Сплавы на основе меди

Курсовая работа по дисциплине: Материаловедение и технология конструкционных материалов

Выполнил Студент группы ЭС-11-04 Мухамеджанов Т. Р.

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)

Москва 2007 г.

Введение.

Медь (лат.Cuprum) - химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. По некоторым археологическим данным медь была хорошо известна египтянам еще за 4000 лет до н.э.. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе,чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состаянии на поверхности земли, а с другой - сравнительной легкостью получения ее из соединений. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum),откуда и название ее Cuprum.

Медь особенно важна для электротехники. По электропроводности медь занимает второе место среди всех металлов, после серебра. Однако в наши дни во всем мире электрические провода, на которые раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из аллюминия. Он хуже проводит ток, но легче и доступнее. Медь же, как и многие другие цветные металлы, становится все дефицитнее. Если в XIX в. медь добывалась из руд, где содержалось 6-9% этого элемента, то сейчас 5%-ные медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди.

Медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата медного купороса. В значительных количествах он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь совершенно необходима всему живому.

Медь и ее сплавы

Медь – металл характерного красного цвета, который обладает след. св-ми:

Плотность 8940 кг/м3

Температура плавления 1083 ◦С

Температура кипения 2595 ◦С

Медь - химический элемент I группы периодической системы Менделеева;

атомный номер 29

атомная масса 63,546

Кристаллическая решетка меди – гранецентрированный куб с параметром a=3,61 Å. Механические свойства чистой меди в в отожженом состоянии после деформации σв=220-240 Мпа, δ=50%, ψ=75%, KCU=1,6-1,8 МДж/м2 и твердость HB=45. Медь обладает высокой электро- и теплопроводностью, устойчива против атмосферной коррозии и коррозии в пресной и морской воде благодаря образованию на ее поверхности тонкой защитной пленки, состоящей из CuSO4 * 3Cu(OH)2. Медь хорошо обрабатывается в холодном и горячем состояниях.

Техническую медь в зависимости от чистоты разделяют на десять марок:

М00 (99,99% Cu);

М0 (99,95% Cu);

М0б (99,97% Cu, бескислородная медь);

М1 (99,9% Cu);

М1p (99,9% Cu, раскисленная медь);

М2 (99,7% Cu);

М2p (99,7% Cu);

М3 (99,5% Cu);

М3p (99,5% Cu);

М4 (99% Cu).

Примеси меди Bi, Pb, H2, Sb затрудняют обработку давлением в горячем состоянии, а O2 и S придают ей хладноломкость. Все примеси, особенно P, As, Sb снижают электропроводность.

Технически чистую медь широко применяют в электротехничекой промышленности для проводов кабелей, шин, других токопроводящих частей, в машиностроении, судостроении, котлостроении для теплообменников. В большом колличестве медь используют для изготовления важнейших конструкционных сплавов – латуней и бронз.

В материаловедении было установлено, что многие сплавы на основе меди, серебра, и золота, легированные цинком, оловом и т.д. образуют похожие фазы с похожими свойствами. При этом тип образующейся фазы и соответственно свойства определяются электронной концентрацией сплавов e/n.

e – среднее число электронов на элементарную ячейку

n – число атомов в элементарной ячейке

Следовательно, e/n – это средняя электронная концентрация на атом сплава

Такие фазы называют электронными соединениями или фазами Юм-Розери.

В таблице приведены условия образования этих фаз и примеры таких сплавов:

Фаза	β-фаза	g-фаза	ε-фаза
тип решетки	ОЦК	кубическая	ГПУ
e/N	3/2 около 1,50	21/13 около 1,61	7/4 около 1,75
основной представитель	CuZn	Cu5Zn8	CuZn3
Аналоги	Cu-Bo, Cu-Al, Ag-Cd, Au-Al	Cu-Al, Cu-Si, Au-In	Ag-Zn Au-Cd

Сплавы латуней

Латунями называют сплавы меди с цинком. Кроме двухкомпонентных (простых) латуней, имеются многокомпонентные, которые содержат один или несколько лигирующих компонентов (Al, Ni, Fe, Mn и т.д.). практическое значение имеют медно-цинковые сплавы, с содержанием цинка до 45%, левая часть диаграммы которых представлена на рис. 1 а)

Рис 1. Диаграмма состояния системы медь – цинк (а) и механические свойства литой латуни в зависимости от содержания цинка (б)

В твердом состоянии медноцинковые сплавы образуют:

твердый α-раствор цинка меди (типовой твердый раствор замещения) при содержании до 39% Zn. Такой сплав обладает высокой пластичн

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать