Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
50 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплопроводность сплавов меди

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности чистой меди при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град).

Таблица теплопроводности латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов

СплавТемпература, КТеплопроводность, Вт/(м·град)
Медно-никелевые сплавы
Бериллиевая медь300111
Константан зарубежного производства4…10…20…40…80…3000,8…3,5…8,8…13…18…23
Константан МНМц40-1,5273…473…573…67321…26…31…37
Копель МНМц43-0,5473…127325…58
Манганин зарубежного производства4…10…40…80…150…3000,5…2…7…13…16…22
Манганин МНМц 3-12273…57322…36
Мельхиор МНЖМц 30-0,8-130030
Нейзильбер300…400…500…600…70023…31…39…45…49
Латунь
Автоматная латунь UNS C36000300115
Л62300…600…900110…160…200
Л68 латунь деформированная80…150…300…90071…84…110…120
Л80 полутомпак300…600…900110…120…140
Л90273…373…473…573…673…773…873114…126…142…157…175…188…203
Л96 томпак волоченый300…400…500…600…700…800244…245…246…250…255…260
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая300…600…90084…120…150
ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая300…600…90070…100…120
ЛО62-1 оловянистая30099
ЛО70-1 оловянистая300…60092…140
ЛС59-1 латунь отожженая4…10…20…40…80…3003,4…10…19…34…54…120
ЛС59-1В латунь свинцовистая300…600…900110…140…180
ЛТО90-1 томпак оловянистый300…400…500…600…700…800…900124…141…157…174…194…209…222
Бронза
БрА5300…400…500…600…700…800…900105…114…124…133…141…148…153
БрА7300…400…500…600…700…800…90097…105…114…122…129…135…141
БрАЖМЦ10-3-1,5300…600…80059…77…84
БрАЖН10-4-4300…400…50075…87…97
БрАЖН11-6-6300…400…500…600…700…80064…71…77…82…87…94
БрБ2, отожженая при 573К4…10…20…40…802,3…5…11…21…37
БрКд293340
БрКМЦ3-1300…400…500…600…70042…50…55…54…54
БрМЦ-5300…400…500…600…70094…103…112…122…127
БрМЦС8-20300…400…500…600…700…800…90032…37…43…46…49…51…53
БрО10300…400…50048…52…56
БрОС10-10300…400…600…80045…51…61…67
БрОС5-25300…400…500…600…700…800…90058…64…71…77…80…83…85
БрОФ10-1300…400…500…600…700…800…90034…38…43…46…49…51…52
БрОЦ10-2300…400…500…600…700…800…90055…56…63…68…72…75…77
БрОЦ4-3300…400…500…600…700…800…90084…93…101…108…114…120…124
БрОЦ6-6-3300…400…500…600…700…800…90064…71…77…82…87…91…93
БрОЦ8-4300…400…500…600…700…800…90068…77…83…88…93…96…100
Бронза алюминиевая30056
Бронза бериллиевая состаренная20…80…150…30018…65…110…170
Бронза марганцовистая3009,6
Бронза свинцовистая производственная30026
Бронза фосфористая 10%30050
Бронза фосфористая отожженая20…80…150…3006…20…77…190
Бронза хромистая UNS C18200300171

Примечание: Температура в таблице дана в градусах Кельвина!

Что такое теплопроводность

Данный термин означает способность различных материалов к обмену энергией, которая в этом случае представлена теплом. При этом передача энергии проходит от более нагретой части к холодной и происходит за счет:

  1. Молекул.
  2. Атомов.
  3. Электронов и других частиц структуры металла.

Теплопроводность нержавеющей стали будет существенно отличаться от аналогичного показателя другого металла — например, коэффициент теплопроводности меди будет иным, нежели у стали.

Для обозначения этого показателя используется специальная величина, именуемая коэффициентом теплопроводности. Она характеризуется количеством теплоты, которое может пройти через материал за определенную единицу времени.

Показатели для стали

Теплопроводность может существенно отличаться в зависимости от химического состава металла. Коэффициент данной величины у стали и меди будет разным. Кроме этого, при повышении или уменьшении концентрации углерода изменяется и рассматриваемый показатель.

Существуют и другие особенности теплопроводности:

  1. Для стали, которая не имеет примесей, значение составляет 70 Вт/(м* К).
  2. У углеродистых и высоколегированных сталей проводимость намного ниже. За счет увеличения концентрации примесей она существенно снижается.
  3. Само термическое воздействие также может оказывать воздействие на структуру металла. Как правило, после нагрева структура меняет значение проводимости, что связано с изменением кристаллической решетки.
Читать еще:  Как я проволоку волочил самодельными фильерами.

Коэффициент теплопроводности алюминия значительно выше, что связано с более низкой плотностью этого материала. Теплопроводность латуни также отличается от соответствующего показателя стали.

Характеристика латуни

Латунь является двойным или многокомпонентным сплавом на основе меди. В качестве составляющего компонента в ней выступает цинк. Иногда сплав дополняют никелем, свинцом, марганцем и т.д. В 19 веке латунный сплав использовался в качестве поддельного золота из-за характерного цвета металла. Из него делали ювелирные украшения и другие предметы быта.

Сегодня латунь используют для того, чтобы получить материал сталь-латунь. Он устойчив к коррозии, не истирается и довольно пластичный, несмотря на свою прочность и твердость.

Физические и химические свойства сплавов

Химический состав и механические свойства медных сплавов обеспечивают им не только прочность, но и хорошую электро- и теплопроводность. Особенно это относится к латуни.

Все медные сплавы характеризуются хорошими антифрикционными свойствами. Отдельно стоит отметить бронзу.

Благодаря хорошим антифрикционным свойствам бронзы, материал идет на изготовление втулок в качестве подшипников скольжения. Такое изделие не требует смазки, поскольку с внутреннего диаметра, по которому идет скольжение, сминаются все шероховатости. Именно это и является источником смазки. Установка таких подшипников ведется даже на высокоточном оборудовании — координатно-расточных и координатно-шлифовальных станках.

Температура плавления меди без добавок составляет 1083 градуса. В зависимости от количества добавления цинка и олова, этот показатель меняется. Величина температуры плавления латуни составляет 900–1050 градусов, а бронзы — 930–1140 градусов.

Коррозионные свойства медных сплавов отличаются стойкостью. Связано это с тем, что медь не активный элемент. Особенно не корродируют полированные поверхности.

Коррозионная стойкость медных соединений проявляется в пресной воде и ухудшается в присутствии кислоты, которая препятствует образованию защитной оболочки.

3 Какова температура плавления меди, латуни и бронзы?

Температура плавления чистой меди – 1084,5 °C. А выпускаемые марки меди содержат ничтожно малое по отношению к самому этому металлу количество других веществ. Такое, что даже легирующие элементы, как, например, серебро и никель, наравне с прочими «случайными» веществами, относят в составе марок меди к примесям. Самого этого металла – от 99,93 до 99,99 %. И поэтому точки солидус и ликвидус выпускаемых марок меди очень близки к температуре плавления самого этого металла. Температуры полного расплавления в зависимости от марки: меди – 1083–1084 °C, латуни – 880–1050 °C, а бронзы – 900–1140 °C.

Температурные характеристики латуни главным образом зависят от содержания меди и гораздо менее тугоплавкого цинка, являющегося в латунных сплавах основным легирующим элементом. А относительно бронзы следует отметить, что ее так называемые оловянные марки, с легированием оловом, полностью плавятся при температуре 900–950 °C, а не содержащие этот металл, безоловянные – при 950–1140 °C.

Способы плавления

Способов плавления двавнешний и внутренний. Каждый из способов по своему эффективен. Во время применений внешнего способа плавления, на металл или сплав воздействуют теплом с наружи, на пример в печи. А в случае с внутренним, через металл пропускается высокий разряд электрического тока или воздействуют электромагнитным полем.

На фото индукционный электромагнитный нагреватель металла для кузнечного дела.

Читать еще:  Характеристика стали СТ3 и ее технологические свойства

Температура плавления латуни

В справочниках по специальности всегда указывается, что температура плавления зависит от состава, который может быть вариабельным.

Чистой

Что же собой представляет латунь? На самом деле это сплав, основу которого составляет медь с добавлением цинка (иногда и олова).

Температура плавления чистой латуни 880-950°C.

С примесями

Основными определяющим фактором является количество примесей и их процентное содержание. Сплав известен с давних времен, поэтому у него есть множество вариаций. Кроме меди и цинка могут быть и другие химические элементы. По этому признаку латуни делят на Альфу и Бету.

  1. Альфа – однофазная, с содержанием цинка менее 40% расплавляется при температуре меньше 905? (в градусах Цельсия). Это объясняется превалированием меди, которая плавится в менее горячих условиях.
  2. Бета, двухфазная, прочнее, но не настолько пластичная, в ней кроме двух основных ингредиентов могут быть алюминий и кремний, никель и марганец (не очень характерные добавки) и более привычные – олово, свинец и железо, обеспечивающие необходимую прочность и стойкость в атмосферных условиях, при технической эксплуатации.
  3. Специальные, приготовленные для определенных надобностей, встречаются реже, в их изготовлении при определении состава учитываются характеристики, необходимые для детали и продукции. Их делят на особо твердые, твердые и мягкие или отожженные сплавы

Литейные легко плавятся, потому что в них бывает до 50% меди. Но и здесь температура плавления определяется именно ее процентным содержанием, а оно может варьироваться от 30 до 50%.

Литье и даже нарезка лазером возможны только при корректно подобранной температуре, а этот важный показатель колеблется в развале от 889 до 950 С, при этом удельная теплота и температура плавления в этом составе металлов не совпадают в любом варианте, если речь идет о разных марках однофазных латуней.

Двухкомпонентные, или Бета-латуни, отличаются от них совпадением важных характеристик, поэтому разница между всеми вариациями и составляет 161? Цельсия.

В справочниках по металлургии всегда указывается марка, состав и температура плавления или литья. В двухкомпонентной Л-860, например, это 885-395 градусов, а вот у марки ЛС59-18 литье осуществляется при температурных показателях от 1030° до 1080°, в то время как плавление происходит при 900°. При подготовке к процессу в домашних условиях нужно обязательно учитывать состав металлов, которые включены в латунь ее изготовителями. Чем больше в нем цинка, тем легче происходит термообработка. Протяжка и прокатка возможны, если в ней более 20% цинка, но если в нее добавлены свинец, висмут или оба металла, процесс будет весьма непростым.

Есть несколько вариантов определить температуру плавления латуни, но не все из них приемлемы в условиях домашней мастерской. Можно только делать предположения (если речь идет о латунном ломе), по месту или детали, где она использовалась изготовителями. Надобностей, в которых применяется красивый сплав, по внешнему виду напоминающий золото, может быть огромное количество, например, технические детали – трубы, втулки, сепараторы и прочие.

В декоративных целях его используют для посуды, сувениров, отделочной фурнитуры (например, дверных ручек и карнизов, рам, крепежных или функциональных деталей в дверных и оконных системах). Нередко в заводских условиях над определением химических характеристик работает специалист, особенно при переплавке разнопланового лома

. Это он устанавливает режимы обработки, которые давно определены и систематизированы в справочниках по профессии.

Как плавят латунь на металлургических заводах?

Сплав обычно плавят на металлургических заводах, поскольку там созданы благоприятные условия для переплавки. При заводской плавке материал сохраняет все свои физические свойства — прочность, электропроводность, сохранение формы при деформации и так далее. Технология переплавки латуни на заводе зависит от того, к какой категории латуней относится материал. Двухкомпонентные сплавы (с добавлением цинка) обычно плавят в индукционных печах, которые имеют кварцевое покрытие стен. Такое покрытие минимизирует перегрев печи, а также защищает стенки от деформации и растрескивания.

Читать еще:  Зависимость механических свойств стали от содержания углерода

Двойные латуни расплавляются при относительно невысоких температурах (точка ликвидуса для них находится в районе 910-930 градусов по Цельсию). Поэтому двойные сплавы нет смысла расплавлять в мощных электродуговых печах. Для расплава рекомендуется использовать защитный слой на основе древесного угля. Также рекомендуется введение в расплав небольшого количества криолита (порядка 0,01-0,1%) — это способствует снижению металлических дефектов при выплавке. Вместо древесного угля можно использовать флюс, состоящий из стекла и шпата в пропорции 1 к 1.

Для переплавки двухкомпонентных латуней необходимо сперва выполнить расплав меди, а потом цинка. Чтобы расплавить металл, нужно нагреть его до температуры порядка 1000-1100 градусов. После этого следует добавить цинк и легирующие добавки при их наличии. Обратите внимание, что раскисление латуни производить не нужно, поскольку эту функция прекрасно выполняет цинк.

Сложные не кремнистые латуни

Переплавляют по аналогичному алгоритму. В состав таких сплавов цинк входит в небольших количествах. Поэтому такой металл нужно раскислить, чтобы сохранить его все полезные физические свойства. Для раскисления подходит фосфор, хотя можно использовать и другие раскислители. При расплавлении в сложной латуни часто образуются крупные мусорные фракции — чтобы избавиться от них, следует выполнить рафинирование марганцем или фильтрацию.

Сложные кремнистые латуни

Имеют сложную динамику кристаллизации, что объясняется наличием в составе сплава кремния и алюминиевых присадок. Из-за наличия этих компонентов у сплава повышается склонность к поглощению атмосферного водорода при высоких температурах (более 1000 градусов).

При нагреве сплава до температуры выше 1100 градусов могут происходить порционные выделения растворенного углерода, что может приводит к образованию «волдырей» на сплаве после его застывания. Поэтому к переплавке кремнистых сталей подойти ответственно. Чтобы избежать выделения растворенного углерода, следует вести переплавку в кислой среде. Хорошо подойдет насыщение воздуха кислотным флюсом на основе карбоната натрия, фторида кальция и оксида кремния. Важно следить за температурой нагрева, поскольку защитные свойства газового окислителя заметно снижаются при достижении температуры 1100 градусов.

После расплавления всех компонентов в защитной среде необходимо выполнить обязательную проверку металла по всем основным показателям (излом, насыщенность, наличие загрязняющих компонентов и так далее).

Источники меди для вторсырья

Экономия ресурсов – важная экологическая и технологическая задача. Медь – слишком ценный элемент, чтобы запросто им разбрасываться. Поэтому при утилизации бытовых устройств и приборов (телевизоров, холодильников, компьютерной техники) нужно срезать все медь содержащие элементы и сдавать их на пункты сбора вторсырья. На производствах должен быть организован централизованный сбор списанных силовых кабелей и трансформаторов, электродвигателей, прочих медь содержащих деталей и устройств. Определённое содержание меди есть в испорченных люминесцентных лампах, что тоже стоит учитывать при утилизации.

Медь и медные сплавы, освоенные человечеством на самой заре цивилизации, остаются востребованными материалами и в технологическую эпоху, основу которой составляет железо. Современное промышленное производство невозможно себе представить без использования цветных металлов. В дальнейшем потребность в меди её сплавах будет только расти, поэтому очень важно относиться к данным материалам экономно и использовать их рационально.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector