Сплав основу которого составляет медь с металлами соответствующих названием называется
Бронза (сплав меди) Бронза (франц. bronze, от итал. — bronzo), сплав меди с разными химическими элементами, главным образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром и др.). Соответственно, Б. называется оловянной, алюминиевой, бериллиевой и т.п. Б. не называют сплавы меди с цинком (см. Латунь ) и никелем (см. Медноникелевые сплавы ).
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
Бронза (сплав меди)
СПЛАВЫ
СПЛАВЫ
материалы, имеющие металлические свойства и состоящие из двух или большего числа химических элементов, из которых хотя бы один является металлом. Многие металлические сплавы имеют один металл в качестве основы с малыми добавками других элементов. Самый распространенный способ получения сплавов - затвердевание однородной смеси их расплавленных компонентов. Существуют и другие методы производства - например, порошковая металлургия. В принципе, четкую границу между металлами и сплавами трудно провести, так как даже в самых чистых металлах имеются "следовые" примеси других элементов. Однако обычно под металлическими сплавами понимают материалы, получаемые целенаправленно добавлением к основному металлу других компонентов. Почти все металлы, имеющие промышленное значение, используются в виде сплавов (см. табл. 1, 2). Так, например, все выплавляемое железо почти целиком идет на изготовление обычных и легированных сталей, а также чугунов. Дело в том, что сплавлением с некоторыми компонентами можно существенно улучшить свойства многих металлов. Если для чистого алюминия предел текучести составляет всего лишь 35 МПа, то для алюминия, содержащего 1,6% меди, 2,5% магния и 5,6% цинка, он может превышать 500 МПа. Аналогичным образом могут быть улучшены электрические, магнитные и термические свойства. Эти улучшения определяются структурой сплава - распределением и структурой его кристаллов и типом связей между атомами в кристаллах.
См. также
МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ;
ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ. Многие металлы, скажем магний, выпускают высокочистыми, чтобы можно было точно знать состав изготавливаемых из него сплавов. Число металлических сплавов, применяемых в наши дни, очень велико и непрерывно растет. Их принято разделять на две большие категории: сплавы на основе железа и сплавы цветных металлов. Ниже перечисляются наиболее важные сплавы промышленного значения и указываются основные области их применения.
Сталь. Сплавы железа с углеродом, содержащие его до 2%, называются сталями. В состав легированных сталей входят и другие элементы - хром, ванадий, никель. Сталей производится гораздо больше, чем каких-либо других металлов и сплавов, и все виды их возможных применений трудно было бы перечислить. Малоуглеродистая сталь (менее 0,25% углерода) в больших количествах потребляется в качестве конструкционного материала, а сталь с более высоким содержанием углерода (более 0,55%) идет на изготовление таких низкоскоростных режущих инструментов, как бритвенные лезвия и сверла. Легированные стали находят применение в машиностроении всех видов и в производстве быстрорежущих инструментов.
См. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ.
Чугун. Чугуном называется сплав железа с 2-4% углерода. Важным компонентом чугуна является также кремний. Из чугуна можно отливать самые разнообразные и очень полезные изделия, например крышки для люков, трубопроводную арматуру, блоки цилиндров двигателей. В правильно выполненных отливках достигаются хорошие механические свойства материала.
См. также МЕТАЛЛЫ ЧЕРНЫЕ.
Сплавы на основе меди. В основном это латуни, т.е. медные сплавы, содержащие от 5 до 45% цинка. Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), а с содержанием 20-36% Zn - желтой (альфа-латунью). Латуни применяются в производстве различных мелких деталей, где требуются хорошая обрабатываемость и формуемость. Сплавы меди с оловом, кремнием, алюминием или бериллием называются бронзами. Например, сплав меди с кремнием носит название кремнистой бронзы. Фосфористая бронза (медь с 5% олова и следовыми количествами фосфора) обладает высокой прочностью и применяется для изготовления пружин и мембран.
