на замовлення.
М001б і М001бф застосовується для мідного дроту з невеликим діаметром перетину. Також підходить для іншої проводки і електричних шин.
М1 (в тому числі М1р, М1ре і М1ф) застосовуються як провідники для електричного струму. Вони задіяні для створення бронзи високої якості, де мінімальна кількість олова. Зазвичай роблять електроди і прути для зварювання чавуну та інших металів, які важко зварювати.
М2 (в тому числі м2К, М2р) використовується зазвичай для деталей, які застосовуються в кріогенної промисловості. Ще підходить для литого прокату, який буде піддаватися обробки під тиском.
М3 (в тому числі М3р і М3к) підходить для виробництва напівфабрикатів пресованого типу або прокату плоского характеру. Ще використовується для дроту, яка задіюється для зварювання електромеханічного характеру чавунних і мідних деталей.

Популярні сплави міді

Як легирующего компонента в сплавах міді зазвичай застосовується фосфор, золото, цинк і марганець. Їх концентрація зазвичай становить менше 10%. Винятком є тільки латунь. Така частка залежить від того, які властивості сплавів потрібні, а також враховується його призначення.

Ось основні різновиди сплавів міді:

Суміш з оловом. Вона вважається однією з найперших, які були відкриті. Ще в Стародавній Греції активно застосовувалася для створення шедеврів, які на даний момент є цінністю для людей. Сьогодні процес створення такого сплаву значно покращено. Використовуються електрично печі дугового типу. Для захисту від окислення задіяний вакуум. Сплав гартують, щоб збільшити його міцність і пластичність.
Алюмінієва бронза. Цей сплав міді й алюмінію може деформуватися. Практично не схильний до корозії. Його застосовують зазвичай для створення деталей, які будуть піддаватися високотемпературного впливу.
Суміш міді зі свинцем. Цей матеріал відрізняється антифрикційними властивостями. За рахунок додавання свинцю значно збільшений показник міцності.
Латунь. Це сплав з 2 або 3 компонентів.
Нейзильбер - сплав на основі міді, причому доданий нікель - приблизно від 6 до 34%. Ще до складу включений цинк. Вартість такого матеріалу менше, ніж у мельхіору, однак за зовнішніми даними, характеристиками і властивостями вони ідентичні.
Суміш міді і заліза. Це можливо завдяки тому, що обидва матеріали володіють схожими хімічними показниками, але при цьому температура плавлення у них різна, так що виходить пористий сплав.

Сплави з міддю використовують у багатьох галузях промисловості

Сплави на основі міді застосовуються в промисловості. Важко знайти хоча б одну галузь, де б не задіяли мідь для виробництва різних деталей. У чистому вигляді метал використовується в комунікаціях електротехнічного типу. Камери теплообміну, трубопровід, вакуумні механізми на 1/3 складаються з цього металу.

Сплави активно застосовуються у виробництві автомобілів і сільськогосподарського устаткування. Завдяки високій резистентності до корозії сплави міді застосовують для виробництва апаратури в хімічній галузі. Суміш свинцю і міді використовується в створенні техніки сверхпроводникового типу.

Коли потрібно зробити деталі зі складним візерунком, то потрібно сплав, що володіє пластичністю і в'язкістю. Цим критеріям відповідає м'яка мідь. З неї можна зробити будь-які шнури та деталі. Дріт добре гнеться. До того ж її можна з'єднувати (паяти) з срібними і золотими поверхнями. Сплави міді відмінно взаємодіють з емаллю. Така поверхня довго буде зберігатися, вона не відшарується, що не потріскається.

Бронза як сплав міді

Бронза як сплав міді активно використовується в житті людини

Мідь і сплави на її основі дуже різноманітні. Одним з яскравих прикладом є бронза. Це суміш з міді, кремнію, алюмінію, берилію та інших елементів (винятком є лише цинк). Марка полягає в символі Бр та інших буквах, які вказують на легуючих речовина. Потім пишеться цифра, яка вказує на їх пропорції. Наприклад, марка БрОЦС4-4-2,5. Такий набір символів означає, що бронза містить 4% олова, стільки ж цинку і 2,5% свинцю. Всім іншим є вже мідь.

Існує класифікація за змістом додаткових речовин в загальному сплаві. Виділяють бронзу олов'яного і безолов'яні типу. Остання має підвиди. Характеристики бронзи:

Олов'яне. Ця суміш з оловом має високий показник резистентності до корозії, є ще й антифрикційний ефект. Завдяки цьому матеріал часто використовується в хімічній галузі. Це зазвичай суміш з нікелем. Ще можуть додавати фосфор і цинк. Останнього матеріалу додають не більше 10%. Завдяки цьому сплав по ціні недорогий, але його характеристики не змінюються. Завдяки останнім двом елементам поліпшується антифрикційне дію. БрОц4-5 задіють у виробництві пружин. Це стосується деформуються бронз. Щодо ливарних бронз, то зазвичай їх застосовують для арматури, антифрикційних виробів. Наприклад, це БрО4Ц4С17, БрО5ЦНС5, БрО3Ц12С5.
Алюмінієва. Володіє хорошою опірністю корозії в солоній воді і кліматичних умовах тропіків. Якщо бронза 1-фазна, то вона відрізняється хорошою гнучкістю і застосовується для штампування глибокого типу. Якщо бронза 2-фазна, то її піддають деформації гарячого типу або використовують для фасонного лиття. За ливарним характеристикам алюмінієва бронза поступається олов'яної, але завдяки їй виходять більш щільні вироби. Прикладами алюмінієвої бронзи є БрАЖН10-4-4, БрА10Ж3Мц2.
Крем'янисті. За рахунок додавання кремнію (не більше 3,5%) матеріал стає міцнішим і еластичнішою. За рахунок нікелю і марганцю поліпшуються корозійні і механічні показники. Таку бронзу легко обробляти за допомогою різання, тиску і зварювання. За рахунок пружності, механічних характеристик і стійкості до корозії крем'янисті бронзи застосовуються для створення пружних виробів різних приладів, в тому числі і радіоустаткування. Причому деталі встановлюють в апаратуру, яка буде працювати в агресивних умовах - морська вода, температура до 2 500 ° С. Прикладом кременистої бронзи є БрКМц3-1.
Берилієві. Ці сплави відрізняються тим, що вони зміцнені за рахунок температурної обробки. Мають високу характеристикою до тимчасового опору, хорошими межами плинності, пружністю. Має стійкість до корозії. Піддаються різанню і зварюванню. Активно використовуються для створення пружин, мембран і інших деталей, які будуть працювати на знос. Елементи зазвичай використовуються для приладів електронної техніки. Прикладом берилієвої бронзи є БрБ2.
Свинцеві. У рідкої міді свинець майже не розчиняється. Після того як сплав затвердіє, він буде складатися їх окремих кристалів міді і свинцю. Завдяки такій незвичайній структурі є антифрикційні властивості. Через це такі сплави застосовуються для створення підшипників і вкладишів, які будуть працювати з високими показниками швидкості і тиску. Теплопровідність бронзи БрС30 в 4 рази більше, ніж у олов'яних сплавів. Завдяки цьому вона добре прибирає нагрівання, яке виникає через сильний тертя. Досить часто в свинцеві сплави додають олово і нікель, щоб поліпшити корозійні і механічні характеристики.

Всі ці різновиди бронзи активно застосовуються в промисловості та інших галузях.

Увага: латунь

Класифікація латуні наступна:

Двокомпонентна. Ще її називається простий. Входить тільки мідь, цинк і невелика кількість домішок.
Багатокомпонентна - спеціальна. Крім цинку і міді до складу включені інші легуючі компоненти.

Латунь 2-компонентного типу досить просто піддається тиску. Зазвичай з неї роблять вироби у вигляді труб, листів і іншого. Латунні деталі можуть розтріскуватися через велику внутрішньої напруги. Коли вони довго зберігаються на відкритому повітрі, то з'являються тріщини, які можуть розташовуватися як по ширині, так і по довжині. Щоб запобігти цьому, потрібно скористатися низькотемпературних впливом (температура 200-300 ° С).

А ось марок латуні полікомпонентні типу набагато більше, ніж 2-компонентного. У позначення спочатку пишеться Л. Потім записані букви, що вказують на легуючі компоненти, які включені до складу речовини крім цинку. Після цього йде дефіс і записуються числа. Перша цифра вказує на концентрацію основної речовини (у відсотках). Все решта - це частки легуючих речовин. Їх послідовність буде такою ж, як і в частині з літерними позначеннями. Спочатку записуються ті елементи, частка яких більше. Наприклад, якщо марка записана як ЛАЖМц66-6-3-2, то це означає, що міді міститься 66%, алюмінію - 6%, заліза - 3% і марганцю - 2%.

Для інформації

Основні легуючі речовини в латуні многокомпонентного типу наступні:

Латунь - один з популярних металів використовуваних в промисловості

висновок

Мідь, сплави міді - це матеріали, без яких зараз важко уявити сучасний світ. Вони мають різні властивості і використовуються в різних галузях промисловості. Найвідомішими сплавами є бронза і латунь.