Медные сплавы обладают отличными свойствами материала и могут использоваться во многих сценариях. Чистая медь была одним из самых важных металлов на протяжении тысячелетий, и ее самые большие преимущества перед другими металлами:
Хорошая электропроводность, высокая теплопроводность, выдающееся сочетание прочности и пластичности, коррозионная стойкость во многих средах.
Многие свойства меди, в том числе диамагнетизм, также присутствуют в ее сплавах, а различные легирующие элементы добавляют другие желаемые свойства. Несмотря на относительно высокую цену меди, ее сплавы латунь, бронза и мельхиор до сих пор прочно зарекомендовали себя в различных областях, в том числе и в машиностроении.
латунь
Добавление цинка в медь увеличивает прочность сплава и одновременно повышает его пластичность, что является очень важным свойством.
Сплавы цинка с содержанием 10-20 процентов известны как позолоченные металлы и используются в ювелирной промышленности и в производстве теплообменников; 30-процентные сплавы цинка известны как патронная латунь. Максимальное содержание цинка в формуемой латуни составляет около 35 процентов.
Добавление других легирующих элементов может дополнительно улучшить свойства латуни. Например, олово и алюминий повышают его коррозионную стойкость в морской воде.
однофазная латунь
Области применения: ювелирные изделия, произведения искусства, посуда, музыкальные инструменты и картриджи. Однофазная латунь имеет содержание цинка до 37 процентов, известная как альфа-латунь, имеет однородную кристаллическую структуру, более мягкая и пластичная. Эти качества делают Alpha Brass подходящей для холодной обработки, волочения, гибки и других процессов.
Дуплексная латунь
Области применения: теплообменники, конденсаторы, детали из автоматических столов для резки и т.д. Дуплексная латунь содержит и фазы и , т.е. присутствует как зернистая структура, так и зернистая структура. Дуплексная латунь дешевле однофазной латуни, поскольку в ней используется много цинка, а также она подвержена коррозии. Его химический состав придает ему большую прочность и твердость, что делает его пригодным для таких процессов, как термоформование и литье.
бронза
Бронзовые сплавы делятся на различные классы в зависимости от используемых легирующих элементов.
Оловянная бронза
Применение: пружины, шайбы, монеты, изделия ручной работы, детали насосов, литье, стойкое к давлению, подшипники и т. д. Применение зависит от процентного содержания олова в сплаве. Максимальное содержание олова в сплавах, пригодных для холодной обработки, составляет около 7%, и эти медные сплавы обладают хорошей пластичностью. Максимальное содержание олова составляет около 20 процентов, от 5 процентов олова структура сплава изменяется и требуется дополнительная термическая обработка, в результате чего получается пористая структура, что также делает их непригодными для других методов формования, кроме литья. Основное применение дуплексной оловянной бронзы - в подшипниковой промышленности, эта структура имеет хороший баланс, где альфа-фаза обеспечивает ударопрочность, а твердый и хрупкий состав несет нагрузку и обеспечивает некоторую износостойкость. Цинк и свинец также иногда присутствуют в оловянной бронзе. Цинк улучшил качество отливок, а также удешевил сплав. Эта бронза была также известна как оружейная бронза, потому что в прошлом из этого материала изготавливали большие пушки. Небольшое количество свинца способствует улучшению режущих механических свойств бронзы. Содержание свинца в свинцовистой бронзе, используемой в качестве материала подшипников, относительно велико (на 25% выше, чем в Z).
алюминий бронза
Области применения: монеты, детали кораблей, корабельная фурнитура, подшипники скольжения, насосы, клапаны и многое другое. Алюминиевая бронза имеет свойства, аналогичные оловянной бронзе, в основном однофазная и подходит для холодной штамповки, очень подходит для изготовления монет, где содержание алюминия обычно составляет 6-12 процентов. Дуплексные алюминиевые бронзы можно использовать в качестве литейных сплавов или для горячей обработки. Алюминиевая бронза с содержанием алюминия около 10% используется для изготовления гребных винтов, клапанов, насосов и т. д.
Мельхиор
Области применения: монеты, морское оборудование, электрооборудование, теплообменники, системы охлаждения, судостроение и т. д. Медно-никелевые сплавы прочны и обладают высокой пластичностью. Добавление никеля (обычно 2-30 процентов) к меди придает металлу высокую коррозионную стойкость и превосходную электропроводность. Медно-никелевый сплав почти не имеет коэффициента теплового расширения при 40…50% никеля, а сопротивление также самое большое, поэтому константан (сплав Cu-Ni с 45% никеля) применяют для электрооборудования с большими перепадами температур. Коррозионно-стойкие медно-никелевые сплавы содержат примерно 30% никеля с небольшими количествами железа и марганца и особенно устойчивы в соленой воде.