Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Реферат на тему: «Сплавы на основе меди: примеры и применение.»
Студентки I-ого курса Конновой Дарьи.
1. Введение.
Пожалуй, стоит начать с определения самого слова «медь». От латинского «Cuprum» - химически элемент, находящийся в таблице Менделеева в первой группе побочной подгруппы, третьего периода, характеризующийся хорошей ковкостью, мягкостью, устойчивостью против атмосферной коррозии и коррозии в пресной и морской воде, а также тепло- , электропроводимостью.
Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состоянии на поверхности земли, а с другой - сравнительной легкостью получения ее из соединений. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum),откуда впоследствии и произошло название данного химического элемента.
2. Производство меди.
Медь добывают из оксидных и сульфидных руд, но 80% всей меди добывают из сульфидных руд, путем обогащения, ибо, как правило, медные руды содержать много пустой породы. Медь получают методом ее выплавки, который характеризуется несколькими операциями: обжиг, плавка, конвертирование, огневое и электролитического рафинирования (этот процесс решает сразу две задачи - глубокое рафинирование меди от примесей, что обеспечивает ее высокую электропроводность, и попутно извлечение ценных золота, серебра и селена). В процессе обжига большая часть примесей, которыми обычно являются FeS2 и Fe2O3, превращается в оксиды. Получающиеся в процессе обжига оксиды железа, цинка и других примесей отделяются в виде шлака при плавке. Жидкий медный штейн (Cu2S с примесью FeS) поступает в конвертор, где через него продувают воздух. В ходе конвертирования выделяется диоксид серы и получается черновая или сырая медь. Для извлечения ценных (Au, Ag, Te и т.д.) и для удаления вредных примесей черновая медь подвергается сначала огневому, а затем электролитическому рафинированию. В ходе огневого рафинирования жидкая медь насыщается кислородом. При этом примеси железа, цинка и кобальта окисляются, переходят в шлак и удаляются. А медь разливают в формы. Получающиеся отливки служат анодами при электролитическом рафинировании.
Основным компонентом раствора при электролитическом рафинировании служит сульфат меди - наиболее распространенная и дешевая соль меди. Для увеличения низкой электропроводности сульфата меди в электролит добавляют серную кислоту. А для получения компактного осадка меди в раствор вводят небольшое количество добавок. Металлические примеси, содержащиеся в неочищенной ("черновой") меди, можно разделить на две группы.
1)Fe, Zn, Ni, Co.
2)Au, Ag, Pb, Sn.
3. Медь и ее сплавы
Медь обладает следующими свойствами:
Плотность - 8,93*103кг/м3;
Удельный вес - 8,93 г/cм3;
Температура плавления - 1083 °C ;
Удельная теплота плавления - 42 кал/г;
Температура кипения - 2600 °C ;
Коэффициент теплопроводности - 335ккал/м*час*град;
Как элемент 1 подгруппы имеет атомный номер 29 и атомную массу 63,546.
Кристаллической решеткой - гранецентрированного куба.
Некоторые примеси меди затрудняют обработку давлением в горячем состоянии, придавая ей хладноломкость, а некоторые, особенно P, As, Sb снижают электропроводность, что позволяет использовать медь в электротехнической промышленности для проводов, кабелей, шин и других токопроводящих частей, в машиностроении, судостроении, котлостроении для теплообменников. В большом количестве медь используют для изготовления важнейших конструкционных сплавов – латуней и бронз.
Основные сплавы меди, повышающие прочность и другие её свойства, получают путем введения в нее добавок, таких металлов, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. Как правило, на сплавы уходит более 30% меди.
Латунь - сплав меди с цинком, в котором меди от 60 до 90%, а цинка от 40 до 10% - прочнее меди и менее подвержена окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлозно-бумажной промышленности. Например, литейная латунь ЛЦ30А3 содержит 30 % Zn, 3 % AL, Cu — основа.
Бронза. Раньше бронзой называли сплав, в котором самого металла около 80-94%, а олова 20-60%. В настоящее время же производят без оловянные бронзы. (БрОЦСН3-7-5-1- Детали арматуры (клапаны, задвижки, краны), работающие на воздухе, в пресной воде, масле, топливе, паре и при температуре 250° С)
Алюминиевая бронза содержит 5-11% алюминия. Этот сплав обладает высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.(бронзовая чушка - металл, получаемый отливкой в специальную форму(изложницу) и предназначенный для последующей переплавки в качестве исходного сырья.)
Свинцовая бронза. Содержит 25-33% свинца. В основном используют для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.
Кремниевая бронза, содержащая 4-5% кремния. Используется, как дешевый заменитель оловянных бронз.
Бериллиевая бронза, содержит 1,8-2,3% бериллия. Отличается твердостью после закалки и высокой упругостью. Нашла свою область применения в изготовлении пружин и пружинящих изделий.
Кадмиевая бронза - сплав меди с небольшим количества кадмия, примерно до1%, - используют для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.
Припои - сплавы цветных металлов, применяемых при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав.
4. Маркировка медных сплавов.
Маркировку медных сплавов, за исключением бронзы и латуни, можно опознать по первой букве «М». Первичная (чистая) медь обозначается одной буквой М, после которой идет цифра обозначающая степень чистоты металла. Широко известны такие чистые марки как медь М2 и М3. В соответствии с цифрой, идущей за буквой «М» в маркировке, обозначается уровень содержания меди, то есть чистота сплава. Так, наиболее качественный представитель однокомпонентного медного сплава, содержащий 99,9% чистой меди, маркируется как медь М1. Кроме того, в маркировке чистой меди после цифр могут идти буквы, обозначающие наличие легирующего элемента или степень раскисления. Например, М1ф – это медный сплав, содержание меди в котором равно 99,9%, а фосфора – 0,04%, что существенно превышает объём всех остальных примесей.
5. Применение меди и её сплавов.
Медь, ее соединения и сплавы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.
В электротехнике медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов, телефонного и телеграфного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы.
Сплавы меди с другими металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной промышленности (радиаторы, подшипники), для изготовления химической аппаратуры.
Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь для изготовления разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока из красной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы орнамента. Кроме того, проволока из меди легко спаивается серебряным припоем, хорошо серебрится и золотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым материалом при производстве филигранных изделий.
Коэффициент линейного и объемного расширения меди при нагревании приблизительно такой же, как у горячих эмалей, в связи с чем при остывании эмаль хорошо держится на медном изделии, не трескается, не отскакивает. Благодаря этому мастера для производства эмалевых изделий предпочитают медь всем другим металлам.