Свинцовые сплавы. Обычный припой (третник) представляет собой сплав примерно одной части свинца с двумя частями олова. Он широко применяется для соединения (пайки) трубопроводов и электропроводов. Из сурьмяно-свинцовых сплавов делают оболочки телефонных кабелей и пластины аккумуляторов. Сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом могут иметь точку плавления, лежащую значительно ниже точки кипения воды (СПЛАВЫ70° C); из них делают плавкие пробки клапанов спринклерных систем противопожарного водоснабжения. Пьютер, из которого ранее отливали столовые приборы (вилки, ножи, тарелки), содержит 85-90% олова (остальное - свинец). Подшипниковые сплавы на основе свинца, называемые баббитами, обычно содержат олово, сурьму и мышьяк.
Легкие сплавы. Современная промышленность нуждается в легких сплавах высокой прочности, обладающих хорошими высокотемпературными механическими свойствами. Основными металлами легких сплавов служат алюминий, магний, титан и бериллий. Однако сплавы на основе алюминия и магния не могут применяться в условиях высокой температуры и в агрессивных средах.
Алюминиевые сплавы. К ним относятся литейные сплавы (Al - Si), сплавы для литья под давлением (Al - Mg) и самозакаливающиеся сплавы повышенной прочности (Al - Cu). Алюминиевые сплавы экономичны, легкодоступны, прочны при низких температурах и легко обрабатываемы (они легко куются, штампуются, пригодны для глубокой вытяжки, волочения, экструдирования, литья, хорошо свариваются и обрабатываются на металлорежущих станках). К сожалению, механические свойства всех алюминиевых сплавов начинают заметно ухудшаться при температурах выше приблизительно 175° С. Но благодаря образованию защитной оксидной пленки они проявляют хорошую коррозионную стойкость в большинстве обычных агрессивных сред. Эти сплавы хорошо проводят электричество и тепло, обладают высокой отражательной способностью, немагнитны, безвредны в контакте с пищевыми продуктами (поскольку продукты коррозии бесцветны, не имеют вкуса и нетоксичны), взрывобезопасны (поскольку не дают искр) и хорошо поглощают ударные нагрузки. Благодаря такому сочетанию свойств алюминиевые сплавы служат хорошими материалами для легких поршней, применяются в вагоно-, автомобиле- и самолетостроении, в пищевой промышленности, в качестве архитектурно-отделочных материалов, в производстве осветительных отражателей, технологических и бытовых кабелепроводов, при прокладке высоковольтных линий электропередачи. Примесь железа, от которой трудно избавиться, повышает прочность алюминия при высоких температурах, но снижает коррозионную стойкость и пластичность при комнатной температуре. Кобальт, хром и марганец ослабляют охрупчивающее действие железа и повышают коррозионную стойкость. При добавлении лития к алюминию повышаются модуль упругости и прочность, что делает такой сплав весьма привлекательным для авиакосмической промышленности. К сожалению, при своем превосходном отношении предела прочности к массе (удельной прочности) сплавы алюминия с литием обладают низкой пластичностью.
Магниевые сплавы. Магниевые сплавы легки, характеризуются высокой удельной прочностью, а также хорошими литейными свойствами и превосходно обрабатываются резанием. Поэтому они применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей, корпусов для автомобильной оснастки, колес, бензобаков, портативных столов и т.п. Некоторые магниевые сплавы, обладающие высоким коэффициентом вязкостного демпфирования, идут на изготовление движущихся частей машин и элементов конструкции, работающих в условиях нежелательных вибраций. Магниевые сплавы довольно мягки, плохо сопротивляются износу и не очень пластичны. Они легко формуются при повышенных температурах, пригодны для электродуговой, газовой и контактной сварки, а также могут соединяться пайкой (твердым), болтами, заклепками и клеями. Такие сплавы не отличаются особой коррозионной стойкостью по отношению к большинству кислот, пресной и соленой воде, но стабильны на воздухе. От коррозии их обычно защищают поверхностным покрытием - хромовым травлением, дихроматной обработкой, анодированием. Магниевым сплавам можно также придать блестящую поверхность либо плакировать медью, никелем и хромом, нанеся предварительно покрытие погружением в расплавленный цинк. Анодирование магниевых сплавов повышает их поверхностную твердость и стойкость к истиранию. Магний - металл химически активный, а потому необходимо принимать меры, предотвращающие возгорание стружки и свариваемых деталей из магниевых сплавов.
См. также СВАРКА.
