Медный сплав М3

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:

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 ℃):

Физические свойства сплава М3

Физические характеристики меди при разных температурах:

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:

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:

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.