Медь — металл красного (в изломе розового) цвета, относится к тяжелым цветным металлам (r = 8890 кг/м3). Медь кристаллизуется в гранецентрированной решетке (ГЦК) типа Al с параметром а = 0,36074 нм и полиморфных превращений не имеет.
Чистая медь обладает высокой электрической проводимостью (на втором месте после серебра), пластичностью, коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, а также в ряде химических сред. Медь принято считать эталоном электрической проводимости и теплопроводности по отношению к другим металлам. Характеристики этих свойств меди оцениваются 100 %, в то время как у алюминия, магния и железа они составляют соответственно 60, 40 и 17 % от свойств меди. Медь обладает отличной обрабатываемостью давлением в холодном и горячем состоянии, хорошими литейными свойствами и удовлетворительной обрабатываемостью резанием.
На воздухе при наличии влаги и углекислого газа медь медленно окисляется, покрываясь пленкой так называемой «патины» зеленого цвета, которая является щелочным карбонатом меди (CuOH)2CO3. Эта пленка в определенной мере защищает медь от дальнейшей коррозии.
Медь и ее сплавы являются традиционными материалами, используемыми в технике низких температур. Применение меди и ее сплавов обусловлено их высокими характеристиками механических свойств при низких температурах, хорошей коррозийной стойкостью и высокой теплопроводностью.
Характеристики основных свойств меди приведены ниже.
Характеристики основных физико-механических свойств меди
Плотность r , кг/м3
8890
Температура плавления Тпл, °С
1083
Скрытая теплота плавления D Нпл, Дж/г
208
Теплопроводность l , Вт/ (м Ч град), при 20–100 °С
390
Удельная теплоемкость Ср, Дж/ (г Ч К), при 20–100 °С
0,375
Коэффициент линейного расширения a Ч 10–6, град–1, при 0–100 °С
16,8
Удельное электросопротивление r Ч 108, Ом Ч м, при 20–100 °С
1,724
Температурный коэффициент электросопротивления, град–1, при 20–100 °С
4,3Ч 10–3
Предел прочности s в, МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)
190–215
твердой меди (в нагартованном состоянии)
280–360
Относительное удлинение d , %
мягкой меди (в отожженном состоянии)
60
твердой меди (в нагартованном состоянии)
6
Твердость по Бринеллю НВ, МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)
45
твердой меди (в нагартованном состоянии)
110
Предел текучести s t , МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)
60–75
твердой меди (в нагартованном состоянии)
280–340
Ударная вязкость KCU, Дж/см2
630–470
Модуль сдвига G Ч 10–3, МПа
42–46
Модуль упругости Е Ч 10–3, МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)
117–126
твердой меди (в нагартованном состоянии)
122–135
Температура рекристаллизации, °С
180–300
Температура горячей деформации, °С
1050–750
Температура литья, °С
1150–1250
Линейная усадка, %
2,1
Благодаря своим свойствам медь широко используется в электротехнике, радиотехнике, приборостроении и различных отраслях машиностроения. Среди цветных металлов по объему потребления медь занимает второе место (после алюминия), причем около половины производимой меди используют в электро- и радиотехнике, а вторую половину — для получения медных сплавов.
Все примеси, особенно входящие в твердый раствор, снижают электропроводность меди. Наиболее сильно уменьшают электропроводность примеси P, As, Al, Sn. Вредными примесями, снижающими механические и технологические свойства меди и ее сплавов, являются Bi, Pb, S и O. Свинец и висмут ничтожно растворимы в меди и образуют по границам зерен легкоплавкие эвтектики, что приводит к красноломкости. Сера и кислород также нерастворимы в меди и образуют эвтектики Cu—Cu2S и Cu—Cu2O, но красноломкость они не вызывают, так как их температура плавления (1067 °С и 1065 °Ссоответственно) выше температур горячей обработки давлением. Однако эти эвтектики весьма хрупкие, и их наличие даже в небольших количествах приводит к снижению пластичности.
Особо вредной примесью является кислород, если медь нагревают (при термообработке или эксплуатации) в атмосфере, содержащей водород. Атомы водорода быстро диффундируют вглубь металла и восстанавливают оксид меди
Cu2O + H2 = 2Cu + H2O. Пары воды создают высокое давление, что приводит к вздутиям, разрывам и трещинам. Это явление называется «водородной болезнью» меди. Склонность к «водородной болезни» (ГОСТ 24048–80) определяют путем отжига медных пластин в водороде при 825–875 °С
(30 мин), последующего визуального осмотра и испытания на перегиб. Содержание вредных примесей в меди строго ограничено, например, не более 0,005 % Bi, 0,05 % Pb и т. д. (табл. 1). Для предупреждения окисления медь плавят или под слоем древесного угля, или с использованием защитных газов, или в вакууме. В ряде случаев производят дополнительное раскисление жидкой меди фосфором, который вводят в виде лигатуры марки МФ9 (ГОСТ 4515–93).
Высокая тепло- и электропроводность меди затрудняют ее электросварку (точечную и роликовую), особенно массивных изделий. Тонкие детали можно сварить вольфрамовыми электродами. Детали толщиной более 2 мм можно сваривать нейтральным ацетилено-кислородным пламенем, предохраняя их от окисления и загрязнения. Наиболее надежный способ соединения медных изделий — пайка твердыми и мягкими припоями.
Медь отлично штампуется, но необходимо помнить, что в отожженном состоянии она отличается значительной анизотропией механических свойств, вызывающей образование фестонов при глубокой вытяжке. Для уменьшения фестонов листовую (ленточную) медь следует готовить по особому технологическому процессу.
В производстве меди из руды конечной стадией является электролитическое рафинирование. Выпускают четыре марки катодной меди (ГОСТ 859–78), используемых в качестве шихты при получении медных полуфабрикатов и сплавов. Слитки и полуфабрикаты из меди выпускают двенадцати марок (табл. 1). В российских марках меди ставится буква «М», остальные обозначения показывают степень чистоты и метод очистки. Сопоставление отечественных и зарубежных марок меди представлено в табл. 2.
Таблица 1
Химический состав (%) и применение технической меди (ГОСТ 859–2001)
Марка
Способ
получения
Cu,
не менее
Примеси*, не более
Области применения
Bi
Sb
As
Fe
Ni
Pb
Sn
S
O
Zn
P
Ag
Катоды
М00 к
Электролитическое рафинирование
99,98
0,0002
0,0004
0,0005
0,001
0,002
0,0005
–
0,0015
0,01
–
–
0,002
Для получения слитков
и катанки
М0 к
99,97
0,005
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,002
0,015
0,001
0,001
0,002
М1 к
99,95
0,001
0,002
0,002
0,003
0,002
0,003
0,002
0,04
0,02
0,003
0,002
0,003
М2 к
99,93
0,001
0,002
0,002
0,005
0,003
0,005
0,002
0,01
0,03
0,004
0,002
0,003
Слитки и полуфабрикаты
М00 б
Переплав катодов в восстановительной или инертной атмосфере или в вакууме
99,9
0,0005
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,0001
0,0003
0,002
Для проводников тока и сплавов высокой чистоты, полуфабрикатов,
используемых в электронной промышленности
М0 б
(Cu+ Ag)
0,001
0,002
0,002
0,004
0,002
0,001
0,002
0,003
0,001
0,0003
0,002
–
М1 б
99,7
0,001
0,002
0,002
0,004
0,002
0,001
0,002
0,003
0,001
0,003
0,002
–
М00
Переплавка
катодов
99,96
0,0005
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,002
0,03
0,001
0,0005
0,002
Для проводников тока,
проката и высококачественных бронз, не содержащих олова, полуфабрикатов и сплавов на медной основе, обрабатываемых давлением
М0
99,93
0,0005
0,002
0,001
0,004
0,002
0,003
0,001
0,003
0,04
0,003
–
0,002
М1
99,90
0,001
0,002
0,002
0,005
0,002
0,005
0,002
0,004
0,05
0,004
–
0,003
М1 р
Переплавка
с раскислением
99,90
0,001
0,002
0,002
0,005
0,002
0,005
0,002
0,005
0,01
0,005
0,002–0,012
–
М1 ф
99,90
0,001
0,002
0,002
0,005
0,002
0,005
0,002
0,005
–
0,005
0,012–0,04
–
М2 р
99,70
0,002
0,005
0,01
0,05
0,2
0,01
0,05
0,01
0,01
–
0,005–0,06
–
М3 р
99,50
0,003
0,05
0,05
0,05
0,2
0,03
0,05
0,01
0,01
–
0,005–0,06
–
М2
Огневое рафинирование отходов меди
99,97
0,002
0,005
0,01
0,05
0,2
0,01
0,05
0,01
0,07
–
–
–
М3
99,50
0,003
0,05
0,01
0,05
0,2
0,05
0,05
0,01
0,08
–
–
–
Для проката, сплавов на медной основе обычного качества и прочих литейных сплавов
* Сумма нормированных примесей, исключая O, не должна превышать 0,0065 %. Содержание отдельных примесей может корректироваться по соглашению изготовителя с потребителем.
Таблица 2
Марки меди по национальным стандартам
Россия
США
Германия
Япония
ГОСТ 859–2001
ASTM: 58А–77,В133, В152, В359
DIN1787–73
JISH3510–86, H3100–86,
H3300
М00к
–
–
–
М0к
–
–
–
М1к
–
–
–
М00б
С10100
–
–
М0б
С10300
–
–
М00
С10200
–
С1020
М0
–
–
–
М1
С11000
Е Cu57, E Cu58
С1100
М1р
С12000, С12900
SW–Cu
С1201
М1ф
С12200
SF–Cu
С1220
М2р
С12900
–
–
М3р
–
–
–
М2
С12500
–
–
М3
–
–
С1221
ЛАТУНИ
Латуни — это двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк (содержание не превышает 45 %). Среди медных сплавов латуни получили наибольшее распространение в промышленности благодаря сочетанию высоких механических и технологических свойств. По сравнению с медью латуни обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью, лучшими литейными свойствами, имеют более высокую температуру рекристаллизации. Латуни — наиболее дешевые медные сплавы.
Двойные (простые) латуни относятся к системе Cu—Zn (рис. 1). Медь с цинком образует кроме a -твердого раствора на основе меди ряд промежуточных фаз b , g и т. д.
Фаза b — это твердый раствор на основе электронного соединения CuZn (фаза Юм—Розери) с решеткой ОЦК. При охлаждении при температуре около 450 °С b -фаза переходит в упорядоченное состояние (b ® b ў ), причем b ў -фаза в отличие от
b -фазы является более твердой и хрупкой.
Фаза g — твердый раствор на основе электрон-ного соединения Cu5Zn8 отличается очень высокой хрупкостью и ее присутствие в промышленных конструкционных сплавах исключается.
Механические свойства латуни определяются свойствами фаз. По мере увеличения содержания цинка в латунях их прочность возрастает (рис. 2). Максимум прочности достигается в двухфазной области (a + b ) при содержании цинка около 45 %. При большем содержании цинка прочность резко уменьшается из-за высокой хрупкости b ў -фазы. Поэтому в промышленности применяют преимущественно a - и (a + b )-латуни. Представляют интерес как основа сплавов с эффектом памяти формы b -латуни.
Все латуни, содержащие более 20 % Zn, склонны к коррозионному растрескиванию. Это растрескивание проявляется при хранении и эксплуатации изделий, в которых имеются остаточные растягивающие напряжения, во влажной атмосфере с небольшим количеством аммиака или сернистого газа. Установлена определенная связь между данным явлением и временем года, что объясняется закономерными изменениями состава атмосферы. В связи с этим это явление было названо «сезонным растрескиванием» («сезонная болезнь»). Другой формой коррозии латуни является обесцинкование, которое характерно для латуней с повышенным содержанием цинка (Л68, ЛС59-1 и др.). Высокомедистые латуни практически не подвергаются обесцинкованию. Для уменьшения обесцинкования в латуни вводят небольшое количество мышьяка (0,02–0,06 %).
Рис. 1. Диаграмма состояния системы Cu—Zn
Рис. 2. Влияние цинка на механические свойства латуни
В России принята буквенно-цифровая маркировка латуней, в которой буквы обозначают основные компоненты сплава, числа — их примерное содержание в процентах. Марка латуни начинается с буквы «Л». В двойных (простых) латунях число после буквы «Л» определяет среднее содержание меди. В марках многокомпонентных латуней после буквы «Л» указаны легирующие элементы, которым даны следующие обозначения: О — олово; А — алюминий; Н — никель; К — кремний; Ж — железо и т. д. Порядок букв и чисел в деформируемых и литейных латунях различен. В деформируемой латуни первое число после букв указывает среднее содержание меди, последующие числа, отделенные через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов. Например, латунь ЛА77-2 имеет следующий состав: 77 % Cu, 2 % Al, остальное Zn. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава указывается сразу после буквы, обозначающей его название; цинк обозначается буквой «Ц». Например, литейная латунь ЛЦ30А3 содержит 30 % Zn, 3 % AL, Cu — основа.
БРОНЗЫ
Бронзами называют медные сплавы, в которых основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка. В особую группу выделяют медноникелевые сплавы.
По химическому составу бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные, и в каждой из этих групп по технологии производства бронзы делятся на обрабатываемые давлением и литейные.
В марке обрабатываемых давлением оловянных (ГОСТ 5017–74) и безоловянных бронз (18175–78) после букв «Бр» стоят буквенные обозначения названий легирующих элементов в порядке убывания их концентрации, а в конце марки в той же последовательности указаны средние концентрации соотвествующих элементов (например, БрОЦС4-4-2,5). В марке литейных оловянных (ГОСТ 613–79) и безоловянных бронз (ГОСТ 493–79) после каждого обозначения легирующего элемента указано его содержание. Если составы литейной и деформируемой бронз перекрываются, то в конце марки литейной бронзы ставится буква «Л» (например, БрА9Ж3Л).
Свойства бронз определяются содержанием в них легирующих элементов. Для бронз, в которых легирующие элементы входят в основном в твердый раствор, характерно твердорастворное упрочнение. Дополнительно они могут быть упрочнены путем пластической деформации. Бронзы, содержащие бериллий, хром, цирконий и некоторые другие элементы с переменной растворимостью в твердом растворе, упрочняются путем закалки и последующего дисперсионного твердения. К классу термически упрочняемых сплавов относится также алюминиевая бронза БрАЖН10-4-4, в которой упрочнение при термообработке связано с мартенситным превращением.
Бронзы по сравнению с латунью обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они достаточно коррозионностойки в морской воде, в растворах большинства органических кислот, углекислых растворах.
НИКЕЛЬ И НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ
Никель
Никель — металл серебристо-белого цвета, кристаллизующийся в решетку ГЦК с параметром а = 0,352 нм (при 20 °С)и полиморфных превращений не имеет. При температуре ниже 358 °С (точка Кюри) никель является слабым ферромагнетиком. Никель — прочный, высокопластичный металл, отличающийся высокой коррозионной стойкостью, повышенной температурой плавления и высокой каталитической способностью. Это обусловило его широкое применение в металлургии, машиностроении, электронике, медицине и других отраслях техники.
Основные физико-механические свойства никеля приведены ниже.
Характеристики основных физико-механических свойств никеля
Плотность r , кг/м3
8900
Температура плавления Тпл, °С
1455
Скрытая теплота плавления D Нпл, Дж/г
310
Теплопроводность l , Вт/ (м Ч град),
при 20–100 °С
4–92
Удельная теплоемкость Ср, Дж/ (г Ч град),
при 20–100 °С
0,44–0,47
Коэффициент линейного расширения
a Ч 10–6, 1/ град–1, при 0–100 °С
13,3
Удельное электросопротивление
r Ч 108, ОмЧ м, при 20–100 °С
8,7
Температурный коэффициент электросопро-
тивления, град–1, при 20–100 °С
4,7 Ч 10–3
Предел прочности s в, МПа
450
Относительное удлинение d , %
35–40
Твердость по Бринеллю НВ, МПа
(в отожженном состоянии)
800–900
Модуль сдвига G Ч 10–3, МПа
73
Модуль упругости Е Ч 10–3, МПа
180–227
Температура рекристаллизации, °С
640
Температура горячей деформации, °С
1250–800
Температура литья, °С
1500–1575
Температура отжига, °С
750–900
Никель — остродефицитный металл. Его в больших количествах (около 80 %) используют для легирования сталей и медных сплавов, производства жаропрочных сплавов, материалов электровакуумной техники, никелирования, производства катализаторов. Металлургическая промышленность поставляет в виде катодов, слитков и гранул никель шести марок (ГОСТ 849–97), химический состав и назначение которых приведены в табл. 3.
Технически чистый никель производят в виде листов, полос, проволоки, труб, ленты и прутков для использования в приборо- и машиностроении. Такой никель называют полуфабрикатным и выпускают семи марок (ГОСТ 492–73) (табл. 4).
Анодный никель (используется для электроли-тических покрытий) изготавливают двух типов: непассивирующийся — марки НПАН и обыч-ный — марок НПА–1 и НПА–2. Аноды из НПАН растворяются при электролизе равномерно, без об-разования шлама и являются предпочтительными.
Механические и технологические свойства никеля зависят от содержания примесей, наиболее вредными из которых являются сера (особенно), висмут, сурьма, цинк и свинец. Сера практически не растворима в твердом никеле и образует сульфидную эвтектику, которая плавится при 645 °С и вызывает горячеломкость. В никеле, подвергаемом горячей прокатке, допускается не более 0,015 % серы, 0,002 % свинца и 0,002 % висмута.
Никель хорошо поддается любым видам сварки, легко паяется мягкими и твердыми припоями.
Коррозионные свойства никеля высокие благодаря образованию на его поверхности тонкой и плотной защитной пленки. Никель весьма стоек в атмосфере, пресной и морской воде, растворах многих солей, щелочах. Сухие газы — галогены, оксиды азота, сернистый газ и аммиак — при комнатной температуре не вызывают коррозию никеля.
Никелевые сплавы
Стандартные никелевые сплавы можно условно разделить на четыре группы: низколегированные для электротехнических целей, термоэлектродные (хромель, копель), коррозионностойкие (монель–металл)и жаростойкие (нихром и ферронихром). Легирующими элементами в этих сплавах являются алюминий, кремний, марганец, хром, медь и железо. В данном случае будут рассмотрены только первые две группы (монель-металл будет рассмотрен ниже).
Марки, химический состав и назначение никелевых сплавов приведены в табл. 5.
Никелевые сплавы при высоких температурах не стойки в серосодержащей атмосфере. При нагреве во время горячей и термической обработок нельзя пользоваться мазутом и другим топливом, содержащем более 0,5 % серы.
Никелевые сплавы хорошо свариваются и паяются. Горячую обработку давлением проводят при температурах 1100–850 °С (НК0,2), 1200–900 °С (НМц2,5, НМц5), 1250–1000 °С (НМцАК2-2-1, НХ9,5). Применяется термическая обработка — отжиг, который проводят при температурах 800–900 .
В машиностроении применяют стандартные полуфабрикаты в виде плоского и круглого проката.
Таблица 3
Марки, химический состав (%) и назначение никеля (ГОСТ 849–97)
Для высокопластичных высоколегированных никелевых сплавов и сталей
Н-3
98,6
0,7
0,01
–
–
–
–
0,03
–
–
0,6
–
–
Для легирования сталей и твердых сплавов
Н-4
97,6
0,7
0,15
–
–
–
–
0,04
–
–
1,0
–
–
Примечание. Знак «–» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.
Таблица 4
Марки, химический состав (%) и назначение полуфабрикатного и анодного никеля
Марка
Ni + Co,
не менее
Примеси, не более
Все
изделия
Примерное назначение
Fe
Si
Mg
Mn
Cu
Pb
S
С
P
Bi
As
Другие
Всего
Никель полуфабрикатный (ГОСТ 849–97)
НП1
99,9
0,04
0,03
0,01
0,002
0,015
0,001
0,001
0,01
0,001
0,001
0,001
0,001 Sb; 0,005 Zn; 0,001 Cd; 0,001 Sn
0,1
Проволока, прутки, ленты, листы, полосы
Для деталей специального назначения
НП2
99,5
0,10
0,15
0,10
0,05
0,10
0,002
0,005
0,10
0,002
0,002
0,002
0,002 Sb; 0,007 Zn; 0,002 Cd; 0,002 Sn
0,5
Для приборо- строения и машино- строения
НП3
99,3
0,15
0,15
0,10
0,20
0,15
–
0,015
0,15
–
–
–
–
0,7
НП4
99,0
0,30
0,15
0,10
0,20
0,15
–
0,015
0,10
–
–
–
–
1,0
Никель анодный (ГОСТ 849–97)
НПАН
99,4
0,10
0,03
–
0,05
0,01–0,10
–
0,002–0,01
–
–
–
–
0,03–0,3 О2
0,6
Полосы, овальные стержни
Для электроли- тического покрытия
НПА1
99,7
0,10
0,03
0,10
0,10
0,1
–
0,005
0,02
–
–
–
–
0,3
Полосы, овальные стержни
НПА2
99,0
0,25
0,15
0,10
0,15
0,15
–
0,005
0,10
–
–
–
–
1,0
Примечание: Знак «–» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.
Таблица 5
Марки, химический состав (%) и применение никелевых сплавов (ГОСТ 492–73)
Наименование
сплава
Марка
Легирующие компоненты
Вид
изделия
Примерное назначение
Al
Si
Mn
Cr
Ni + Co
Низколегированные для электротехнических целей
Никель кремнистый
НК0,2
–
0,15–0,25
–
–
99,4
(не менее)
Ленты, полосы
Для деталей электротехнических устройств и приборов
Никель марганцевый
НМц1*
–
–
0,5–1,0
–
98,5
Ленты, полосы
Сетки управления ртутных выпрямителей
Никель марганцевый
НМц2*
–
–
1,0–2,3
–
97,1
Ленты,
полосы
Термически низконагруженные части электронных ламп повышенной прочности, держатели сеток и др.
Никель марганцевый
НМц2,5
–
–
2,3–3,3
–
Остальное
Проволока
Для свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей
Никель марганцевый
НМц5
–
–
4,6–5,4
–
Остальное
Проволока
Для свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей, для радиоламп
Термоэлектродные сплавы
Алюмель
НМцАК2-2-1
1,6–2,4
0,85–1,5
1,8–2,7
–
Остальное
+ 0,6–1,2 Co
Проволока
Для термопар
Хромель Т
НХ9,5
–
–
–
9,0–10,0
Остальное
+ 0,6–1,2 Co
Проволока
Для термопар
Хромель К
НХ9
–
–
–
8,5–10,0
Остальное
+ 0,4–1,2 Co
Проволока
Для компенсационных проводов
Хромель ТМ
НХМ9,5
–
0,1–0,6
–
9,0–10,0
Остальное
Проволока
Для термопар
Хромель КМ
НХМ9
–
0,1–0,6
–
8,5–10,0
Остальное
Проволока
Для компенсационных проводов
* Сплавы, применяемые в договорно-правовых отношениях по сотрудничеству.
Примечание.
Сплавы марок НХ9,5 и НХ9 в новых разработках применять не рекомендуется.
В таблице содержание примесей не указано.
МЕДНОНИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ
Сплавы меди с никелем отличаются хорошими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, технологичностью и особыми электрическими свойствами, что обусловливает широкое применение их в технике.
Медь образует с никелем непрерывные твердые растворы (рис. 3). Никель существенно упроч-няет медь, причем максимальную прочность и твердость имеют сплавы примерно эквиатомного состава (рис. 4). Важно отметить, что при этом характеристики пластичности и ударной вязкости практически не меняются. Никель повышает характеристики жаропрочности, модуль упругости и понижает температурный коэффициент электросопротивления меди.
По назначению медноникелевые сплавы делятся на две группы: конструкционные и электротехнические. К первой группе относятся высокопрочные и коррозионностойкие сплавы типа мельхиор, нейзильбер и куниаль, ко второй — константан, манганин и копель, обладающие высоким электрическим сопротивлением и определенными термоэлектрическими свойствами (табл. 6).
Рис. 3. Диаграмма состояния Cu—Ni
Рис. 4. Влияние никеля на механические свойства медноникелевых сплавов
Таблица 6
Химический состав (%) и назначение деформируемых медноникелевых сплавов
(ГОСТ 492–73, ГОСТ 5063–73, ГОСТ 5187–70, ГОСТ 5220–78, ГОСТ 17217–79, ГОСТ 10155–75)
Марка
Легирующие элементы
Полуфабрикаты и области применения
Ni + Co
Al
Fe
Mn
Zn
Cu
Двойные медноникелевые сплавы
МН95-5
4,4–5,0
–
–
–
–
Остальное
Прутки, трубы различного диаметра, листы. Детали для электротехники и приборостроения
МН19 (мельхиор)
18,0–20,0
–
–
–
–
Остальное
Листы, ленты, прутки, проволока, применяют для изготовления монет; плакированный материал для медицинского инструмента, сетки, детали точной механики и химической промышленности, ширпотреб
МН25
24,0–26,0
–
–
–
–
Остальное
Листы, ленты, прутки, полосы, трубы, для изготовления монет, декоративные изделия
Сплавы системыCu—Ni—Al (куниали)
МНА6-1,5 (куниаль Б)
5,50–6,50
1,2–1,8
–
–
–
Остальное
Полосы для пружин и других изделий в электротехнической промышленности
МНА13-3 (куниаль А)
12,0–15,0
2,3–3,0
–
–
–
Остальное
Прутки для изделий повышенной прочности в машиностроении
Сплавы системыCu—Ni—Zn и Cu—Ni—Zn—Pb (нейзильберы)
МНЦ15-20
13,5–15,0
–
–
–
18,0–22,0
Остальное
Полосы, ленты, трубы, прутки, проволока; для приборов точной механики, медицинского инструмента, сантехники, столовые приборы, для электротехнических целей и др.
Листы, трубы, прутки. Трубопроводы, детали для электротехники и приборостроения
МНЖМц10-1-1
9,0–11,0
–
1,0–2,0
0,3–1,0
–
Остальное
Конденсаторные трубы, трубные доски, доски кондиционеров в приборостроении
МНЖМц30-1-1
(мельхиор)
29,0–33,0
–
0,5–1,0
0,5–1,0
–
Остальное
Трубы конденсаторов для морских судов, плиты и пластины теплообменников с масляным охлаждением, опреснители для получения питьевой воды из морской; аппаратостроение, кондиционеры, трубы термостатов
НМЖМц28-2,5-1,5 (монель-металл)
Ост.
–
2,0–3,0
1,2–1,8
–
27,0–29,0
Для антикоррозионных деталей в химической промышленности и судостроении
Сплавы системыCu—Ni—Mn
МНМц43-0,5
(копель)
42,5–44,0
–
–
0,1–1,0
–
Остальное
Проволока для термопар и компенсационных проводов; применяется в радиотехнических и др. приборах, при температурах Ј 600 °С
МНМц40-1,5
(константан)
39,0–41,0
–
–
1,0–2,0
–
Остальное
Проволока, прутки, лента, для изготовления реостатов, термопар, нагревательных приборов с рабочей температурой Ј 500 °С
МНМц3-12
(манганин)
2,50–3,50
–
–
11,5–13,5
–
Остальное
Проволока, резисторный материал с малым температурным коэффициентом электросопротивления; для приборов электросопротивления с рабочей температурой Ј 100 °С, а также для точных измерительных приборов
МНМцАЖ3-
-12-0,3-0,3
(манганин)
2,5–3,5
0,2–0,4
0,2–0,5
11,5–13,5
–
Остальное
Примечание. В таблице не указаны примеси и их сумма.