Титановые сплавы. Титановые сплавы превосходят как алюминиевые, так и магниевые в отношении предела прочности и модуля упругости. Их плотность больше, чем всех других легких сплавов, но по удельной прочности они уступают только бериллиевым. При достаточно низком содержании углерода, кислорода и азота они довольно пластичны. Электрическая проводимость и коэффициент теплопроводности титановых сплавов малы, они стойки к износу и истиранию, а их усталостная прочность гораздо выше, чем у магниевых сплавов. Предел ползучести некоторых титановых сплавов при умеренных напряжениях (порядка 90 МПа) остается удовлетворительным примерно до 600° C, что значительно выше температуры, допустимой как для алюминиевых, так и для магниевых сплавов. Титановые сплавы достаточно стойки к действию гидроксидов, растворов солей, азотной и некоторых других активных кислот, но не очень стойки к действию галогеноводородных, серной и ортофосфорной кислот. Титановые сплавы ковки до температур около 1150° C. Они допускают электродуговую сварку в атмосфере инертного газа (аргона или гелия), точечную и роликовую (шовную) сварку. Обработке резанием они не очень поддаются (схватывание режущего инструмента). Плавка титановых сплавов должна производиться в вакууме или контролируемой атмосфере во избежание загрязнения примесями кислорода или азота, вызывающими их охрупчивание. Титановые сплавы применяются в авиационной и космической промышленности для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах (150-430° C), а также в некоторых химических аппаратах специального назначения. Из титанованадиевых сплавов изготавливается легкая броня для кабин боевых самолетов. Титаналюминиевованадиевый сплав - основной титановый сплав для реактивных двигателей и корпусов летательных аппаратов. В табл. 3 приведены характеристики специальных сплавов, а в табл. 4 представлены основные элементы, добавляемые к алюминию, магнию и титану, с указанием получаемых при этом свойств.
Бериллиевые сплавы. Пластичный бериллиевый сплав можно получить, например, вкрапляя хрупкие зерна бериллия в мягкую пластичную матрицу, такую, как серебро. Сплав этого состава удалось холодной прокаткой довести до толщины, составляющей 17% первоначальной. Бериллий превосходит все известные металлы по удельной прочности. В сочетании с низкой плотностью это делает бериллий пригодным для устройств систем наведения ракет. Модуль упругости бериллия больше, чем у стали, и бериллиевые бронзы применяются для изготовления пружин и электрических контактов. Чистый бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов в ядерных реакторах. Благодаря образованию защитных оксидных слоев он устойчив на воздухе при высоких температурах. Главная трудность, связанная с бериллием, - его токсичность. Он может вызывать серьезные заболевания органов дыхания и дерматит.
См. также КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ и статьи по отдельным металлам.
ЛИТЕРАТУРА
Коротич В.И., Братчиков С.Г. Металлургия черных металлов. М., 1987
Диаграммы фаз в сплавах. М., 1986
Юдкин В.С. Производство и литье сплавов цветных металлов. М., 1967-1971
Вагнер К. Термодинамика сплавов. М., 1957
Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . 2000 .
