Медь М3
Марка
М3
Классификация
Медь
Медный сплав марки М3 содержит 99,5 % основного металла. Изготавливают его методом переплавки отходов медного лома, цветных металлов или по технологии огневого рафинирования. Технический материал применяют для производства бронзового проката стандартного качества, полуфабрикатов (листов, плит, прутков, труб и других), литейных сплавов, неответственных электроконтактов.
Характеристики медного сплава М3
Медный сплав М3 обладает множеством уникальных качеств. К достоинствам металла этой марки можно отнести следующие моменты:
-
Устойчивость к коррозионным воздействиям;
-
Высокую пластичность материала (кроме сред аммиака, сернистых газов);
-
Неплохие показатели по прочности, твердости;
-
Хорошие свойства по износостойкости;
-
Отсутствие искр при контакте с другими металлами;
-
Высокую электро и теплопроводность.
Обработка полуфабрикатов, нагретых до высокой температуры, давлением затруднена, так как металл содержит значительное количество висмута, сурьмы.
При температуре +500 ℃ предел текучести металла составляет 2,2 кг/мм2, что в 45,4 раза ниже показателя стали (100 кг/мм2). Материал тверже серебра (в 1,5 раза). Он лучше проводит электричество – электросопротивление в два раза меньше, чем у алюминия, и в шесть раз – по сравнению с железом. По данному показателю медь уступает только серебру. Медный сплав тяжелее железа и алюминия почти в четыре раза. На поверхности расплавленной меди они будут плавать.
Сплав является отличным диамагнетиком. Он намагничивается против направления внешнего магнитного поля. У материала магнитная восприимчивость ниже, чем у вакуума, алюминия и стали. Это дает возможность применения сплава в производстве экранирующих сеток.
Химический состав
Содержание химических элементов в сплаве М3 нормируется ГОСТом 859-2014. Согласно этому документу, металл имеет следующий состав:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Мышьяк |
As |
Не больше 0,01 |
|
Свинец |
Pb |
Менее 0,05 |
|
Сера |
S |
До 0,01 |
|
Олово |
Sn |
Меньше 0,05 |
|
Никель |
Ni |
Не более 0,2 |
|
Сурьма |
Sb |
До 0,05 |
|
Кислород |
О |
Не больше 0,08 |
|
Медь |
Cu |
Более 99,5 |
|
Железо |
Fe |
До 0,05 |
|
Висмут |
Bi |
Менее 0,003 |
Легирующими компонентами здесь выступает никель. Такой химический состав обеспечивает металлу высокие показатели по стойкости к коррозии и прочности. Но при этом он остается пластичным.
Примеси, которые присутствуют в сплаве М3 и влияют на его свойства, можно разделить на три основных группы:
-
Никель, олово, сурьма, железо, цинк и другие образуют с медью твердые растворы. Они значительно уменьшают тепло и электропроводность материала. Повышенное содержание висмута и сурьмы затрудняет обработку сплава давлением при нагревании.
-
Висмут, свинец не растворяются в меди. Они не оказывают влияние на электропроводность металла, но делают обработку давлением более сложной.
-
Кислород, сера образуют неустойчивые соединения с медью. Их содержание в сплаве ведет к снижению прочности, электропроводности. Но сера делает проще обработку материала резанием, хотя уменьшает его пластичность.
Влияние отдельных элементов на свойства сплава:
-
Алюминий – улучшает стойкость к коррозии, снижает окисляемость, тепло и электропроводность.
-
Висмут – делает металл более хрупким.
-
Железо – улучшает механические свойства, резко уменьшает электро и теплопроводность, стойкость к коррозии.
-
Кислород – относится к вредным примесям, заметно ухудшает технологические, механические, коррозионные характеристики.
-
Мышьяк – улучшает жаростойкость, сильно снижает тепло и электропроводность.
-
Свинец – повышает податливость обработке резанием.
Механические свойства
Механические свойства сплава при комнатной температуре (+20 ℃):
|
Сортамент |
ГОСТ |
Предел кратковременной прочности, σв, (в МПа) |
Твердость, НВ 10-1 (в МПа) |
Относительное удлинение при разрыве, δ5, (в %) |
|
Прессованные, холоднодеформированные трубы |
617-2006 |
180-190 |
- |
32 |
|
Мягкий прокат |
1173-2006 |
200-260 |
55 |
42 |
|
Твердый прокат |
1173-2006 |
290 |
95 |
6 |
Физические свойства сплава М3
Физические характеристики меди при разных температурах:
|
Температура (℃) |
Модуль упругости, Е 10-5 (МПа) |
Коэффициент линейного расширения, a 106 (1/℃) |
Коэффициент теплопроводности, I (Вт/м*°С) |
Удельная теплоемкость, C (Дж/кг*°С) |
Удельное электросопротивление, R 109 (Ом*м) |
|
+ 20 |
1,32 |
- |
387 |
390 |
17,8 |
|
+ 100 |
1,28 |
16,7 |
- |
- |
- |
Плотность материала составляет 8 940 кг/м3.
Коррозионная стойкость меди
Цветной металл при нагревании окисляется, образуя оксид меди. Его наличие уменьшает параметры по электро и теплопроводности других металлов, содержащихся в сплаве М3. При контакте с кислой средой материал образует купорос, с водой – куприт.
На воздухе металл быстро покрывается плотной оксидной пленкой зеленовато-серого цвета, что является отличительной чертой изделий из меди. Соединение с кислородом происходит в условиях нагревания и при обычных параметрах давления.
