Сплави міді

(Перенаправлено з Мідні сплави)

Спла́ви мі́ді — сплави, одним із компонентів у яких є мідь.

Мі́дні спла́ви — сплави на мідній основі, у яких легувальними елементами можуть бути олово, цинк, свинець, нікель, алюміній, марганець, залізо, срібло, золото, фосфор, кремній тощо.

Загальні особливості ред.

Залежно від виду легувальних компонентів мідні сплави можуть мати високі електро- та теплопровідність, пластичність і міцність при високих температурах, можуть бути стійкими до зношування і агресивних середовищ а також, високопружними. Сплави міді з іншими металами зазвичай містять не більше 10 % основного легувального елемента, а інші компоненти (у складних сплавах) у ще менших кількостях. Виключенням є лише латуні, що містять цинк у значно більших пропорціях. У присутності великих кількостей легувального елемента сплави стають крихкими.

Добавки до подвійних мідно-цинкових сплавів у незначних кількостях олова, алюмінію, нікелю, кремнію, марганцю, заліза, свинцю підвищують міцність, твердість, оброблюваність різанням, надають добрих ливарних властивостей тощо.

Мідні сплави отримують сплавлянням міді з іншими хімічними елементами або їх сплавами (лігатурами) у полуменевих або електричних (дугових, індукційних, високочастотних, печах опору) печах. При плавці для захисту від окиснення використовують деревне вугілля, флюс або плавку проводять у вакуумі. Деякі мідні сплави отримують шляхом електролізу комплексних водних розчинів або дифузії у поверхневі шари металевих виробів. Однофазні низьколеговані сплави легше деформуються при кімнатній температурі, ніж високолеговані — з двофазною структурою. При високих температурах легше деформуються двофазні сплави, а більший опір деформуванню чинять сплави однофазні.

Термічна обробка (гартування та старіння) мідних сплавів у низці випадків підвищує міцність, збільшує пластичність (гартування), зменшує внутрішні напруження (відпал).

Розрізняють мідні сплави:

  • ливарні, яким властиві значна рідкоплинність і невелика усадка;
  • деформівні, що їх обробляють тиском у гарячому або холодному стані;
  • порошкові.

Мідні сплави використовують переважно як антифрикційні, електротехнічні, жароміцні, конструкційні, корозієстійкі і пружинні матеріали. Застосовують їх у машино-, авіа-, приладо- і суднобудуванні, в електротехнічні промисловості, при виготовленні пароводяної арматури, художніх виробів, посуду тощо.

Види сплавів міді ред.

До мідних сплавів належать:

  • бронзи куди входять:
    • олов'яні (олов'янисті) бронзи або просто бронзи — сплави міді з оловом, які поділяються на бронзи олов'яні, що обробляються тиском за ГОСТ 5017-74[1] (наприклад, БрО6,5Ф0,4; БрО4Ц3; БрО7Ф0,2 тощо) та бронзи олов'яні ливарні за ГОСТ 613-79[2] (наприклад, БрО3Ц7С5Н1; БрО5Ц5С5, БрО10Ц2 тощо);
    • бронзи безолов'яні, що обробляються тиском за ГОСТ 18175-78[3], до переліку яких входять:
    • бронзи безолов'яні ливарні за ГОСТ 493-79[4] (наприклад, БрА10Ж3Мц2, БрС30, БрС30Н2 тощо);
  • латуні — сплав міді з цинком із вмістом до 45 % Zn. Залежно від технологічних властивостей латуні поділяють на деформівні (оброблювані тиском: Л96, Л70, ЛАН65-3-2, ЛА85, ЛС64-2 тощо) і ливарні за ГОСТ 17711-93[5] (ЛЦ14К3С3, ЛЦ30А3, ЛЦ25С2 тощо). Латунь із вмістом до 32 % цинку добре обробляється тиском у холодному і гарячому станах;
  • абісинське золото — корозієстійкий мідний сплав, що імітує золото за кольором; містить 88 % Cu, 11,5 % Zn і 0,5 % Au[6]. Додавання 0,5 % Au сприяє тривалішому збереженню блиску без потемніння;
  • північне золото — мідно-алюмінієвий сплав золотистого кольору (склад: мідь — 89 %, алюміній — 5 %, цинк — 5 %, олово — 1 %), з якого виготовляють монети вартістю 10, 20 і 50 євроцентів;
  • мельхіор — група сплавів на основі міді переважно з нікелем (5-30 %), а також з Fe (приблизно 1 %) та Mn (близько 1 %). Має високу стійкість проти корозії як в повітрі, так і у воді, добре обробляється, тому є добрим сплавом для карбування монет;
  • константан — сплав міді з нікелем (40 %), марганцем (1,5 %) і домішками деяких інших елементів. Характеризується сталістю електричного опору при зміні температури;
  • манганін — термостабільний сплав на основі міді (близько 85 %) з додаванням марганцю (Mn) (11,5—13,5 %) та нікелю (Ni) (2,5—3,5 %). Характеризується надзвичайно малою зміною електричного опору в області кімнатних температур;
  • нейзильбер — сплав міді з 5-35 % нікелю і 13-45 % цинку. Характеризується корозійною стійкістю, підвищеною міцністю і пружністю після деформації, задовільною пластичністю в гарячому й холодному стані;
  • куніаль — сплав міді з нікелем та алюмінієм. За ГОСТ 492—2006[7] випускаються дві марки куніалю: МНА13-3 (Куніаль-А), що містить 12,0…15,0 % Ni+Co, 2,3…3,0 % Al, решта — мідь та МНА6-1,5 (Куніаль-Б), що містить 5,5…6,5 % Ni+Co, 1,2…1,8 % Al, решта — мідь.

Сплави, у яких мідь є важливим але не основним компонентом:

  • монель (монель-метал) — високоміцний корозієстійкий на нікелевій основі, що містить 27…29 % Cu, 2…3 % Fe, 1,2…1,8 % Μn[7][8]. За ГОСТ 492—2006[7] маркується як сплав НМЖМц28-2,5-1,5 (за стандартами ISO — NiCu30):
  • копель — сплав, що складається з таких елементів: Ni (42,5…44 %); Fe (0,15 %); Mn (0,1…1,0 %) решта Cu (МНМц 43-0,5)[7];

Примітки ред.

  1. ГОСТ 5017-74 Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением. Марки.
  2. ГОСТ 613-79 Бронзы оловянные литейные. Марки.
  3. ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки.
  4. ГОСТ 493-79 Бронзы безоловянные литейные. Марки
  5. ГОСТ 17711-93 Сплавы медно-цинковые (латуни), литейные. Марки.
  6. American Society for Testing Materials, William Campbell: A list of alloys with physical properties of typical alloys: (revised and amplified, 1930). The Society, 1930.
  7. а б в г ГОСТ 492—2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки.
  8. Міжнародна інженерна енциклопедія. Термінологічний словник. Метали. I том. [Архівовано 10 січня 2014 у Wayback Machine.] / За ред. Б. О. Прусакова, М. С. Блантера, В. Я. Кершенбаума, В. О. Богуслаєва, С. Б. Бєлікова, А. Д. Коваля. МоторСіч, 2005. С.420

Джерела ред.

  • Хільчевський В. В. Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів: Навчальний посібник.  К.: Либідь, 2002. — 328с. ISBN 966-06-0247-2
  • Попович В. В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: [підручник для студ. вищ. навч. закл.] / В. В. Попович, В. В. Попович. — Львів: Світ, 2006. — 624 с. — ISBN 966-603-452-2.
  • Пахолюк А. П. Основи матеріалознавство і конструкційні матеріали: [підруч. для студ. вищ. навч. зал.] / А. П. Пахолюк, О. А. Пахолюк. — Львів: Світ, 2005. — 172 с. — ISBN 966-603-387-9.
  • Лахтин Ю. М. Основы металловедения. — М.: Металлургия, 1988. — 320с.