Смотреть что такое "СПЛАВЫ" в других словарях:
СПЛАВЫ — СПЛАВЫ, застывшие растворы металлов друг в друге. Вследствие появления у С. целого ряда новых свойств, отсутствующих у чистых металлов, вошедших в их состав, С. получили большое распространение и применение в технике. При сплавлении металлов… … Большая медицинская энциклопедия
СПЛАВЫ — металлические, макроскопические однородные системы, состоящие из двух (например, латунь) или более металлов (реже металлов и неметаллов, например сталь) с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавы любые однородные системы,… … Современная энциклопедия
СПЛАВЫ — СПЛАВЫ, материалы, представляющие собой сочетание двух или более металлов. Свойства сплава отличаются от свойств исходных элементов. Сплавы обычно тверже и прочнее, и у них более низкая точка плавления. Сочетания с наиболее низкой точкой… … Научно-технический энциклопедический словарь
СПЛАВЫ — макроскопически однородные в ва, получаемые сплавлением двух или более металлов, неметаллов, окислов, органич. в в и т. п. Особенно важную роль в технике играют металлич. С. (основной вид конструкц. материалов). В общем случае С. не являются… … Физическая энциклопедия
СПЛАВЫ — макроскопически однородные вещества, образованные в результате охлаждения и затвердевания высокотемпературных жидких систем, состоящих из двух или нескольких компонентов (химически индивидуальных веществ), а также полученные методом (см.). С.… … Большая политехническая энциклопедия
СПЛАВЫ — металлические макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже металлов и неметаллов), с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называют любые однородные системы, полученные сплавлением… … Большой Энциклопедический словарь
Сплавы — I Сплавы металлов, металлические сплавы, твёрдые и жидкие системы, образованные главным образом сплавлением двух или более металлов (См. Металлы), а также металлов с различными неметаллами. Термин «С.» первоначально относился к материалам … Большая советская энциклопедия
Сплавы — [alloys] однородные системы из двух или более элементов, претерпевающие переход из жидкое в твердое агрегатное состояния и обладающие характерными металлическими свойствами. Первые сплавы были природно легированными, их состав и свойства… … Энциклопедический словарь по металлургии
СПЛАВЫ — макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже металлов и неметаллов) с характерными металлич. св вами. В более широком смысле С. любые однородные системы, полученные сплавлением металлов, неметаллов, неорг. соед … Химическая энциклопедия
Сплавы* — (хим.). До самого последнего времени о природе С. не существовало точных и верных представлений и они вместе с растворами, стеклами и изоморфными смесями относились к классу неопределенных химических соединений. В настоящее время с очевидностью… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Тестовые задания по теме "Металлы. Сплавы металлов. Электролиз"
Написать схему электролиза раствора сульфата кальция.
Самостоятельная работа.
Тема: Металлы.
Вариант 2.
Свойства вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять принятую форму после прекращения этого воздействия называется:
1)теплопроводность 2)твердость 3)плотность 4)пластичность
С какими веществами будет реагировать натрий:
В какой из реакций можно получить воду:
Свойства металлов, связанных с высокой подвижностью свободных электронов, сталкиваясь с колеблющимися в узлах решетки ионами, электроны обмениваются с ними энергией называется:
Самопроизвольное разрушение металлов называется:
1)электролиз 2)гидролиз 3)коррозия 4)сплав
Плотность железа 7,864 г/см 3 , следовательно оно относиться:
1)тугоплавким 2)легким 3)тяжелым 4)легкоплавким
Большинство элементов ПСХЭ Д.И.Менделеева являются:
Элементами, сочетающими свойства металлов и неметаллов
Полностью из элементов металлов состоит главная подгруппа:
Тип связи в простом веществе натрии
Калий взаимодействует с водой с образованием . и .
1)соли 2)водорода 3) щелочи 4)оксида калия
В химических реакциях атом алюминия -.
окислитель 3) окислитель и восстановитель
восстановитель 4) не отдает и не принимает электроны
Реакция замещения происходит между .
Си и FeS04 раствор 3) А1 и AgN03 раствор
Ag и А1С1з раствор 4) Fe и ZnCl2 раствор
Сплавы металлов.
Сплав, основу, которого составляет медь с металлами с соответствующим названием, называется:
1)латунь 2)дюралюминий 3)бронза 4)нихром
Сталь это
Сплав железа с водородом, содержащий до 2,1% углерода
Сплав железа с углеродом, содержащий более 2,1% углерода
Сплав железа с углеродом, содержащий менее 2,1% углерода
Сплав железа с углеродом, содержащий менее 2% углерода
В зависимости от химического состава стали делятся на
Углеродистые и легированные
Конструкционные и инструментальные
Серые, легированные, специальные, ковкие, высокопрочные
Простые и сложные
Сплав меди с цинком, где Cu-57-60%, a Zn-40-43% называется:
Цели получения сплавов
Экономия расхода чистых металлов
Получение материалов с нужными свойствами
Получение более дешевых материалов
Получение очень прочных материалов
Написать схему электролиза расплава хлорида бария.
Написать схему электролиза раствора сульфата натрия.
-85%
Медные сплавы и их характеристики
Медь является самым известным из цветных металлов. Востребована она благодаря своим антикоррозийным свойствам, которые сохраняются даже в неблагоприятных условиях. В настоящее время существует более 400 сплавов, содержащих медь, каждый из которых отличается уникальными характеристиками.
Чаще всего, путем добавления цинка и олова, получают такие медные сплавы, как бронзу и латунь. Известно, что производить их научились еще в древнем Риме. Сейчас их применяют в различных областях промышленности и на производстве. Расскажем о медных сплавах подробнее.
История возникновения медных сплавов
Появление первого медного сплава принято относить к VII тысячелетию до н. э. В бронзовом веке в него стали добавлять олово. Сплавы использовались для изготовления оружия, посуды, зеркал и украшений.
В производственную технологию вносили изменения. В зависимости от назначения изделия в соединения стали добавлять мышьяк, железо, цинк, свинец. Украшения делали из особого сплава, содержащего медь, свинец и олово.
В VIII веке до н. э. умельцы из Малой Азии смогли получить латунь. Тогда люди еще не знали о способах получения чистого цинка и для производства использовали его руду. Впоследствии объемы изготовления медных сплавов увеличивались, область их применения становилась все шире. В настоящее время производство данного материала прочно занимает лидирующие позиции.
В данной статье мы расскажем о том, какие сплавы называют медными, разберемся в их свойствах, характеристиках и особенностях.
Характеристики меди
Медь имеет мягкую, пластичную структуру и розово-золотистый оттенок. С давних времен людей притягивал внешний вид этого металла, вследствие чего сперва ее использовали для изготовления украшений.
Покрываясь оксидной пленкой при контакте с кислородом, медь становится красновато-желтого цвета. Влага и углекислый газ придают изделиям из меди зеленоватый оттенок.
Металл обладает высокой тепло- и электропроводностью, поэтому медь и медные сплавы часто применяются при изготовлении электротехники. Свойства меди остаются неизменными в довольно большом диапазоне колебания температур. Металл не имеет магнитной силы.
Добывают медную руду открытым способом, так как в природных условиях она часто встречается на поверхности в виде крупных самородков меди с высоким показателем чистоты и медных жил.
Также медь содержится в следующих соединениях:
- медном колчедане;
- халькозине;
- борните;
- ковеллине;
- куприте;
- азурите;
- малахите.
При производстве медного сплава сохраняются ключевые преимущества металла, при этом улучшаются его характеристики и раскрываются новые ценные свойства.
Наиболее распространенными видами являются латунь, бронза и медно-никелевые сплавы.
Классификация и маркировка медных сплавов
Различия в технических свойствах позволяют выделить деформируемые медные сплавы (ГОСТ18175-78) и литейные (ГОСТ613-83). В зависимости от возможности закаливания сплавы могут быть термоупрочняемыми и нетермоупрочняемыми. Различия в химическом составе позволяют разделить сплавы на 2 группы: бронзы (медь с добавлением прочих элементов, но без примеси цинка) и латуни (смесь меди и цинка с добавлением прочих элементов). Бронзы и латуни относятся к группе литейных медных сплавов.
При определении медных сплавов используют маркировку легирующих элементов: олово – О, алюминий – А, свинец – С, марганец – Мц, магний – Мн, железо – Ж, фосфор – Ф, кремний – К, бериллий – Б, никель – Н.
При обозначении бронз используют буквосочетание «Бр», а также буквенно-цифровую маркировку в зависимости от входящих в состав элементов и их процентного содержания. К примеру, в медный сплав марки БрО5Ц5С5 входят: олово (5 %), цинк (5 %), свинец (5 %), и медь (оставшиеся 85 %).
При маркировке латуней используют букву «Л» и цифру, указывающую, в каком процентном количестве в ней содержится легирующий элемент – цинк. Легированные латуни также обозначаются буквами и цифрами в соответствии с процентным содержанием прочих легирующих добавок. К примеру, в латуни марки ЛЦ35А3Ж2Мц1 содержится цинк (35 %), алюминий (3 %), железо (2 %), марганец (1 %) и медь (оставшиеся 59 %).
Показатели прочности, антифрикции, коррозионной стойкости лучше у бронз, что объясняет их более высокую стоимость.
Особенности бронзы
Бронзу люди научились делать очень давно. Проведенные археологические раскопки доказывают, что человечество с давних пор использовало ее для изготовления различных изделий.
