Список медных сплавов

Металлический сплав, основным компонентом которого является медь.

Медные сплавы — это металлические сплавы , основным компонентом которых является медь . Они обладают высокой устойчивостью к коррозии . Из большого количества различных типов наиболее известными традиционными типами являются бронза , где олово является существенной добавкой, и латунь , в которой вместо него используется цинк . Оба эти термина неточны. Латунь — это еще один термин, в основном используемый для монет с очень высоким содержанием меди. Сегодня термин «медный сплав» имеет тенденцию заменять все эти термины, особенно в музеях. ^[1]

Месторождения меди в изобилии имеются в большинстве частей света (глобально 70 частей на миллион), и поэтому она всегда была относительно дешевым металлом. Напротив, олово относительно редко (2 части на миллион), и в Европе и Средиземноморье , и даже в доисторические времена его приходилось перевозить на значительные расстояния , и он был дорогим, иногда практически недоступным. Цинк еще более распространен при 75 частях на миллион, но его сложнее извлечь из руд. Бронза с идеальным процентом олова поэтому была дорогой, и доля олова часто уменьшалась, чтобы сэкономить. Открытие и эксплуатация Боливийского оловянного пояса в 19 веке сделали олово намного дешевле, хотя прогнозы относительно будущих поставок менее позитивны.

Существует около 400 различных составов меди и медных сплавов, которые можно условно разделить на следующие категории: медь, сплавы с высоким содержанием меди, латуни, бронзы, мельхиор , медно-никелево-цинковые сплавы (нейзильбер), свинцовая медь и специальные сплавы.

Состав

Сходство внешнего вида различных сплавов, а также различные комбинации элементов, используемых при изготовлении каждого сплава, могут привести к путанице при классификации различных составов. В следующей таблице перечислены основные легирующие элементы для четырех наиболее распространенных типов, используемых в современной промышленности, а также название каждого типа. Исторические типы, такие как те, которые характеризуют бронзовый век , более расплывчаты, поскольку смеси, как правило, были изменчивыми.

Классификация меди и ее сплавов
Семья	Основной легирующий элемент	номера UNS
Медные сплавы, латунь	Цинк (Zn)	C1xxxx–C4xxxx,C66400–C69800
Фосфорная бронза	Олово (Sn)	C5xxxx
Алюминиевые бронзы	Алюминий (Al)	С60600–С64200
Кремниевые бронзы	Кремний (Si)	С64700–С66100
Мельхиор , нейзильбер	Никель (Ni)	C7xxxx

