Медные сплавы

Определение "Медные сплавы" в Большой Советской Энциклопедии


Медные сплавы, сплавы на основе меди. Медные сплавы — первые металлические сплавы, созданные человеком (см. Бронзовый век). Примерно до сер. 20 в. по мировому производству Медные сплавы занимали 1-е место среди сплавов цветных металлов, уступив его затем алюминиевым сплавам. Со многими элементами медь образует широкие области твёрдых растворов замещения, в которых атомы добавки занимают места атомов меди в гранецентрированной кубической решётке. Медь в твёрдом состоянии растворяет до 39 % Zn, 15,8 % Sn, 9,4 % Al, a Ni — неограниченно. При образовании твёрдого раствора на основе меди растут её прочность и электросопротивление, снижается температурный коэффициент электросопротивления, может значительно повыситься коррозионная стойкость, а пластичность сохраняется на достаточно высоком уровне. При добавлении легирующего элемента свыше предела растворимости образуются соединения, в частности электронные, т. е. характеризующиеся определённой электронной концентрацией (отношением суммарного числа валентных электронов к числу атомов, которое может быть равно 3/2, 21/13 или 7/4). Этим соединениям условно приписывают формулы CuZn, Cu5Sn, Cu31Sn8, Cu9Al4, CuBe и другие. В многокомпонентных Медные сплавы часто присутствуют сложные металлические соединения неустановленного состава, которые значительно твёрже, чем раствор на основе меди, но весьма хрупки (обычно в двухфазных и многофазных Медные сплавы доля их в структуре намного меньше, чем твёрдого раствора на основе меди).



Медные сплавы получают сплавлением меди с легирующими элементами или с промежуточными сплавами — лигатурами, содержащими легирующие элементы. Для раскисления (восстановления окислов) широко применяют введение в расплав малых добавок фосфора (десятые доли %). Медные сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. Из деформируемых Медные сплавы отливают (в изложницы или непрерывным методом) круглые и плоские слитки, которые подвергают горячей и холодной обработке давлением: прокатке, прессованию через матрицу или волочению для производства листов, лент, прутков, профилей, труб и проволоки. Медные сплавы хорошо обрабатываются давлением, и деформированные полуфабрикаты составляют основную долю всего объёма их производства. Литейные Медные сплавы обладают хорошими литейными свойствами, из них отливкой в земляные и металлические формы получают фасонные детали, а также декоративно-прикладные изделия и скульптуру (см. Бронза в искусстве).


Механические свойства Медные сплавы изменяются в широких пределах при холодной обработке давлением и при отжиге. Холодной деформацией можно увеличить твёрдость и предел прочности Медные сплавы в 1,5—3 раза при одновременном снижении пластичности (см. Наклёп), а последующий рекристаллизационный отжиг позволяет частично или полностью (в зависимости от температуры и его продолжительности) восстановить исходные (до деформации) свойства (см. Термическая обработка). Смягчающий отжиг Медные сплавы после холодной обработки давлением проводят при 600—700 °С. Большинство Медные сплавы не подвергают упрочняющей термической обработке (закалке и старению), так как эта обработка или в принципе невозможна, если сплав при всех температурах однофазен, или величина упрочнения очень мала. Для создания термически упрочняемых Медные сплавы используют такие легирующие элементы, которые образуют с медью или между собой интерметаллические соединения (например, CuBe, NiBe, Ni3Al), растворимость которых в твёрдом растворе на базе меди с понижением температуры уменьшается. При закалке таких сплавов образуется пересыщенный твёрдый раствор, из которого при искусственном старении выделяются дисперсные интерметаллические соединения, упрочняющие Медные сплавы