Бронза применялась для военных нужд – из нее делали холодное оружие, пушки и ядра. Также ее использовали в ювелирном деле и скульптурном искусстве.
Свойства и уникальность бронзовых сплавов
Все бронзовые сплавы отличаются твердостью и пластичностью. При изменении процентного содержания легирующих и дополнительных элементов медные сплавы приобретают новые свойства. Цвет соединения меняется в зависимости от того, какая доля в его составе приходится на медь.
Если бронзовый сплав содержит 85 % основного металла, его цвет будет золотистым. Если доля меди составляет ниже 50 %, сплав приобретет серебристый оттенок. Серую и черную бронзу можно получить при добавлении в сплав менее чем 35 % меди. При количестве свыше 90 % меди бронза приобретет красный цвет.
К старейшим видам сплавов относят колокольную бронзу, из которой с давних пор отливали колокола. Она состоит из меди (80 %) и олова (20 %). Но из-за невысокого содержания олова такой сплав получается довольно хрупким.
Самую широкую область применения имеют медные сплавы, в состав которых входит олово и незначительная доля других добавок. Ряд исторических обстоятельств привел к постепенному снижению производства бронзы с добавлением мышьяка и все большему распространению оловянных сплавов.
Хотя изготовление оловянных бронзовых сплавов обходилось дороже, с экономической точки зрения они оказались более выгодными. Гужевой транспорт развивался, формировались новые торговые отношения, в результате чего рос импорт бронзовых сплавов без мышьяка.
Виды и характеристики бронзовых сплавов
Наибольшее распространение сплавы меди и олова получили в результате развития крупной промышленности. Их использовали в качестве основных медных сплавов на протяжении долгого времени. В последнее столетие все чаще стали применяться соединения меди с бериллием, кремнием, а также алюминиево-медные сплавы.
Классифицировать бронзы можно на 2 вида:
- Безоловянные – с содержанием алюминия, кремния, бериллия, а также других веществ. Их наличие определяет, какими свойствами будет обладать бронза. Увеличению антифрикционных свойств и повышению коррозионной стойкости способствует добавление в сплав алюминия. Включение в состав бериллия сделает бронзу более твердой и прочной. Благодаря кремнию и цинку полученный сплав будет обладать лучшей текучестью и стойкостью к истиранию.
- Оловянные – сплавы с большим содержанием меди. Именно такие сплавы стали использоваться людьми раньше других. В отличие от чистой меди, они характеризуются более высокими показателями прочности и твердости и лучшей способностью к плавлению. Основное легирующее вещество таких бронзовых сплавов – олово, стоящее на втором месте по массовой доле после меди.
Третью позицию по объему в сплаве занимают цинк, свинец и мышьяк. Предпочтение чаще отдается свинцу благодаря его максимально низкой усадке, которая позволяет более качественно выполнить литье. Он почти не затачивается и не режется, а также сложно обрабатывается давлением. Несмотря на пониженную текучесть и склонность к ликвации, из таких медных сплавов часто изготавливают отливки сложной конфигурации (как, например, при художественном литье).
«Адмиралтейская» бронза содержит в своем составе цинк. Этот медный сплав нашел применение в судостроении – из него производят детали, которые часто или непрерывно контактируют с морской водой. Выбор сплава обусловлен высокой коррозионной стойкостью.
Увеличить способность бронзы сопротивляться коррозии в соленой воде можно путем добавления никеля и алюминия. Из подобных «морских» сплавов изготавливают составляющие нефтяных платформ, которые расположены на отмели моря или океана.
Фосфор, цинк, марганец, серебро и мышьяк придают бронзовым сплавам дополнительные свойства. Например, серебро увеличивает показатель электропроводности до схожих с медью значений.
Свойства латуни
Латуни – это медные сплавы, содержащие цинк. В некоторых случаях в состав могут входить и другие компоненты. Количество меди в латуни любой марки всегда выше, доля цинка составляет 5-45 %.
Применение латуни нашли еще в древности. Этот сплав золотистого цвета отличается податливостью и коррозионной стойкостью. Согласно историческим данным, первыми смогли ее добыть жившие в Причерноморье племена моссинойков. Соединение также было обнаружено на территории Древнего Рима, однако не получило там широкого распространения. Причина могла заключаться в том, что латунь чересчур походила на золото и способна была вызывать глубокое разочарование.
