Свойства меди

 

Медь – металл красновато-розового цвета, имеющий кристаллическую ГЦК решетку с периодом а = 0,3608 нм, без полиморфных превращений. Медь менее тугоплавка, чем железо, но имеет большую плотность.

Медь обладает хорошей технологичностью. Она прокатывается в тонкие листы и ленту, из нее получают тонкую проволоку, медь легко полируется, хорошо паяется и сваривается.

Медь характеризуется высокими теплопроводностью и электрической проводимостью, пластичностью и коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, пресной и морской воде, едких щелочах, органических кислотах и других агрессивных средах.

Однако она взаимодействует с аммиаком, азотной, соляной, горячей концентрированной серной кислотами.

Примеси кислорода, водорода, свинца и висмута влияют на все свойства меди.

По ГОСТ в зависимости от содержания примесей различают следующие марки меди: М00 (99,99% Сu); М0 (99,97% Сu); M1 (99,9% Сu); М2 (99,7% Сu); М3 (99,5% Сu).

Наиболее часто встречающиеся в меди элементы подразделяют на три группы.

1. Растворимые в меди элементы Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag повышают ее прочность и твердость (рис. 2.1) и используются для легирования сплавов на медной основе.

 

Рис. 2.1. Влияние легирующих элементов на твердость меди

 

2. Нерастворимые элементы РbиBi ухудшают механические свойства меди и однофазных сплавов на ее основе. Образуя легкоплавкие эвтектики (соответственно при 326и270°С), располагающиеся по границам зерен основной фазы, они вызывают красноломкость.

Вредное влияние висмута обнаруживается при его содержании в тысячных долях процента, поскольку его растворимость ограничивается 0,001%. Висмут, будучи хрупким металлом, охрупчивает медь и ее сплавы.

Вредное влияние свинца также проявляется при малых его концентрациях (<0,04%). Свинец, обладая низкой прочностью, снижает прочность медных сплавов, однако вследствие хорошей пластичности не вызывает их охрупчивания. Кроме того, свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием медных сплавов, поэтому его используют для легирования.

3. Нерастворимые элементы О, S, Se, Те присутствуют в меди и ее сплавах в виде промежуточных фаз (например, Сu₂О, Сu₂S), которые образуют с медью эвтектики с высокой температурой плавления и не вызывают красноломкости.

Кислород при отжиге меди в водороде вызывает «водородную болезнь», которая может привести к разрушению металла при обработке давлением или эксплуатации готовых деталей.

Механические свойства меди в большей степени зависят от ее состояния (табл. 2.1) и в меньшей – от содержания примесей.

Холодная пластическая деформация (достигающая 90% и более) увеличивает прочность, твердость, предел упругости меди, но снижает пластичность и электрическую проводимость. При пластической деформации возникает текстура, вызывающая анизотропию механических свойств меди.

 

Таблица 2.1