Механические свойства обычных медных сплавов ^[2]
Имя	Номинальный состав (в процентах)	Форма и состояние	Предел текучести (смещение 0,2%, тыс.фунтов на кв. дюйм )	Прочность на растяжение (тыс.фунтов на кв.дюйм)	Удлинение на 2 дюйма (в процентах)	Твёрдость ( шкала Бринелля )	Комментарии
Медь ( ASTM B1, B2, B3, B152, B124, R133)	Cu 99,9	Отожженный	10	32	45	42	Электрооборудование, кровля, экраны
		Холоднотянутый	40	45	15	90
		Холоднокатаный	40	46	5	100
Позолота металла (ASTM B36)	Cu 95,0, Zn 5,0	Холоднокатаный	50	56	5	114	Монеты, оболочки пуль
Патронная латунь (ASTM B14, B19, B36, B134, B135)	Cu 70,0, Zn 30,0	Холоднокатаный	63	76	8	155	Подходит для холодной обработки; радиаторы , скобяные изделия, электротехника, стреляные гильзы .
Фосфористая бронза (ASTM B103, B139, B159)	Cu 89,75, Sn 10,0, P 0,25	Весеннее настроение	—	122	4	241	Высокие показатели усталостной прочности и упругости
Желтая или Высококачественная латунь (ASTM B36, B134, B135)	Cu 65,0, Zn 35,0	Отожженный	18	48	60	55	Хорошая коррозионная стойкость
		Холоднотянутый	55	70	15	115
		Холоднокатаный (HT)	60	74	10	180
Марганцевая бронза (ASTM 138)	Cu 58,5, Zn 39,2, Fe 1,0, Sn 1,0, Mn 0,3	Отожженный	30	60	30	95	Поковки
Марганцевая бронза (ASTM 138)	Cu 58,5, Zn 39,2, Fe 1,0, Sn 1,0, Mn 0,3	Холоднотянутый	50	80	20	180	Поковки
Латунь военно-морская (ASTM B21)	Cu 60,0, Zn 39,25, Sn 0,75	Отожженный	22	56	40	90	Устойчивость к солевой коррозии
Латунь военно-морская (ASTM B21)	Cu 60,0, Zn 39,25, Sn 0,75	Холоднотянутый	40	65	35	150	Устойчивость к солевой коррозии
Металл Мюнца (ASTM B111)	Cu 60,0, Zn 40,0	Отожженный	20	54	45	80	Конденсаторные трубки
Алюминиевая бронза (ASTM B169 сплав A, B124, B150)	Cu 92,0, Al 8,0	Отожженный	25	70	60	80	—
Алюминиевая бронза (ASTM B169 сплав A, B124, B150)	Cu 92,0, Al 8,0	Жесткий	65	105	7	210	—
Бериллиевая медь (ASTM B194, B196, B197)	Cu 97,75, Be 2,0, Co или Ni 0,25.	Отожженный, обработанный на твердый раствор	32	70	45	B60 ( Роквелл )	Электрика, клапаны, насосы, нефтепромысловые инструменты, шасси для аэрокосмической техники, роботизированная сварка, изготовление форм ^[3]
Бериллиевая медь (ASTM B194, B196, B197)	Cu 97,75, Be 2,0, Co или Ni 0,25.	Холоднокатаный	104	110	5	B81 (Роквелл)
Автоматная латунь	Cu 62,0, Zn 35,5, Pb 2,5	Холоднотянутый	44	70	18	B80 (Роквелл)	Винты, гайки, шестерни, ключи
Нейзильбер (ASTM B122)	Cu 65,0, Zn 17,0, Ni 18,0	Отожженный	25	58	40	70	Аппаратное обеспечение
Нейзильбер (ASTM B122)	Cu 65,0, Zn 17,0, Ni 18,0	Холоднокатаный	70	85	4	170	Аппаратное обеспечение
Нейзильбер (ASTM B149)	Cu 76,5, Ni 12,5, Pb 9,0, Sn 2,0	Бросать	18	35	15	55	Легко поддается обработке; украшения, сантехника ^[4]
Мельхиор (ASTM B111, B171)	Cu 88,35, Ni 10,0, Fe 1,25, Mn 0,4	Отожженный	22	44	45	–	Конденсатор, трубы с соленой водой
Мельхиор (ASTM B111, B171)	Cu 88,35, Ni 10,0, Fe 1,25, Mn 0,4	Холоднотянутая труба	57	60	15	–	Конденсатор, трубы с соленой водой
Мельхиор	Cu 70,0, Ni 30,0	Кованый	–	–	–	–	Теплообменное оборудование, клапаны
Унция металла ^[5] Медный сплав C83600 (также известный как «красная латунь» или «композиционный металл») (ASTM B62)	Cu 85,0, Zn 5,0, Pb 5,0, Sn 5,0	Бросать	17	37	25	60	—
Gunmetal (в США его называют «красной латунью»)	Варьируется Cu 80-90%, Zn <5%, Sn ~10%, +другие элементы@ <1%

Механические свойства медных сплавов Ассоциации развития меди (CDA) ^[6]
Семья	CDA	Прочность на растяжение [тыс.фунтов на кв.дюйм]		Предел текучести [тыс.фунтов на кв.дюйм]		Удлинение (типичное) [%]	Твердость [по Бринеллю 10 мм-500 кг]	Обрабатываемость [YB = 100]
Семья	CDA	Мин.	Тип.	Мин.	Тип.	Удлинение (типичное) [%]	Твердость [по Бринеллю 10 мм-500 кг]	Обрабатываемость [YB = 100]
Красная латунь	833		32		10	35	35	35
	836	30	37	14	17	30	50–65	84
	838	29	35	12	16	25	50–60	90
Полукрасная латунь	844	29	34	13	15	26	50–60	90
Полукрасная латунь	848	25	36	12	14	30	50–60	90
Марганцевая бронза	862	90	95	45	48	20	170–195 ^†	30
	863	110	119	60	83	18	225 ^†	8
	865	65	71	25	28	30	130 ^†	26
Оловянная бронза	903	40	45	18	21	30	60–75	30
	905	40	45	18	22	25	75	30
	907	35	44	18	22	20	80	20
Свинцово-оловянная бронза	922	34	40	16	20	30	60–72	42
	923	36	40	16	20	25	60–75	42
	926	40	44	18	20	30	65–80	40
	927	35	42		21	20	77	45
Высокосвинцовистая оловянная бронза	932	30	35	14	18	20	60–70	70
	934	25	32		16	20	55–65	70
	935	25	32	12	16	30	55–65	70
	936	33	30	16	21	15	79-83	80
	937	25	35	12	18	20	55–70	80
	938	25	30	14	16	18	50–60	80
	943	21	27		13	10	42–55	80
Алюминиевая бронза	952	65	80	25	27	35	110–140 ^†	50
	953	65	75	25	27	25	140 ^†	55
	954	75	85	30	35	18	140–170 ^†	60
	955	90	100	40	44	12	180–200 ^†	50
	958	85	95	35	38	25	150-170 ^†	50
Кремниевая бронза	878	80	83	30	37	29	115	40
^† Шкала Бринелля с нагрузкой 3000 кг

Сравнение стандартов медных сплавов ^[6]
Семья	CDA	Американское общество по испытанию материалов (ASTM)	САЕ	SAE заменен	Федеральный	Военный
Красная латунь	833
	836	В145-836	836	40	QQ-C-390 (B5)	С-2229 Гр2
	838	В145-838	838		QQ-C-390 (B4)
Полукрасная латунь	844	В145-844			QQ-C-390 (B2)
Полукрасная латунь	848	В145-848			QQ-C-390 (B1)
Марганцевая бронза	862	В147-862	862	430А	QQ-C-390 (C4)	С-2229 Gr9
	863	В147-863	863	430Б	QQ-C-390 (C7)	С-2229 Gr8
	865	В147-865	865	43	QQ-C-390 (C3)	С-2229 Gr7
Оловянная бронза	903	В143-903	903	620	QQ-C-390 (D5)	С-2229 Гр1
	905	В143-905	905	62	QQ-C-390 (D6)
	907		907	65
Свинцово-оловянная бронза	922	В143-922	922	622	QQ-C-390 (D4)	Б-16541
	923	В143-923	923	621	QQ-C-390 (D3)	С-15345 Гр10
	926		926
	927		927	63
Высокосвинцовистая оловянная бронза	932	В144-932	932	660	QQ-C-390 (E7)	С-15345 Gr12
	934				QQ-C-390 (E8)	С-22229 Gr3
	935	В144-935	935	66	QQ-C-390 (E9)
	937	В144-937	937	64	QQ-C-390 (E10)
	938	В144-938	938	67	QQ-C-390 (E6)
	943	В144-943	943		QQ-C-390 (E1)
Алюминиевая бронза	952	В148-952	952	68А	QQ-C-390 (G6)	С-22229 Gr5
	953	В148-953	953	68Б	QQ-C-390 (G7)
	954	В148-954	954		QQ-C-390 (G5)	С-15345 Gr13
	955	В148-955	955		QQ-C-390 (G3)	С-22229 Gr8
	958				QQ-C-390 (G8)
Кремниевая бронза	878	В30	878

В следующей таблице представлен химический состав различных марок медных сплавов.