Материал не вступает в химические реакции с углеродом, азотом, водородом даже при нагреве. В условиях комнатной температуры он медленно реагирует на контакт с йодом, бромом, галогенами, хлором.
Металл относится к слабым восстановителям. Он инертен к влаге, разбавленной хлороводородной кислоте. Медь растворяется гидратом аммиака, кислотами-неокислителями. Окисление сплава происходит при контакте с концентрированной азотной, серной кислотой, халькогенами, оксидами неметаллов. При нагревании он вступает в реакцию с галогеноводородами.
Материал обладает неплохой коррозионной стойкостью при комнатной температуре в атмосферных условиях, пресной, морской (малые скорости движения) воде. Но при нагревании в восстановительной среде с водородом он подвержен растрескиванию. Коррозионное разрушение ускоряется при воздействии аммиака, хлоридов, сероводорода, кислот.
Сплав устойчив к коррозии в:
-
Щелочных растворах (кроме солей аммония и аммиака);
-
Среде сухих газов-галогенов;
-
Спиртовых средах;
-
Средах органических кислот и фенольных смол.
Металл теряет устойчивость в средах:
-
Хлористого аммония;
-
Аммиака;
-
Растворов кислых солей;
-
Окислительных минеральных кислот.
Материал можно применять при непосредственном контакте с медью, другими медными сплавами, оловом, свинцом в условиях влажной атмосферы, морской, пресной воде. Нельзя допускать взаимодействие металла с цинком, алюминием. Результатом станет быстрое разрушение изделий.
Технологические свойства марки М3
Технологические характеристики материала:
|
Температура плавления (в ℃) |
Температура литья (в ℃) |
Линейная усадка (в %) |
Коэффициент трения (со смазкой) |
Коэффициент трения (без смазки) |
|
1 083 |
1 150 – 1 250 |
2,1 |
0,011 |
0,43 |
Из-за низкой температуры плавления металл можно обрабатывать в бытовых условиях.
Сплав в отожженном состоянии высокопластичен. При обработке давлением способен выдерживать обжатие до 85-95 % без промежуточных отжигов.
-
Горячая обработка производится при температуре от +800 ℃ до +900 ℃.
-
Рекомендуемая температура проведения отжига варьируется от +500 ℃ до +700 ℃. На выбор температуры влияет толщина металла.
-
Литье выполняется в интервале температур от +1 150 ℃ до +1 230 ℃.
Металл хорошо поддается пайке, сварке, обработке резанием. Резку материала лучше проводить в деформированном состоянии.
ГОСТы и ТУ
На металлопрокат из сплава М3 действуют следующие ГОСТы:
-
1173-2006 – ленты, фольга, плиты, листы;
-
434-78 – прямоугольная проволока сечения, шины для электротехники;
-
2112-91 – круглая проволока электротехническая;
-
1535-2016 – прутки;
-
617-2006 – круглые прессованные, холоднодеформированные трубы общего назначения;
-
193-2015 – слитки.
Аналоги медного сплава М3
Ближайшими по характеристикам марками меди М3 являются:
|
Стандарт |
Марка |
Страна производства |
|
DIN, WNr |
С-Cu |
Германия |
|
JIS |
С1221 |
Япония |
|
PN |
Cu99.56 |
Польша |
|
CSN |
423005 |
Чехия |
|
BS |
С107 |
Великобритания |
|
ASTM, AISI |
С14200 |
США |
Область применения меди М3
Сплав марки М3 активно применяется в производстве изделий для химического, криогенного оборудования, интерьерных, архитектурных элементов, художественной продукции. Он востребован в самолето и машиностроении, военной промышленности (изготовление снарядов, патронов), строительной сфере (кровли, элементы водосточных систем, водопроводы).
Материал широко используется в электротехнике, химическом машиностроении. Сплав отличается высокой пластичностью при хорошей механической прочности, что используется при изготовлении трубного проката.
Металл подходит для изготовления:
-
Деталей котельного оборудования (змеевики, теплообменники);
-
Холодильных камер;
-
Аппаратов, применяющихся для создания технического вакуума;
-
Отдельных видов инструментов – молотков, стамесок, отверток и других;
-
Бытовых электроприборов;
-
Посуды;
-
Ювелирных украшений, бижутерии;
-
Бытовых предметов хозяйственного назначения;
-
Монет и много другого.
Медь М3 используется практически повсеместно. Но стоимость цветного металла довольно высокая.
Список товаров:
Круг медный (пруток) 10 мм М3, тянутый, матовый
Круг медный (пруток) 50 мм М3, прессованный, матовый
Круг медный (пруток) 18 мм М3, тянутый, матовый
Круг медный (пруток) 35 мм М3, тянутый, матовый
Круг медный (пруток) 100 мм М3, прессованный, матовый
Список товаров:
Лист медный 3х600х1500 мм МЗ, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 4х600х1500 мм МЗ, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 5х600х1500 мм МЗ, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 6х1000х2000 мм МЗ, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 2х600х1500 мм МЗ, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Список товаров:
Лист медный 1,2х600х1500 мм М3р, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 2,5х600х1500 мм М3р, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 20х600х1500 мм М3р, холоднокатаный, матовый, ГПРНХ
Лист медный 3х600х1500 мм М3р, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ
Лист медный 5х600х1500 мм М3р, холоднокатаный, матовый, ДПРНМ