Чистая медь по своим свойствам близка к серебру и золоту. Последние не окисляются на воздухе и называются благородными металлами. Медь окисляется слабо и считается полублагородным металлом. Поэтому медь (в виде сплавов) широко используется в ювелирном деле и при отливке скульптур.
Но особо ценными являются ее технические свойства - электропроводность и теплопроводность. Высокая электропроводность обуславливает ее преимущественное применение в электротехнике как проводникового металла. После серебра медь стоит на втором месте по электропроводности. Все примеси и наклеп уменьшают электропроводность. Поэтому, если провода не должны быть особо прочными, применяют отожженную медь. Для подвесных проводов, где требуется прочность, применяют нагартованую медь или медь с добавками упрочнителей. Высокие теплопроводные свойства меди используются при изготовлении нагревательных индукторов, кристаллизаторов и т.д.
Медь поставляется по ГОСТ 859-78 и маркируется буквой М с цифровым индексом, который показывает степень чистоты меди. Поскольку степень очистки от примесей зависит от технологии получения меди, после цифрового индекса могут стоять буквы, обозначающие: к - катодная, б - безкислородная, р - раскисленная, вч - высокая чистота.
Медь может содержать в своем составе до 12 примесей.
МВЧк
99,993% Сu,
остальное
0,007%
примеси
МООк, МООб
99,99% Сu,
"
0,01%
"
МОк, МОб
99,95% Cu
"
0,05%
"
М1, М1к, М1р
99,90% Cu
"
0,10%
"
М2, М2р
99,70% Cu
"
0,30%
"
М3, М3р
99,50% Cu
"
0,50%
"
Следующим положительным качеством меди является ее способность сплавляться со многими элементами, приобретая положительные свойства. Поэтому медь является основой многих распространенных сплавов: латуней, бронз и медно-никелевых сплавов (мельхиор, монель, нейзильбер, константан и др.).
Латуни
Латуни - сплавы меди с цинком. Обозначаются латуни буквой Л и цифрами, указывающими процент меди в сплаве. Согласно ГОСТ15527-70 нормировано 8 марок простых латуней Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63 и Л60. До ста процентов в сплаве содержится цинк.
Если латуни содержат третий, четвертый компонент и более, то такие латуни именуются сложными или специальными. Все добавляемые в латуни элементы обозначаются начальными буквами от названия химического элемента:
О - олово
С - свинец
А - алюминий
Ж – железо
Н - никель
К - кремний
Мц - марганец
Мш - мышьяк
Обозначаются сложные латуни следующим образом: после "Л" стоят индексы легирующих элементов, первая после букв двузначная цифра - содержание меди, последующие цифры - содержание компонентов в той последовательности, в какой приведены в буквенной части. Например, ЛМцОС 58-2-2-2 содержит 58% - Сu, и по 2% марганца, олова и свинца, 36% - Zn (остальное).
Таблица 10.1 Марки, состав и назначение латуней, ГОСТ 15527-70
Латунь
Марка
Состав, %
Примерное назначение латуни
Медь
Легирующие
Алюминиевая
ЛА 77-2
76-79
1,75-2,5 АI
Детали, работающие в морской воде
Кремнистая
ЛК 80-3
78-81
3,0-4,5 Si
``
Свинцовая
ЛС 59-1
57-61
0,8-2,0 Рb
Сепараторы для подшипников, втулки.
Марганцевая
ЛМц 58-2
57-60
1,0-2,0 Мn
Детали упорных и опорных подшипников
Марганцево-оловяно-свинцовая
ЛМцОС58-2-2-2
57-60
1,5-2,5 Мn
1,5-2,5 Sn
1,5-2,5 Рb
Зубчатые колеса
Алюминиево-железисто- марганцовистые
ЛАЖМц 66-6-3-2
64-68
5-7 АI
2-4 Fе
1,5-2,5 Мn
Гайки, винты, червячные винты
Марганцево-никеле-железо-алюминиевая
ЛМцНЖА60-2-1-1-1
58-62
0,5-1,0 Ni
0,5-1,0 АI
0,5-1,1 Fе
1,5-2,5 Мn
Арматура, работающая на воздухе, в воде, масле, жидком топливе
Латуни подразделяются на деформируемые и литейные. Литейные латуни имеют последней букву "Л": ЛК-80-3Л, ЛАЖ60-1-1-Л, ЛС59-1Л и поставляются в виде чушек по ГОСТ 1020-77.
Бронзы
Классической бронзой является сплав меди с оловом. Но ввиду дефицитности олова и желания получить более широкий спектр свойств широкое применение нашли сплавы меди с алюминием, кремнием, марганцем, бериллием и др. Обозначение бронз начинается с букв "Бр", после которых ставятся буквы, обозначающие добавки, а затем цифры, указывающие процент добавок: бронза БрОЦ 4-3 содержит 4% олова, 3% цинка и 93% меди. В бронзы вводятся те же элементы, которыми легируют латунь, и обозначаются они так же. Но два элемента фосфор и бериллий встречаются только в составе бронз. Фосфор вводится в оловянистые бронзы как раскислитель, устраняющий хрупкие включения окиси олова (SnО). А бериллий в количестве в количестве 2% создает оригинальную термически упрочняемую бронзу БрБ2.
Бронзы по способу обработки или способу получения делятся на деформируемые и литейные. Литейные бронзы отмечаются буквой "Л" в конце марки: БрАЖН10-4-4Л.
По химическому составу бронзы делятся на 2 группы, поставляемые по ГОСТам:
1. Бронзы оловянистые ГОСТ5017 – 74;
2. Бронзы безоловянистые ГОСТ 18175-78.
Таблица 10.2 Химический состав, свойства и назначение некоторых марок бронз ГОСТ 5017-74,
ГОСТ 18175-78
Марка
бронзы
Химический состав, %
Свойства
Применение
Предел
прочности,
sВ, МПа
Относи-тельное удлинение d, %
Твердость,
НВ
БрОФ 8,0-0,30
7,0-8,5 Sn
0,25-0,35 Р
370-450
15-55
750-900
Проволока для сеток целлюлезно - бумажной промышленности