Медь это сплав: статья о медных сплавах от экспертов компании Рослом

Применение меди в автомобилестроении | СТИЛ-СЕРВИС

Медь – металл, известный человечеству с древнейших времен. Более пяти тысяч лет медь и медные сплавы остаются чрезвычайно востребованным материалами. В наши дни, несмотря на открытие множества иных элементов, разработку и создание новейших материалов и сплавов, медный прокат используется практически во всех сферах человеческой деятельности благодаря его прекрасным эксплуатационным свойствам:

• пластичность и мягкость;
• высокая электропроводность;
• отличная теплопроводность;
• устойчивость к коррозии;
• способность выдерживать перепады температур и прямое солнечное воздействие.

И хотя цены на цветные металлы, к которым принадлежит медь, достаточно высоки, отличные качества материала делают его незаменимым во многих отраслях промышленности.

Виды медного проката

Широкое использование меди в различных сферах промышленности и в быту обуславливает разнообразие видов проката.

• Медный лист – распространенный вид проката, наиболее часто применяемый в строительстве и декоре. Медные листы плоские, прямоугольной формы, малой толщины (0,4 мм).
• Медный пруток – длинное прокатное изделие с круглым сечением. Используется для изготовления различных деталей. Из-за формы сечения медный прут часто  называют «круг медный».
• Медная плита – плоский прокат толщиной до 155 мм, применяется в машиностроении, строительстве и проч.
• Медная проволока может быть различной толщины и мягкости, применяется повсеместно.
• Медная лента может иметь различную ширину и малую толщину. Применяется в машиностроении, строительстве, дизайне и проч.
• Медная шина имеет вытянутый вид и прямоугольное сечение. Применяется в электротехнике и приборостроении.
• Труба медная, прайс предлагает множество модификаций, но главное – она бесшовная и полая. Применяется в качестве трубопроводов и в системах кондиционирования.

Применение в автомобилестроении

В автомобилестроении применяют как медный прокат, так и медные сплавы – бронзу, латунь и др.

В связи с хорошей электропроводностью, медь в чистом виде применяют в основном в автомобильной электропроводке, роторах и статорах генераторов и стартеров и электросистемах. Также медь – главный компонент гальванических элементов и медно-окисных батарей. А один из основных видов проката – медные трубы – используют в системах автомобильного кондиционирования.

Латунь – сплав меди и цинка. Ее компонентами также могут быть свинец, олово, марганец, кремний и другие элементы, каждый из которых привносит в сплав определенные свойства. В автомобилестроении используют латунные втулки генератора, стартеры, бачки и трубки радиаторов, различные запорные устройства и проч. Бронза – это сплав, где основными компонентами являются медь и олово, присутствуют также и другие элементы: свинец, кремний, алюминий, железо и проч. В автомобилестроении используют бронзовые упорные и осевые/полуосевые шайбы и различные втулки – шатунов, коромысел и проч.

Также читайте:

• Медные трубы для водопровода — преимущества применения в системах водоснабжения
• Интересные факты о меди
• Медная труба водопроводная: использование и преимущества

Обзор основных видов металлов и сплавов

Фурнитура для творчества — обзор основных видов металлов и сплавов, используемых производителями в создании фурнитуры для бижутерии и хобби.

Друзья, вы часто задаете нам вопросы из чего сделана наша фурнитура, какие сплавы лучше, какие хуже, что такое гипоаллергенные металлы, как те или иные сплавы и покрытия ведут себя в эксплуатации и много прочих вопросов связанных с металлами и сплавами.

Мы постараемся дать основную информацию и ответить на самые частые ваши вопросы.

✎ «Наполненное золото» или Goldfilled (Gold-Filled). Способ «наполнения» или накатки золота состоит в соединении (сплавлении) драгоценного металла вместе с подложкой из недрагоценного (обычно в качестве базового металла используют латунь или медь с содержанием чистого золота ок. 5%) в вакууме при высокой температуре (примерно 900 гр.) и под высоким давлением (примерно 170 атм). Таким образом, на базе получается существенный золотой слой толщиной от 8-10 до сотен микрон, образующее с подложкой металлургически сплавленное соединение.В Gold Filled обычно используется 14 каратное золото, эквивалентное пробе 585, но также встречается золото в 9 карат (375) и 18 карат (750 проба). Для справки: чистый металл пробы 999 (99,9% драгоценного металла) — это 24 карата.

✎ «Наполненное серебро» или Silver filled. Принцип производства такой же, как и сплава Gold-Filled. Для покрытия в Silver Filled обычно используется серебро 925 пробы по сплаву с содержанием серебра.

✎ Золото, эквивалентное пробе 585 — Solid gold или Top gold.

✎ Sterling Silver — эквивалент серебра 925 пробы. Часто золотится или покрывается родием.

✎ Vermeil Sterling Silver — эквивалент серебра 925 пробы с гальваническим покрытием золотом 585.

✎ Медь (Copper). Медь самородная — минерал класса самородных элементов. Самородная медь содержит 97 — 99 % Cu. Кроме того, она может содержать примеси других металлов.Из чистой меди фурнитуру производят редко и ее стоимость гораздо выше латунных аналогов.В процессе шлифовки медь начинает блестеть. Чтобы сделать материал еще более интересным, медь патинируют, декорируют эмалями и золотят.

✎ Латунь (Brass). Состав латуни может варьироваться в широких пределах, однако главными составляющими всегда остаются медь и цинк в пропорции 2:1.

✎ Бронза (Bronze). Представляет собой сплав меди с добавлением определенного количества олова. Помимо этого встречаются добавления цинка и некоторых других металлов.

✎ Сталь или нержавеющая сталь или stainless steel очень редкий гость на фурнитурном рынке России. Если фурнитура из стали, то чаще всего она либо нержавеющая, либо с покрытиями. Некоторые продавцы могут давать такой фурнитуре торговое название «хирургическая сталь»

✎ Титан (Titanium) и Ниобий (Niobium). Если вам нужна максимально гипоалергенная фурнитура, то выбирайте ниобий и титан. Эти сплавы пришли к нам как раз из медицинских ресурсов. На данный момент эта фурнитура считается наиболее гипоалергенной во всем мире. 

Покрытия.

Также надо упомянуть о том, что массово производят фурнитуру, имитирующую тот или иной цвет металлов. Например, сплав pewter или Zink Alloy стоят дешевле меди или бронзы.Поэтому в основе базового могут быть дешевые сплавы с внешним с гальваническим покрытием (напылением тонким слоем) других металлов, таких как медь, бронза, серебро, золото, родий.

✔ Сплав металлов с добавлением цинка Zink (Metal) Alloy. Обычно это серый сплав, продается в виде омедненных (покрытых медью), золотистых, серебристых изделий. Стоит дешево. Фурнитура из этого сплава поставляется преимущественно из Китая. Покрытия на данном сплаве не живут долго. Самым безобидным для приобретения вариантом может быть фурнитура серебристого цвета, так как после истирания покрытия скорее всего вы увидите серый цвет основы. 

✔ Позолота и покрытие серебром по базе из олова Рewter или латуни. Именно этот способ производства использует известная американская компания TierraCast и израильская фабрика JBB

✔ Родирование по разным сплавам (латунь, медь, серебро). Родий является одним из наиболее редких и дорогих драгоценных металлов, по стоимости в несколько раз превышающий золото. Это металл платиновой группы, имеет серебристо-белый цвет, отличается высокой твердостью и прочностью. Однако ювелирных изделий из родия не делают ввиду его высокой цены и сложности в обработке. Родий инертен к внешним факторам — ультрафиолет, атмосфера, грязь, спирты, крема, моющие средства, разумеется, кроме абразивов. Со временем родиевое покрытие стирается (особенно в местах соприкосновения с кожей и другими элементами, например, звеньями цепочки). Срок службы такого покрытия зависит от толщины слоя родия и от интенсивности использования украшений.

✔ Омеднение базовых сплавов часто используется для имитации медной фурнитуры. Обычно такой вариант предлагается в отделке Antique Copper. 

C194 медь-железо (CuFe2P) | Fisk Alloy

Alloy C194 — высокоэффективный сплав первого поколения, используемый во всем мире. C194 сочетает в себе хорошую электропроводность с высокой прочностью на разрыв, хорошей паяемостью и гальванопокрытием. Приложения включают соединители, полупроводниковые штыри и выводные рамки, розетки и массовые выводы.

Английские единицы Метрические единицы

Механические свойства

Круглая проволока

Квадратный провод

Плоский прокат

Физические свойства

Температура плавления (Liquidis)	1990°F
Точка плавления (Солидус)	1980°F
Плотность	0,322 фунта/куб. дюйм
Удельное электрическое сопротивление (отожженный)	15 Ом⋅смил/фут при 68°F
Электропроводность (отожженный)	65% IACS при 68°F
Теплопроводность (состаренный раствор)	150 БТЕ фут/кв. фут·ч °F при 68°F
Коэффициент теплового расширения	0,0000098°F (68-572°F)
Модуль упругости (растяжение)	17500 тысяч фунтов/кв. дюйм
Модуль жесткости	6600 тысяч фунтов на квадратный дюйм

Для получения полной версии технических характеристик продукта, включая химический состав в американских и метрических единицах, загрузите PDF-файл.

Свариваемость материалов – медь и медные сплавы

Медь и медные сплавы выбирают из-за их коррозионной стойкости, электро- и теплопроводности.

Определены различные типы медных сплавов и даны рекомендации по процессам и методам, которые можно использовать при изготовлении компонентов из медных сплавов с целью сохранения их коррозионных или механических свойств, избегая при этом появления дефектов в сварных швах.

Основные категории меди и медных сплавов перечислены ниже:

Таблица 1. Часто используемые медные сплавы и рекомендуемые металлы наполнителя

19

• Чистая медь
• Медь с небольшими легирующими добавками (всего менее 5%)
• Латунь напр. медно-цинковый (Cu-Zn)
• Нейзильбер медно-цинково-никелевый (Cu-Zn-Ni)
• Бронза напр. медно-олово (Cu-Sn) (сплавы фосфористой бронзы также содержат фосфор)
• Бронзовые металлы медь-олово-цинк (Cu-Sn-Zn) (некоторые сплавы могут содержать свинец)
• Алюминиевая бронза напр. медно-алюминиевый (Cu-Al) (большинство сплавов также содержат железо и много никеля)
• Медно-никелевые сплавы медно-никелевый (Cu-Ni)

Наиболее часто используемые медные сплавы перечислены в Таблице 1 вместе с ассортиментом сварочных электродов для сварки плавлением согласно BS EN 14640:2005. Подобные составы присадочной проволоки указаны в AWS A5.7/A5.7M:2008, а электроды с покрытием указаны в A5.6/A5.6M:2007.

Следует отметить, что сварка мельхиора (45%Zn/10%Ni), свинцовой бронзы и латуни с высоким содержанием цинка (40%Zn) не рекомендуется.

Медные сплавы имеют совершенно разные сварочные характеристики из-за различий в теплопроводности. Например, для меди из-за ее высокой теплопроводности может потребоваться значительный предварительный нагрев, чтобы противодействовать очень высокому теплоотводу. Однако некоторые из сплавов, теплопроводность которых аналогична низкоуглеродистой стали, например медно-никелевые сплавы, обычно можно сваривать плавлением без предварительного нагрева.

Медь

Медь обычно поставляется в виде

• кислородный подшипник, медный каучук
• медь раскисленная фосфором
• бескислородная медь

Медь с вязким пеком содержит прожилки из оксида меди (<0,1% кислорода, как Cu ₂ O), который не ухудшает механические свойства деформируемого материала и обладает высокой электропроводностью. Бескислородная и раскисленная фосфором медь легче сваривается .

TIG и MIG являются предпочтительными сварочными процессами, но кислородно-ацетиленовая сварка и сварка MMA также могут использоваться для ремонта компонентов из твердой меди. Защитные газы на основе гелия и азота, которые имеют более высокое напряжение дуги, могут использоваться в качестве альтернативы аргону для противодействия высокой теплопроводности меди.

Предотвращение дефектов сварки

При сварке плавлением вязких медных пеков высокое содержание кислорода в сплаве часто приводит к охрупчиванию в зоне термического влияния (ЗТВ) и пористости металла шва. Медь, раскисленная фосфором, лучше поддается сварке, но остаточный кислород может привести к пористости автогенных сварных швов, особенно в присутствии водорода. Пористости можно избежать, используя соответствующую присадочную проволоку, содержащую раскислители (Al, Mn, Si, P и Ti).

Тонкостенный материал можно сваривать без предварительного подогрева. Тем не менее, все марки стали толщиной более 5 мм требуют предварительного нагрева, чтобы получить жидкую сварочную ванну и избежать дефектов плавления. Детали толстого сечения могут нуждаться в предварительном нагреве до 600°C.

Медь с небольшими легирующими добавками

Для улучшения механической обработки могут быть добавлены небольшие количества серы или теллура. Однако эти марки обычно считаются несвариваемыми.

Сплавы, подвергнутые дисперсионному твердению, содержат небольшие добавки хрома, циркония или бериллия. и обладают превосходными механическими свойствами. Медь из хрома и бериллия может страдать от растрескивания в ЗТВ, если перед сваркой не подвергнута термообработке. При сварке бериллиевой меди следует соблюдать осторожность, чтобы не вдыхать ядовитые сварочные пары.

Латуни (медно-цинковые сплавы) и нейзильбер

С точки зрения свариваемости латуни можно разделить на две группы, а именно. с низким содержанием цинка (до 20 % Zn) и с высоким содержанием цинка (от 30 до 40 % Zn). Нейзильбер содержит от 20 до 45% цинка и никеля для повышения прочности. Основной проблемой при сварке плавлением этих сплавов является улетучивание цинка, что приводит к образованию белых паров оксида цинка и пористости металла шва. Только латуни с низким содержанием цинка можно сваривать с использованием таких процессов сварки плавлением, как TIG и MIG.

Предотвращение дефектов сварки

Для минимизации пористости следует использовать не содержащую цинка присадочную проволоку из кремниевой бронзы (Cu 6560) или алюминиевой бронзы (Cu 6180). Высокая скорость сварки уменьшит размер пор.

Процессы TIG и MIG используются с аргоном или смесью аргона и гелия, но не с азотом. Предварительный нагрев обычно используется для сплавов с низким содержанием цинка (<20% Zn), чтобы избежать дефектов плавления из-за высокой теплопроводности. Хотя для сплавов с более высоким содержанием цинка предварительный нагрев не требуется, медленное охлаждение снижает риск растрескивания. Термическая обработка после сварки также помогает снизить риск коррозионного растрескивания под напряжением в местах с высокой жесткостью.

Бронзы (оловянная бронза, фосфористая бронза, кремнистая бронза и бронза)

Оловянные бронзы обычно содержат от 1% до 10% олова. Фосфористая бронза содержит до 0,4% фосфора. Gunmetal по существу представляет собой оловянную бронзу с содержанием цинка до 5% и может иметь добавки свинца до 5%. Кремниевая бронза содержит примерно 3% кремния и 1% марганца, и это, вероятно, самая легкая из бронз для сварки.

Предотвращение дефектов сварки

Соответствующие составы присадок обычно используются для сварки бронзы. Автогенная сварка фосфористых бронз не рекомендуется из-за пористости металла шва. Однако этот риск можно уменьшить, используя присадочную проволоку с более высоким содержанием раскислителей. Бронзовый металл не считается пригодным для сварки, так как он подвержен горячему растрескиванию.

Алюминиевая бронза

Существует два типа алюминиевой бронзы; однофазные сплавы, содержащие от 5 до 10% алюминия с небольшим количеством железа или никеля, и более сложные двухфазные сплавы, содержащие до 12% алюминия и около 5% железа, со специальными сплавами, также содержащими никель, марганец и кремний. Для сварки этой группы сплавов предпочтительны процессы сварки в среде защитных газов. При сварке TIG наличие прочной, тугоплавкой оксидной пленки требует наличия переменного тока (аргона) или постоянного тока с защитным газом гелием. Из-за его низкой теплопроводности предварительный нагрев обычно не требуется, за исключением сварки деталей толстого сечения.

Предотвращение дефектов сварки

Тщательная очистка поверхности материала необходима как до, так и после наплавки каждого прохода, чтобы избежать пористости. Однофазные сплавы могут быть подвержены растрескиванию металла сварного шва и ЗТВ в очень ограниченных условиях. Часто необходимо использовать подходящие присадочные металлы для поддержания коррозионной стойкости, но неподходящий двухфазный наполнитель также может снизить риск растрескивания. Двухфазные сплавы легче свариваются. Для обоих типов необходимо тщательно контролировать температуру предварительного нагрева и температуры между проходами, чтобы предотвратить растрескивание.

Медно-никелевые сплавы

Медно-никелевые сплавы содержат от 5 до 30% никеля со специальными сплавами с добавками железа и марганца; Сплавы 90/10 и 70/30 (Cu/Ni) обычно используются для сварки. Эти сплавы являются однофазными и обычно считаются свариваемыми с использованием процессов в среде инертного газа и, в меньшей степени, ММА. Обычно используется соответствующий наполнитель. 70/30 (Cu 7158) часто рассматривается как «универсальный» наполнитель для этих сплавов. Теплопроводность медно-никелевых сплавов аналогична малоуглеродистым сталям, поэтому предварительный нагрев не требуется.