Состав и свойства чистой меди Состав и свойства чистой меди

Медь – химический элемент I группы периодической системы Д.И. Менделеева с порядковым номером 29 и атомной массой 63,54. Этот металл известен с глубокой древности. Как самородный металл, медь использовали еще 6–7 тысяч лет тому назад.

Медь имеет кубическую гранецентрированную решетку с параметром 0,36074 нм, она немагнитна, при нагреве и охлаждении полиморфных превращений не имеет.

Содержание меди в земной коре невелико и составляет всего лишь 0,0047 %. По объему добычи и использования среди металлов медь занимает третье место после железа и алюминия. С каждым годом она становится все более дефицитной. Если в XIX веке медь добывали из руд, содержавших 6–9 % этого металла, то сегодня промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5 % меди. Это указывает на необходимость создания экономичных, малоотходных технологических процессов плавки и литья медных сплавов и на широкое использование вторичных медных сплавов.

Чистая медь – пластичный и вязкий металл красного, а в свежем изломе – розового цвета. Со временем изделия из меди и её сплавов в присутствии влаги покрываются темнозеленой пленкой (патиной) основного карбоната Cu2(OH)2CO3.

Отличительной чертой меди и ее сплавов являются высокие значения электрои теплопроводности, а также коррозионной стойкости. В связи с этим до 50 % всей меди используется для электротехнических изделий. Благодаря высокой теплопроводности медь можно использовать для изделий, работающих в контакте с жидкими металлами и сплавами, температура плавления которых намного выше температуры плавления меди. В их числе можно назвать фур

мы кислородных конвертеров, кристаллизаторы для непрерывного или полунепрерывного литья, тигли для плавки тугоплавких металлов и сплавов и др.

Механические свойства меди в различных состояниях следующие:

 

Состояние

?в, МПа

?, %

НВ

Литое

Отожженное

Деформированное

180–250 200–280 400–600

15–40 20–50 0,5–3,0

110 45 –

Из представленных данных следует, что удельная прочность меди в литом и отожженном состояниях невысока. Пластичность меди достаточна для изготовления любых деформируемых полуфабрикатов. Прочность и твердость меди значительно повышаются путем пластической деформации. Механические свойства меди сохраняются при понижении температуры, поэтому ее можно использовать в криогенной технике.

Чистая медь устойчива против атмосферной коррозии, в пресной и морской воде, ряде химических агрессивных сред. Но она плохо сопротивляется действию аммиака, хлористого аммония, сернистого газа, минеральных кислот.

Плохие литейные свойства чистой меди затрудняют получение фасонных отливок. Она отличается низкой жидкотекучестью, высокой линейной (2,1 %) и объемной (11 %) усадкой, склонна к газопоглощению.

Медь маркируется буквой М и цифрами (номером) от 00 до 3, указывающими содержание примесей. В конце маркировки могут присутствовать индексы: б – бескислородная, р – раскисленная фосфором. В табл. 24 приведен химический состав некоторых марок чистой меди по ГОСТ 859–2001.

Чистота меди оказывает большое влияние как на ее свойства, так и на поведение при последующей обработке. Все примеси в значительной мере снижают наиболее значимые физические свойства меди: электропроводность и теплопроводность. К наиболее вредным примесям относятся висмут, свинец и кислород. Их можно легко обнаружить в металле металлографическим путем (рис. 34). Они располагаются по границам зерен в виде легкоплавких эвтектик Cu – Bi, Cu – Pb и Cu + Cu2O.

Состав и свойства чистой меди

в                                                     г

Рис. 34. Микроструктура чистой меди и меди с примесями: а   литая медь

Ч100; б медь с примесью висмута (0,2 %) × 200; в медь с примесью

свинца (0,3 %) × 200; г   медь с примесью кислорода (0, 05%) × 150

  • Читать все новости