9.2. Медь и ее сплавы

Свойства меди:

Тпл=1083°С,

кристаллическая решетка ГЦК (полиморфных превращений не испытывает),

высокая тепло- и электропроводность;

коррозионная стойкость;

высокая пластичность;

высокие технологические свойства: хорошо обрабатывается давлением, сваривается, легко поддается пайке, полируется.

Различают две основные группы медных сплавов: латуни и бронзы.

9.2.1. Латуни

Латуни – сплавы меди с цинком. Маркируются буквой Л и числом, показывающим содержание меди (например, латунь Л68 содержит 68% Cu и 32% Zn). В марках многокомпонентных латуней содержатся буквенные обозначения элементов, числа последовательно показывают содержание меди и каждого легирующего элемента. Например, латунь ЛАН59-3-2 содержит 59%Cu, 3%Al, 2%Ni (остальное Zn).

В системе Cu–Zn образуются следующие фазы:

α - твердый раствор цинка в меди, предельная растворимость 39% Zn;

′ - упорядоченный твердый раствор меди на основе электронного соединения CuZn, существует при температуре ниже 454°С;

 - неупорядоченный твердый раствор меди на основе CuZn, существует при температуре выше 454°С.

Практическое применение имеют латуни, содержащие до 45% Zn, сплавы с большей концентрацией цинка обладают пониженной прочностью и пластичностью.

Латуни по структуре делят на две группы:

однофазные со структурой α-твердого раствора, содержат <39%Zn;

двухфазные со структурой α + β', содержат от 39% до 45%Zn.

Однофазные α-латуни (Л96, Л80) обладают пластичностью, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии, упрочняются холодной пластической деформацией. Однофазные латуни применяются в виде полос, лент, проволоки, а также в качестве деталей (шайбы, втулки и т.д.).

Двухфазные α+β'-латуни (Л59, Л60) по сравнению с однофазными латунями имеют бόльшую прочность и износостойкость, из них изготавливают втулки, гайки, токопроводящие детали.

Специальные латуни дополнительно легированы элементами: Sn, Pb, Si, Ni, Al, Fe, Mn.

Олово повышает коррозионную стойкость латуней в морской воде, поэтому оловянные латуни (ЛО62-1) называются морскими и применяются в судостроении.

Свинец улучшает обрабатываемость резанием на станках-автоматах, такие латуни (ЛС59-1) называют автоматными.

Кремний повышает коррозионную стойкость и технологические свойства латуней. Кремнистые латуни (ЛК80-3) обладают высокой прочностью, пластичностью, вязкостью не только при комнатных, но и при низких температурах (до -183°С).

Никель улучшает механические свойства и повышает коррозионную стойкость латуней (ЛН65-5).

Железо задерживает процесс рекристаллизации латуней, измельчает зерно и повышает твердость (ЛЖМц59-1-1).

Алюминий повышает прочность, твердость и коррозионную стойкость латуней (ЛАЖ60-1-1).

9.2.2. Бронзы

Бронзы – это сплавы меди с различными элементами: оловом, алюминием, кремнием, хромом, кадмием, бериллием и др. Маркировка бронз начинается с букв Бр, далее следуют буквенные обозначения легирующих элементов, а затем цифры, показывающие содержание каждого элемента. Например, бронза БрОЦС6-6-3 содержит 6%Sn, 6%Zn, 3%Pb, остальное – медь.