С другой стороны, Апеннины не могли похвастать богатыми залежами цинковой руды. В средние века ситуация поменялась мало – латунные медные сплавы имели небольшую область применения; в основном их использовали жители Индии и Китая. На территории Европы более востребованным было железо.
Массовое использование латуни началось лишь с XVIII века. Свойства цинка были уже широко известны, его добычу вели на всей территории Европы. Революция в промышленном производстве вызвала множество открытий в этой области. В 1781 году Джеймсом Эмерсоном (Англия, Бристоль) была запатентована технология производства медного сплава с добавлением цинка. С этого момента стала активно развиваться латунная металлургия.
Структура и химический состав латуни
При формировании состава сплав проходит через следующие фазы:
- При альфа-фазе доля цинка не превышает 35 %.
- При бета-фазе содержание цинка приближается к 50 %. В соединение также добавляется 6 % олова.
Ряд медных сплавов структурно содержит только альфа-фазу. При изменении количества меди и цинка могут одновременно присутствовать и альфа, и бета-фазы.
Латунь содержит не только медь и цинк, но и другие компоненты. В качестве легирующих веществ могут быть использованы никель, алюминий, свинец, железо, марганец и кремний. Их доля в составе незначительна, однако наличие или отсутствие этих веществ меняет характеристики сплава.
Характеристики и свойства латуни
Ключевым преимуществом является способность сопротивляться коррозии. В числе других важных свойств:
- Устойчивость в агрессивных средах, которая усиливается при нанесении лакового покрытия.
- Материал имеет хорошие показатели прочности.
- Латунь обладает высоким уровнем пластичности.
- Сплав хорошо проходит обработку с помощью давления. Возможно проведение горячих и холодных работ.
- Возможность осуществить сварку и пайку медного сплава.
- Хороший уровень теплопроводности, который увеличивается при повышении процентной доли меди.
- Латунь плавится при температуре 880-950 ?С. Уменьшение содержания цинка в составе сплава снижает температуру плавления.
- Материал не имеет магнитных свойств.
Твердость и пластичность медного сплава зависит от доли добавленного в него цинка. С увеличением его количества растет прочность сплава. Рост пластичности происходит, когда доля цинка в составе не достигнет 36 %. Когда его процентное содержание превосходит 45 %, пластичные свойства уменьшаются.
В результате нагартовки (термической обработки) увеличивается плотность латуни. Кроме того, с ее помощью можно снять напряжения внутри структуры медного сплава.
Преимущества и недостатки
Медные сплавы, в зависимости от характеристик, могут иметь свои плюсы и минусы:
- Относительно небольшой вес, что позволяет использовать их в ряде промышленных отраслей.
- Высокий показатель пластичности.
- Относительно невысокая цена.
- Способность сопротивляться коррозии теряется с ростом содержания меди.
- Теплопроводность латунных сплавов ниже по сравнению с бронзой и чистой медью.
Разновидность медно-никелевых сплавов
Выделяются медные сплавы с никелем трех видов:
- конструкционные;
- электротехнические;
- ювелирные.
Соединения меди и никеля обладают следующими характеристиками: увеличенная твердость, устойчивость к стиранию и коррозии. Кроме никеля, в состав медных сплавов входят такие металлы и неметаллы, как алюминий, цинк, марганец, хром и т. д.
В составе электротехнических сплавов количество марганца может превышать долю никеля. Эти соединения хорошо проводят ток и имеют стабильные характеристики сопротивления.
Декоративные медно-никелевые сплавы хорошо режутся и деформируются, имеют хороший показатель жидкотекучести.
Константан
Этот сплав обозначают как МНМц 40-1,5. Маркировка показывает, что доля никеля в медном сплаве составляет примерно 40 %. Материал обладает электротехническими свойствами, высоким омическим сопротивлением и небольшим линейным расширением в процессе нагревания.
Константан характеризуется хорошей пластичностью и возможностью выполнения прокатки. Он востребован при изготовлении проволоки, преобразователей, листов для термоэлектродов.
