Цветные металлы и их сплавы

Цветные металлы и их сплавы широко применяются в технике, они обладают, в большинстве случаев, большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкой температурой плавления, для них характерно отсутствие полиморфизма. Цветные металлы подразделяют на:

-легкие металлы – бериллий, магний, алюминий, обладающие малой плотностью. Металлом с небольшой плотностью является титан.;

- благородные металлы – серебро, золото, металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, родий, осмий, рутений). К ним можно отнести и «полублагородная» медь. Они обладают высокой устойчивостью против коррозии;

- легкоплавкие металлы – цинк, кадмий, ртуть, олово, свинец, висмут, таллий, сурьма и элементы с ослабленными металлическими свойствами – галлий, германий. На основе свинца, олово, цинка получают антифрикционные сплавы – баббиты.

Медь и ее сплавы

Поскольку медь довольно легко восстанавливается из руды, она явилась одним из первых металлов, которыми научился пользоваться человек. Это произошло, по-видимому, 4000 до н.э. У меди высокая электропроводность, и она была первым материалом, примененным для передачи электричества. Она до сих пор широко применяется в бытовой электропроводке и электрооборудовании. Предел текучести чистой меди составляет около 170 МПа, а прочность на растяжение – около 280 МПа; относительное удлинение обычно превышает 35%. Холодная прокатка и волочение повышают указанные характеристики меди. Жесткость меди примерно вдвое меньше, чем стали.

Медные сплавы могут быть литейными и деформируемыми, термически упрочняемыми и неупрочняемыми. По химическому составу их подразделяют на латуни и бронзы. В сплавах с цинком, называемых латунями, содержание цинка составляет от 2 до 45%. Прочность латуней, как правило, повышается с увеличением содержания цинка. Весьма распространена т.н. патронная латунь с 30% цинка. В зависимости от структуры при комнатной температуре латуни разделяются на α-латуни (содержат меди не мене 61%) и α+β-латуни (содержат 55-61%Cu). Цинк повышает прочность и пластичность сплава. Максимальной пластичностью обладает слав с 30%Zn. Латунь легко поддается пластической деформации.

Среди сплавов меди с другими элементами (бронзы), выделяют оловянистые, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовистые бронзы. Оловянистая бронза превосходит другие малой величиной усадки. Содержание олова в бронзах – от 2 до 30%. Высокопрочные медные сплавы содержат алюминий, кремний или бериллий. Алюминиевая – превосходит по механическим свойствам, химической стойкости. Кремнистая – по жидкотекучести. Бериллиевая бронза отличается высокими твердостью и упругостью. Свинцовистая бронза, содержащая 30%Pb является высококачественным антифрикционным материалом. Широко применяемые сплавы меди – с никелем или с никелем и цинком. Такие сплавы типа нейзильбера отличаются высокой коррозионной стойкостью, а также прочностью и предпочитаются инженерами за их коррозионную стойкость в таком оборудовании, как теплообменники, перегонные аппараты, испарители, конденсаторы и трубопроводы. В бытовых системах для горячей воды часто используются медные трубки.