Медные сплавы подразделяют на латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы. В латунях главной добавкой является цинк, в бронзах — любой элемент, кроме цинка и никеля. Промышленные марки выпускаемых в СССР Медные сплавы начинаются с первых букв их названий — Л (латуни), Бр. (бронзы) и М (медно-никелевые сплавы). Легирующие элементы обозначают следующими буквами: А — алюминий, Н — никель, О — олово, Ц — цинк, С — свинец, Ж — железо, Мц — марганец, К — кремний, Ф — фосфор, Т — титан. В марке простой (двойной) латуни цифры указывают ср. содержание меди. Например, латунь Л90 содержит 90 % Cu и 10 % Zn. В марке многокомпонентной латуни первые цифры указывают среднее содержание меди, а последующие — легирующих элементов. Например, латунь ЛАН59-3-2 содержит 59 % Cu, 3 % Al и 2 % Ni (остальное цинк). В марках бронз и медно-никелевых сплавов буквы и соответствующие им цифры указывают содержание легирующих элементов. Например, бронза Бр. АЖМц10-3-1,5 содержит 10 % Al, 3 % Fe и 1,5 % Mn. Буква Л в конце марки Медные сплавы обозначает, что он предназначен для фасонного литья (например, ЛК80-3Л). Состав, типичные механические свойства и примерное назначение Медные сплавы приведены в таблицах 1—3. Все Медные сплавы отличаются хорошей стойкостью против атмосферной коррозии. Кислород при комнатной температуре не действует на Медные сплавы; окись углерода с ними не реагирует. Незагрязнённый пар, сухой или влажный действует на бронзы очень слабо. Сероводород уже при незначительной влажности и особенно при повышенных температурах сильно реагирует с Медные сплавы Азотная и соляная кислоты действуют на латуни и оловянные бронзы очень сильно, серная — значительно слабее.


Таблица 1. — Состав, типичные механические свойства* и назначение латуней (1 Мн/м2 » 0,1 кгс/мм2)

Марка сплава

Состав

Предел прочности sb, Мн/м2

Относительное удлинение d, %

Твердость HB, Мн/м2

Примерное назначение

Л96

95—97% Cu, остальное Zn

240

50

470

Радиаторные трубки

Л90

88—91% Cu, остальное Zn

260

45

530

Листы и ленты для плакировки

Л80

79—81% Cu, остальное Zn

320

52

540

Проволочные сетки и целлюлозно-бумажной промышленности, сильфоны

Л68

67—70% Cu, остальное Zn

320

55

550

Изделия, получае-
мые холодной штамповкой и глубокой вытяжкой

Л63

62—65% Cu, остальное Zn

330

49

560

Полосы, листы, лента, проволока, трубы, прутки

ЛА77-2

76—79% Cu, 1,75—2,5% Al, остальное Zn

400

55

600

Конденсаторные трубы

ЛАЖ60-1-1

58—61% Cu, 0,75—1,5% Al, 0,75—1,5% Fe, 0,1—0,6% Mn,  остальное Zn

450

45

950

Трубы и прутки

ЛАЖМц66-6-3-2

64—68% Cu, 6—7% Al,
2—4% Fe, 1,5—2,5% Mn,  остальное Zn

650

7

1600

Литые массивные червячные винты, гайки нажимных винтов

ЛАН59-3-2

57—60% Cu, 2,5—3,5% Al, 2—3% Ni, остальное Zn

380

50

750

Трубы и прутки

ЛЖМц59-1-1

57—60% Cu, 0,6—1,2% Fe, 0,5—0,8% Mn, 0,1—0,4% Al, 0,3—0,7% Sn, остальное Zn

450

50

880

Полосы, проволока, прутки и трубы

ЛН65-5

64—67% Cu, 5—6,5% Ni, остальное Zn

400

65

700

Манометрические трубки, конденсаторные трубы

ЛО70-1

69—71% Cu, 1—1,5% Sn, остальное Zn

350

60

590

Конденсаторные трубы, теплотехническая аппаратура

ЛС74-3

72—75% Cu, 2,4—3% Pb, остальное Zn

350

50

570

Детали часов, автомобилей

ЛК80-3Л

79—81% Cu, 2,5—4,5% Si, остальное Zn

300

20

1050

Арматура, подвергающаяся действию воды, детали судов

ЛКС80-3-3

79—80% Cu, 2,5—4,5% Si, 2—4% Pb, остальное Zn

350

20

950

Литые подшипники и втулки

* Свойства деформируемых латуней указаны для отожжённого состояния.


Таблица 2. — Состав, типичные механические свойства* и назначение бронз (1 Мн/м2 » 0,1 кгс/мм2)

Марка сплава

Состав

Предел прочности sb, Мн/м2

Относительное удлинение d, %

Твердость HB, Мн/м2

Примерное назначение

Бр. ОФ10-1

9—11% Sn, 0,8—1,2% P

250

3

900

Подшипники, шестерни, венцы, втулки

Бр. ОФ4-0,25

3,5—4% Sn, 0,2—0,3% P

340

52

600

Трубки для манометрических пружин

Бр. ОЦС5-5-5

4—6% Sn,
4—6% Zn,
4—6% P

150

6

600

Антифрикционные детали и арматура

Бр. ОЦСН3-7-5-1

2,5—4% Sn, 6—9,5% Zn, 3—6% Pb, 0,5—2% Ni

180

8

600

Арматура, работающая в морской и пресной воде, в атмосфере пара

Бр. А7

6—8% Al

420

70

700

Пружины и пружинящие детали

Бр. АЖ9-4

8—10% Al,
2—4% Fe

600

40

1100

Шестерни, втулки, сёдла клапанов

Бр. АЖМц10-3-1,5

9—11% Al, 2,4% Fe,
1—2% Mn

610

32

1300

Шестерни, втулки, подшипники

Бр. АЖН10-4-4

9,5—11% Al, 3,5—5,5% Fe, 3,5—5,5% Ni

600

35

1500

Шестерни, сёдла клапанов

Бр. АМц9-2

8—10% Al, 1,5—2,5% Mn

400

25

1600

Детали морских судов, электрооборудования

Бр. Мц5

4,5—5,5% Mn

340

30

800
Поковки<

Бр. Б2

1,9—2,2% Be, 0,2—0,5% Ni

1350

1,5

3500

Пружины и пружинящие детали в авиации и приборостроении

Бр. КН1-3

0,6—1,1% Si, 2,4—3,4% Ni, 0,1—0,4% Mn

600

12

1800

Направляющие втулки и другие детали ответственного назначения

Бр. С30

27—33% Pb

70

5

450
Сальники<

* Свойства сплавов Бр. ОФ10-1, Бр. ОЦС5-5-5, Бр. ОЦСН3-7-5-1 и Бр. С30 указаны для отливок в земляные формы, сплавов Бр. Б2 и Бр. КН1-3 — для обработанных давлением изделий, подвергнутых закалке, соответственно при 780 и 850 °С и старению соответственно при 320 °С (2 ч) и 450 °С (4 ч), остальных сплавов — для отожжённого состояния после обработки давлением.


Таблица 3. — Состав, типичные механические свойства* и назначение медно-никелевых сплавов (1 Мн/м2 » 0,1 кгс/мм2)

Марка и наименование сплава


Состав


Предел прочности sb, Мн/м2

Относительное удлинение d, %

Твердость HB, Мн/м2


Примерное назначение


МН19 (мельхиор)

18—20% Ni+Co

350

35

700

Изделия, получаемые штамповкой и чеканкой

МНЖМц30-0,8-1 (мельхиор)

29—33% Ni+Co,
0,8—1,3% Mn,
0,6—1% Fe

380

40

700

Конденсаторные трубы для судостроения, трубы термостатов

МНЦ15-20 (нейзильбер)

13,5—1,5% Ni+Co,
18—22% Zn

400

45

700

Детали приборов точной механики, посуда

МНМц43-0,5 (копель)

42,5—44% Ni+Co,
0,1—1% Mn

400

35

850

Проволока для термопар

МНМц40-1,5 (константан)

39—41% Ni+Co,
1—2% Mn

450

30

800

Проволока для реостатов, термопар

* Свойства указаны для отожжённого состояния.


Медные сплавы используют как конструкционные, пружинные, антифрикционные и коррозионностойкие материалы, сплавы с высокой электро- и теплопроводностью, с высоким электросопротивлением и низким термическим коэффициентом электросопротивления, сплавы для термопар, художественного литья и посуды. Медные сплавы применяют в общем машиностроении, авиа-, авто- и судостроении, на железнодорожном транспорте, в электротехнической промышленности, приборостроении, в производстве водяной и паровой арматуры и других изделий.
Лит.: Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956; Смирягин А. П., Промышленные цветные металлы и сплавы, 2 изд., М., 1956.
  И. И. Новиков.




"БСЭ" >> "М" >> "МЕ" >> "МЕД" >> "МЕДН"

Статья про "Медные сплавы" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 229 раз
Пицца в сковороде
Креветки с газировкой

TOP 20