Химический состав медных сплавов ^[6]^[7]
Семья	CDA	АМС	УНС	Cu [%]	Сн [%]	Свинец [%]	Цинк [%]	Ni [%]	Железо [%]	Ал [%]	Другой [%]
Красная латунь	833		С83300	93	1.5	1.5	4
			С83400 ^[8]	90			10
	836	4855Б	С83600	85	5	5	5
	838		С83800	83	4	6	7
Полукрасная латунь	844		С84400	81	3	7	9
	845		С84500	78	3	7	12
	848		С84800	76	3	6	15
Марганцевая бронза			С86100 ^[9]	67	0,5		21		3	5	Мн 4
	862 ^†		С86200	64			26		3	4	Мн 3
	863 ^†	4862Б	С86300	63			25		3	6	Мн 3
	865	4860А	С86500	58	0,5		39,5		1	1	Мн 0,25
Оловянная бронза	903		С90300	88	8		4
	905	4845D	С90500	88	10	0,3 макс.	2
	907		С90700	89	11	0,5 макс.	0,5 макс.
Свинцово-оловянная бронза	922		С92200	88	6	1.5	4.5
	923		С92300	87	8	1 макс.	4
	926	4846А	С92600	87	10	1	2
	927		С92700	88	10	2	0,7 макс.
Высокосвинцовистая оловянная бронза	932		С93200	83	7	7	3
	934		С93400	84	8	8	0,7 макс.
	935		С93500	85	5	9	1	0,5 макс.
	937	4842А	С93700	80	10	10		0,7 макс.
	938		С93800	78	7	15		0,75 макс.
	943	4840А	С94300	70	5	25		0,7 макс.
Алюминиевая бронза	952		С95200	88					3	9
	953		С95200	89					1	10
	954	4870Б 4872Б	С95400	85					4	11
			С95410 ^[10]	85					4	11	Ни 2
	955		С95500	81				4	4	11
			С95600 ^[11]	91						7	Си 2
			С95700 ^[12]	75				2	3	8	Мн 12
	958		С95800	81				5	4	9	Мн 1
Кремниевая бронза			С87200 ^[13]	89							Си 4
			С87400 ^[14]	83			14				Си 3
			С87500 ^[15]	82			14				Си 4
			С87600 ^[16]	90			5.5				Си 4.5
	878		С87800 ^[17]	80			14				Си 4
			С87900 ^[18]	65			34				Си 1
^† Химический состав может варьироваться в зависимости от механических свойств.

Латунь

Латунь — это сплав меди с цинком. Латунь обычно имеет желтый цвет. Содержание цинка может варьироваться от нескольких % до примерно 40 %; пока оно не превышает 15 %, оно не оказывает заметного влияния на коррозионную стойкость меди.

При определенных условиях латунь может быть чувствительна к селективной коррозии выщелачивания, когда цинк выщелачивается из сплава ( децинкификация ), оставляя после себя губчатую медную структуру.

Северное золото

Бронзы

Бронза — это сплав меди и других металлов, чаще всего олова, но также алюминия и кремния.

Алюминиевые бронзы — это сплавы меди и алюминия. Содержание алюминия в основном колеблется от 5% до 11%. Иногда добавляют железо, никель, марганец и кремний. Они обладают более высокой прочностью и коррозионной стойкостью, чем другие бронзы, особенно в морской среде, и имеют низкую реактивность к соединениям серы. Алюминий образует тонкий пассивирующий слой на поверхности металла.
Металл колокола
Брастил ^[19]^[20]
Фосфорная бронза
Никелевые бронзы , например, нейзильбер и мельхиор
Зеркало металлическое
УНС C69100

Сплавы драгоценных металлов

Медь часто сплавляют с драгоценными металлами , такими как золото (Au) и серебро (Ag).

Имя	Cu [%]	Ау [%]	Аг [%]	Другой [%]
Аурикуприд	†	†
Аштадхату	†	†	†	Fe†, Hg†, Sn†, Zn†
Биллон	†		†	Ртуть†
китайское серебро	58		2	17,5 Цинк, 11,5 Никель,
коринфская бронза	†	†	†
CuSil	28		72
Дималлой	20		80	C (алмаз типа I)
Электрум , Зеленое золото	6-23	75-80	0-15	0-4 Кд
Серое золото	†	†		Мн†
Гуанин	25	56	18
Гепатизон	†	след	след
Чернь	†	†		Сульфиды свинца†
Панчалоха	†	†	†	Fe†, Sn†, Pb†, Zn†,
Розовое, красное и розовое золото	20-50	50-75	0-5
Спангольд	18-19	76		5-6 Ал
Сякудо	90-96	4-10
Сибуичи	40-77	0-1	23-60
тибетское серебро	†		†	Ni†, Sn†
Тумбага	3-97	3-97
Белое золото	†	†		Ni†, Zn†

† сумма не указана

Смотрите также

Ссылки

↑ Британский музей, «Scope Note» для «медного сплава»
^ Лайонс, Уильям С. и Плисга, Гэри Дж. (ред.) Стандартный справочник по нефтяной и газовой инженерии , Elsevier, 2006
^ Национальная бронза и металлы | Бериллий-медь
^ Lewis Brass & Company | Данные по медным сплавам, архив 2021-05-12 на Wayback Machine
^ Литой медный сплав C83600 (Унция металла) substech.com
^ abc Промышленное литье по выплавляемым моделям - Бронза Франклина , получено 07.09.2009.
^ Сплавы латуни и бронзы, архивировано из оригинала 2009-08-25 , извлечено 2009-09-08.
^ UNS C83400 , получено 08.09.2009.
^ UNS C86100 , получено 08.09.2009.
^ UNS C95410 , получено 08.09.2009.
^ UNS C95600 , получено 08.09.2009.
^ UNS C95700 , получено 08.09.2009.
^ UNS C87200 , получено 08.09.2009.
^ UNS C87400 , получено 08.09.2009.
^ UNS C87500 , получено 08.09.2009.
^ UNS C87600 , получено 2009-09-08.
^ UNS C87800 , получено 08.09.2009.
^ UNS C87900 , получено 08.09.2009.
^ «Коллекция компании Doehler-Jarvis, MSS-202».
^ Инженерные сплавы Вулдмана, 9-е издание 1936 г., Американское общество металлов, ISBN 978-0-87170-691-1

Библиография

Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Д.; Хортон, Холбрук Л. (1992). Справочник по машиностроению (24-е изд.). Нью-Йорк: Industrial Press Inc., стр. 501. ISBN 0-8311-2492-X.

Внешние ссылки

Испытания и стандарты на коррозионную стойкость: применение и интерпретация
Ассоциация по развитию медной промышленности
[1]
Код генерации бинарных фазовых диаграмм меди (пакетный файл - http://www.gotrawama.eu/copperNIMS/ramefabio.txt ) с использованием открытых термодинамических баз данных, доступных на NIMS https://cpddb.nims.go.jp/cpddb/periodic.htm и коммерческого программного обеспечения Computherm Pandat, доступного бесплатно на https://computherm.com/ (справка по использованию https://computherm.com/docs/pandat_manual.pdf. Изображения 34 бинарных фазовых диаграмм доступны на http://www.gotrawama.eu/copperNIMS/PNG/

[1] Британский музей, «Scope Note» для «медного сплава»

[2] Лайонс, Уильям С. и Плисга, Гэри Дж. (ред.) Стандартный справочник по нефтяной и газовой инженерии , Elsevier, 2006

[3] Национальная бронза и металлы | Бериллий-медь

[4] Lewis Brass & Company | Данные по медным сплавам, архив 2021-05-12 на Wayback Machine

[ounce-5] Литой медный сплав C83600 (Унция металла) substech.com

[franklin-6] Промышленное литье по выплавляемым моделям - Бронза Франклина , получено 07.09.2009.

[7] Сплавы латуни и бронзы, архивировано из оригинала 2009-08-25 , извлечено 2009-09-08.

[8] UNS C83400 , получено 08.09.2009.

[9] UNS C86100 , получено 08.09.2009.

[10] UNS C95410 , получено 08.09.2009.

[11] UNS C95600 , получено 08.09.2009.

[12] UNS C95700 , получено 08.09.2009.

[13] UNS C87200 , получено 08.09.2009.

[14] UNS C87400 , получено 08.09.2009.

[15] UNS C87500 , получено 08.09.2009.

[16] UNS C87600 , получено 2009-09-08.

[17] UNS C87800 , получено 08.09.2009.

[18] UNS C87900 , получено 08.09.2009.

[19] «Коллекция компании Doehler-Jarvis, MSS-202».

[20] Инженерные сплавы Вулдмана, 9-е издание 1936 г., Американское общество металлов, ISBN 978-0-87170-691-1