Копель
Маркировка сплава – МНМц 43-0,5. Легирующими элементами являются никель и марганец. Соединение хорошо противостоит термическим воздействиям. Копель – это проволока, которая может иметь разный диаметр. Из этого материала делают компенсационные провода, низкотемпературные преобразователи. С копелем можно работать в кислой среде и в среде инертного газа.
Данный медно-никелевый сплав отличается важной характеристикой – при изменении температурного режима сопротивление остается стабильным. Жаростойкое соединение, свойства которого не меняются, если температура не превышает 600 ?С.
Нейзильбер
В состав этого ювелирного сплава входят цинк (до 20 %) и никель (15 %). Наличием последнего обусловлен белый цвет материала и зеленоватый или голубоватый оттенок.
Данный медный сплав был получен в Германии. Им заменяли белое золото – внешне материал выглядит так же, но его производство обходится дешевле. Сплав отличается лучшей твердостью и стойкостью к воздействию влаги и пара. Кроме того, он хорошо сохраняет декоративный внешний вид и не темнеет. Европейцы делали из нейзильбера бижутерию и наградные атрибуты. Современной областью его использования является изготовление орденов, медалей, гитарных ладов и хирургических инструментов.
Куниаль
Существует два вида этого медного сплава, в наименованиях которых на конце стоят буквы А и Б. Каждый из них устойчив к коррозии. Могут растрескиваться при увеличении температур.
В состав куниаля-А входят железо, алюминий и кобальт. Его выпускают в форме прутков.
При производстве куниаля-Б медь сплавляют с никелем. Доля прочих элементов не превышает 1 %. Полученный сплав используют для изготовления полос для рессор и пружин.
Манганин
В его состав входит марганец (13 %). Манганин отличается золотисто-красным цветом. В соединение также может быть добавлено железо. Этот медный сплав, согласно классификации, является изначально состаренным – для приобретения определенных механических свойств необходимо провести его термическую обработку. Электрически стабилен в условиях изменения температурного режима.
Сфера его использования – изготовление высокоточных электроизмерительных приборов, создание эталонов.
Манганин может иметь в составе серебро вместо меди. С технической точки зрения он почти идентичен медному сплаву, однако белый манганин отличается более высокой стоимостью.
Монель
Сфера использования монеля – нефтехимическая промышленность; из него делают специальные приборы и оборудование. Аппаратостроительная отрасль, медицина, судостроение также не обходятся без его применения – из монеля делают антикоррозийные детали и элементы.
Материал имеет высокий показатель пластичности, без труда проходит обработку в любом состоянии (горячем или холодном). Проводить механическую обработку необходимо при низких оборотах.
Мельхиор
Мельхиор является твердым ювелирным сплавом белого цвета, в котором доля меди составляет от 70 % до 90 %. В состав входят никель, марганец (1 %) и железо (0,8 %).
Мельхиор обладает коррозионной стойкостью к среде газов и к морской воде. Вне зависимости от количественного соотношения включенных в состав элементов, материал плавится при температурах от 1150 ?С до 1230 ?С.
Чаще всего применяют мельхиор двух марок – МН16 либо МНЖМц30-1-1. Для получения нужных технических характеристик следует провести его отжиг. Является изначально состаренным медным сплавом.
Раньше носил разговорное название «серебра для пролетариата», так как по внешним признакам он идентичен названному металлу, однако обладает большей твердостью и более низкой стоимостью. Мельхиоровые изделия склонны к окислению и потемнению аналогично серебряным, поэтому за ними обязательно нужно ухаживать.
Ввиду низкой цены на этот медный сплав, мельхиоровая посуда была доступна для обычных рабочих, которые часто выдавали ее за серебро. Провести очистку можно с помощью зубной пасты или порошка без добавок.
Материал востребован при изготовлении вилок, ложек, кухонной посуды, элементов декора и украшений. Его легко обрабатывать, резать, чеканить. Применяется для изготовления монет, медалей, хирургических инструментов.
Существует большое многообразие медных сплавов (латуней, бронз, медно-никелевых соединений), которые востребованы в различных производственных областях. Практичность их применения обусловлена качественными характеристиками материала, которые привлекли внимание людей очень давно. Вряд ли когда-нибудь медные сплавы потеряют свою популярность.
Читайте также: