Медь и медно-никелевые сплавы

Медь — металл красного (в изломе розового) цвета, относится к тяжелым цветным металлам (r  = 8890 кг/м³). Медь кристаллизуется в гранецентрированной решетке (ГЦК) типа Al с параметром а = 0,36074 нм и полиморфных превращений не имеет.

Чистая медь обладает высокой электрической проводимостью (на втором месте после серебра), пластичностью, коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, а также в ряде химических сред. Медь принято считать эталоном электрической проводимости и теплопроводности по отношению к другим металлам. Характеристики этих свойств меди оцениваются 100 %, в то время как у алюминия, магния и железа они составляют соответственно 60, 40 и 17 % от свойств меди. Медь обладает отличной обрабатываемостью давлением в холодном и горячем состоянии, хорошими литейными свойствами и удовлетворительной обрабатываемостью резанием.

На воздухе при наличии влаги и углекислого газа медь медленно окисляется, покрываясь пленкой так называемой «патины» зеленого цвета, которая является щелочным карбонатом меди (CuOH)₂CO₃. Эта пленка в определенной мере защищает медь от дальнейшей коррозии.

Медь и ее сплавы являются традиционными материалами, используемыми в технике низких температур. Применение меди и ее сплавов обусловлено их высокими характеристиками механических свойств при низких температурах, хорошей коррозийной стойкостью и высокой теплопроводностью.

Характеристики основных свойств меди приведены ниже.

Характеристики основных физико-механических свойств меди

Плотность r , кг/м3	8890
Температура плавления Тпл, ° С	1083
Скрытая теплота плавления D Нпл, Дж/г	208
Теплопроводность l , Вт/ (м × град), при 20–100 ° С	390
Удельная теплоемкость Ср, Дж/ (г × К), при 20–100 ° С	0,375
Коэффициент линейного расширения a × 10–6, град–1, при 0–100 ° С	16,8
Удельное электросопротивление r × 108, Ом × м, при 20–100 ° С	1,724
Температурный коэффициент электросоп- ротивления, град–1, при 20–100 ° С	4,3× 10–3
Предел прочности s в, МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)	190–215
твердой меди (в нагартованном состоянии)	280–360
Относительное удлинение d , %
мягкой меди (в отожженном состоянии)	60
твердой меди (в нагартованном состоянии)	6
Твердость по Бринеллю НВ, МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)	45
твердой меди (в нагартованном состоянии)	110
Предел текучести s t , МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)	60–75
твердой меди (в нагартованном состоянии)	280–340
Ударная вязкость KCU, Дж/см2	630–470
Модуль сдвига G × 10–3, МПа	42–46
Модуль упругости Е × 10–3, МПа
мягкой меди (в отожженном состоянии)	117–126
твердой меди (в нагартованном состоянии)	122–135
Температура рекристаллизации, ° С	180–300
Температура горячей деформации, ° С	1050–750
Температура литья, ° С	1150–1250
Линейная усадка, %	2,1

Благодаря своим свойствам медь широко используется в электротехнике, радиотехнике, приборостроении и различных отраслях машиностроения. Среди цветных металлов по объему потребления медь занимает второе место (после алюминия), причем около половины производимой меди используют в электро- и радиотехнике, а вторую половину — для получения медных сплавов.

Все примеси, особенно входящие в твердый раствор, снижают электропроводность меди. Наиболее сильно уменьшают электропроводность примеси P, As, Al, Sn. Вредными примесями, снижающими механические и технологические свойства меди и ее сплавов, являются Bi, Pb, S и O. Свинец и висмут ничтожно растворимы в меди и образуют по границам зерен легкоплавкие эвтектики, что приводит к красноломкости. Сера и кислород также нерастворимы в меди и образуют эвтектики Cu—Cu₂S и Cu—Cu₂O, но красноломкость они не вызывают, так как их температура плавления (1067 ° С и 1065 ° С соответственно) выше температур горячей обработки давлением. Однако эти эвтектики весьма хрупкие, и их наличие даже в небольших количествах приводит к снижению пластичности.

Особо вредной примесью является кислород, если медь нагревают (при термообработке или эксплуатации) в атмосфере, содержащей водород. Атомы водорода быстро диффундируют вглубь металла и восстанавливают оксид меди
Cu₂O + H₂ = 2Cu + H₂O. Пары воды создают высокое давление, что приводит к вздутиям, разрывам и трещинам. Это явление называется «водородной болезнью» меди. Склонность к «водородной болезни» (ГОСТ 24048–80) определяют путем отжига медных пластин в водороде при 825–875 ° С
(30 мин), последующего визуального осмотра и испытания на перегиб. Содержание вредных примесей в меди строго ограничено, например, не более 0,005 % Bi, 0,05 % Pb и т. д. (табл. 19.1). Для предупреждения окисления медь плавят или под слоем древесного угля, или с использованием защитных газов, или в вакууме. В ряде случаев производят дополнительное раскисление жидкой меди фосфором, который вводят в виде лигатуры марки МФ9 (ГОСТ 4515–93).

Высокая тепло- и электропроводность меди затрудняют ее электросварку (точечную и роликовую), особенно массивных изделий. Тонкие детали можно сварить вольфрамовыми электродами. Детали толщиной более 2 мм можно сваривать нейтральным ацетилено-кислородным пламенем, предохраняя их от окисления и загрязнения. Наиболее надежный способ соединения медных изделий — пайка твердыми и мягкими припоями.

Медь отлично штампуется, но необходимо помнить, что в отожженном состоянии она отличается значительной анизотропией механических свойств, вызывающей образование фестонов при глубокой вытяжке. Для уменьшения фестонов листовую (ленточную) медь следует готовить по особому технологическому процессу.

В производстве меди из руды конечной стадией является электролитическое рафинирование. Выпускают четыре марки катодной меди (ГОСТ 859–78), используемых в качестве шихты при получении медных полуфабрикатов и сплавов. Слитки и полуфабрикаты из меди выпускают двенадцати марок (табл. 19.1). В российских марках меди ставится буква «М», остальные обозначения показывают степень чистоты и метод очистки. Сопоставление отечественных и зарубежных марок меди представлено в табл. 19.2.

Таблица 19.1

Химический состав (%) и применение технической меди (ГОСТ 859–2001)

Марка	Способ получения	Cu, не менее	Примеси*, не более												Области применения
			Bi	Sb	As	Fe	Ni	Pb	Sn	S	O	Zn	P	Ag
Катоды
М00 к	Электролитическое рафинирование	99,98	0,0002	0,0004	0,0005	0,001	0,002	0,0005	–	0,0015	0,01	–	–	0,002	Для получения слитков и катанки
М0 к		99,97	0,005	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002	0,015	0,001	0,001	0,002
М1 к		99,95	0,001	0,002	0,002	0,003	0,002	0,003	0,002	0,04	0,02	0,003	0,002	0,003
М2 к		99,93	0,001	0,002	0,002	0,005	0,003	0,005	0,002	0,01	0,03	0,004	0,002	0,003
Слитки и полуфабрикаты
М00 б	Переплав катодов в восстановительной или инертной атмосфере или в вакууме	99,9	0,0005	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,0001	0,0003	0,002	Для проводников тока и сплавов высокой чистоты, полуфабрикатов, используемых в электронной промышленности
М0 б		(Cu+ Ag)	0,001	0,002	0,002	0,004	0,002	0,001	0,002	0,003	0,001	0,0003	0,002	–
М1 б		99,7	0,001	0,002	0,002	0,004	0,002	0,001	0,002	0,003	0,001	0,003	0,002	–
М00	Переплавка катодов	99,96	0,0005	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002	0,03	0,001	0,0005	0,002	Для проводников тока, проката и высококачественных бронз, не содержащих олова, полуфабрикатов и сплавов на медной основе, обрабатываемых давлением
М0		99,93	0,0005	0,002	0,001	0,004	0,002	0,003	0,001	0,003	0,04	0,003	–	0,002
М1		99,90	0,001	0,002	0,002	0,005	0,002	0,005	0,002	0,004	0,05	0,004	–	0,003
М1 р	Переплавка с раскислением	99,90	0,001	0,002	0,002	0,005	0,002	0,005	0,002	0,005	0,01	0,005	0,002–0,012	–
М1 ф		99,90	0,001	0,002	0,002	0,005	0,002	0,005	0,002	0,005	–	0,005	0,012–0,04	–
М2 р		99,70	0,002	0,005	0,01	0,05	0,2	0,01	0,05	0,01	0,01	–	0,005–0,06	–
М3 р		99,50	0,003	0,05	0,05	0,05	0,2	0,03	0,05	0,01	0,01	–	0,005–0,06	–
М2	Огневое рафинирование отходов меди	99,97	0,002	0,005	0,01	0,05	0,2	0,01	0,05	0,01	0,07	–	–	–
М3		99,50	0,003	0,05	0,01	0,05	0,2	0,05	0,05	0,01	0,08	–	–	–	Для проката, сплавов на медной основе обычного качества и прочих литейных сплавов

* Сумма нормированных примесей, исключая O, не должна превышать 0,0065 %. Содержание отдельных примесей может корректироваться по соглашению изготовителя с потребителем.

Таблица 19.2

Марки меди по национальным стандартам

Россия	США	Германия	Япония
ГОСТ 859–2001	ASTM: 58А–77, В133, В152, В359	DIN 1787–73	JIS H3510–86, H3100–86, H3300
М00к	–	–	–
М0к	–	–	–
М1к	–	–	–
М00б	С10100	–	–
М0б	С10300	–	–
М00	С10200	–	С1020
М0	–	–	–
М1	С11000	Е Cu57, E Cu58	С1100
М1р	С12000, С12900	SW–Cu	С1201
М1ф	С12200	SF–Cu	С1220
М2р	С12900	–	–
М3р	–	–	–
М2	С12500	–	–
М3	–	–	С1221

 

---

ЛАТУНИ

Латуни — это двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк (содержание не превышает 45 %). Среди медных сплавов латуни получили наибольшее распространение в промышленности благодаря сочетанию высоких механических и технологических свойств. По сравнению с медью латуни обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью, лучшими литейными свойствами, имеют более высокую температуру рекристаллизации. Латуни — наиболее дешевые медные сплавы.

Двойные (простые) латуни относятся к системе Cu—Zn (рис. 19.3). Медь с цинком образует кроме a -твердого раствора на основе меди ряд промежуточных фаз b , g и т. д.

Фаза b — это твердый раствор на основе электронного соединения CuZn (фаза Юм—Розери) с решеткой ОЦК. При охлаждении при температуре около 450 ° С b -фаза переходит в упорядоченное состояние (b ® b ¢ ), причем b ¢ -фаза в отличие от
b -фазы является более твердой и хрупкой.

Фаза g — твердый раствор на основе электрон-ного соединения Cu₅Zn₈ отличается очень высокой хрупкостью и ее присутствие в промышленных конструкционных сплавах исключается.

Механические свойства латуни определяются свойствами фаз. По мере увеличения содержания цинка в латунях их прочность возрастает (рис. 19.4). Максимум прочности достигается в двухфазной области (a  + b ) при содержании цинка около 45 %. При большем содержании цинка прочность резко уменьшается из-за высокой хрупкости b ¢ -фазы. Поэтому в промышленности применяют преимущественно a - и (a  + b )-латуни. Представляют интерес как основа сплавов с эффектом памяти формы b -латуни.

Все латуни, содержащие более 20 % Zn, склонны к коррозионному растрескиванию. Это растрескивание проявляется при хранении и эксплуатации изделий, в которых имеются остаточные растягивающие напряжения, во влажной атмосфере с небольшим количеством аммиака или сернистого газа. Установлена определенная связь между данным явлением и временем года, что объясняется закономерными изменениями состава атмосферы. В связи с этим это явление было названо «сезонным растрескиванием» («сезонная болезнь»). Другой формой коррозии латуни является обесцинкование, которое характерно для латуней с повышенным содержанием цинка (Л68, ЛС59-1 и др.). Высокомедистые латуни практически не подвергаются обесцинкованию. Для уменьшения обесцинкования в латуни вводят небольшое количество мышьяка (0,02–0,06 %).

Рис. 19.3. Диаграмма состояния системы Cu—Zn	Рис. 19.4. Влияние цинка на механические свойства латуни

 

В России принята буквенно-цифровая маркировка латуней, в которой буквы обозначают основные компоненты сплава, числа — их примерное содержание в процентах. Марка латуни начинается с буквы «Л». В двойных (простых) латунях число после буквы «Л» определяет среднее содержание меди. В марках многокомпонентных латуней после буквы «Л» указаны легирующие элементы, которым даны следующие обозначения: О — олово; А — алюминий; Н — никель; К — кремний; Ж — железо и т. д. Порядок букв и чисел в деформируемых и литейных латунях различен. В деформируемой латуни первое число после букв указывает среднее содержание меди, последующие числа, отделенные через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов. Например, латунь ЛА77-2 имеет следующий состав: 77 % Cu, 2 % Al, остальное Zn. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава указывается сразу после буквы, обозначающей его название; цинк обозначается буквой «Ц». Например, литейная латунь ЛЦ30А3 содержит 30 % Zn, 3 % AL, Cu — основа.

---

БРОНЗЫ

Бронзами называют медные сплавы, в которых основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка. В особую группу выделяют медноникелевые сплавы.

По химическому составу бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные, и в каждой из этих групп по технологии производства бронзы делятся на обрабатываемые давлением и литейные.

В марке обрабатываемых давлением оловянных (ГОСТ 5017–74) и безоловянных бронз (18175–78) после букв «Бр» стоят буквенные обозначения названий легирующих элементов в порядке убывания их концентрации, а в конце марки в той же последовательности указаны средние концентрации соотвествующих элементов (например, БрОЦС4-4-2,5). В марке литейных оловянных (ГОСТ 613–79) и безоловянных бронз (ГОСТ 493–79) после каждого обозначения легирующего элемента указано его содержание. Если составы литейной и деформируемой бронз перекрываются, то в конце марки литейной бронзы ставится буква «Л» (например, БрА9Ж3Л).

Свойства бронз определяются содержанием в них легирующих элементов. Для бронз, в которых легирующие элементы входят в основном в твердый раствор, характерно твердорастворное упрочнение. Дополнительно они могут быть упрочнены путем пластической деформации. Бронзы, содержащие бериллий, хром, цирконий и некоторые другие элементы с переменной растворимостью в твердом растворе, упрочняются путем закалки и последующего дисперсионного твердения. К классу термически упрочняемых сплавов относится также алюминиевая бронза БрАЖН10-4-4, в которой упрочнение при термообработке связано с мартенситным превращением.

Бронзы по сравнению с латунью обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они достаточно коррозионностойки в морской воде, в растворах большинства органических кислот, углекислых растворах.

---

НИКЕЛЬ И НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ

Никель

Никель — металл серебристо-белого цвета, кристаллизующийся в решетку ГЦК с параметром а = 0,352 нм (при 20 ° С) и полиморфных превращений не имеет. При температуре ниже 358 ° С (точка Кюри) никель является слабым ферромагнетиком. Никель — прочный, высокопластичный металл, отличающийся высокой коррозионной стойкостью, повышенной температурой плавления и высокой каталитической способностью. Это обусловило его широкое применение в металлургии, машиностроении, электронике, медицине и других отраслях техники.

Основные физико-механические свойства никеля приведены ниже.

Характеристики основных физико-механических свойств никеля

Плотность r , кг/м3	8900
Температура плавления Тпл, ° С	1455
Скрытая теплота плавления D Нпл, Дж/г	310
Теплопроводность l , Вт/ (м × град), при 20–100 ° С	4–92
Удельная теплоемкость Ср, Дж/ (г × град), при 20–100 ° С	0,44–0,47
Коэффициент линейного расширения a × 10–6, 1/ град–1, при 0–100 ° С	13,3
Удельное электросопротивление r × 108, Ом× м, при 20–100 ° С	8,7
Температурный коэффициент электросопро- тивления, град–1, при 20–100 ° С	4,7 × 10–3
Предел прочности s в, МПа	450
Относительное удлинение d , %	35–40
Твердость по Бринеллю НВ, МПа (в отожженном состоянии)	800–900
Модуль сдвига G × 10–3, МПа	73
Модуль упругости Е × 10–3, МПа	180–227
Температура рекристаллизации, ° С	640
Температура горячей деформации, ° С	1250–800
Температура литья, ° С	1500–1575
Температура отжига, ° С	750–900

Никель — остродефицитный металл. Его в больших количествах (около 80 %) используют для легирования сталей и медных сплавов, производства жаропрочных сплавов, материалов электровакуумной техники, никелирования, производства катализаторов. Металлургическая промышленность поставляет в виде катодов, слитков и гранул никель шести марок (ГОСТ 849–97), химический состав и назначение которых приведены в табл. 19.28.

Технически чистый никель производят в виде листов, полос, проволоки, труб, ленты и прутков для использования в приборо- и машиностроении. Такой никель называют полуфабрикатным и выпускают семи марок (ГОСТ 492–73) (табл. 19.29).

Анодный никель (используется для электроли-тических покрытий) изготавливают двух типов: непассивирующийся — марки НПАН и обыч-ный — марок НПА–1 и НПА–2. Аноды из НПАН растворяются при электролизе равномерно, без об-разования шлама и являются предпочтительными.

Механические и технологические свойства никеля зависят от содержания примесей, наиболее вредными из которых являются сера (особенно), висмут, сурьма, цинк и свинец. Сера практически не растворима в твердом никеле и образует сульфидную эвтектику, которая плавится при 645 ° С и вызывает горячеломкость. В никеле, подвергаемом горячей прокатке, допускается не более 0,015 % серы, 0,002 % свинца и 0,002 % висмута.

Никель хорошо поддается любым видам сварки, легко паяется мягкими и твердыми припоями.

Коррозионные свойства никеля высокие благодаря образованию на его поверхности тонкой и плотной защитной пленки. Никель весьма стоек в атмосфере, пресной и морской воде, растворах многих солей, щелочах. Сухие газы — галогены, оксиды азота, сернистый газ и аммиак — при комнатной температуре не вызывают коррозию никеля.

Никелевые сплавы

Стандартные никелевые сплавы можно условно разделить на четыре группы: низколегированные для электротехнических целей, термоэлектродные (хромель, копель), коррозионностойкие (монель–металл) и жаростойкие (нихром и ферронихром). Легирующими элементами в этих сплавах являются алюминий, кремний, марганец, хром, медь и железо. В данном случае будут рассмотрены только первые две группы (монель-металл будет рассмотрен ниже). Жаропрочные никелевые сплавы рассматривались в гл. 12.

Марки, химический состав и назначение никелевых сплавов приведены в табл. 19.30.

Никелевые сплавы при высоких температурах не стойки в серосодержащей атмосфере. При нагреве во время горячей и термической обработок нельзя пользоваться мазутом и другим топливом, содержащем более 0,5 % серы.

Никелевые сплавы хорошо свариваются и паяются. Горячую обработку давлением проводят при температурах 1100–850 ° С (НК0,2), 1200–900 ° С (НМц2,5, НМц5), 1250–1000 ° С (НМцАК2-2-1, НХ9,5). Применяется термическая обработка — отжиг, который проводят при температурах 800–900 ° С.

В машиностроении применяют стандартные полуфабрикаты в виде плоского и круглого проката.

Таблица 19.28

Марки, химический состав (%) и назначение никеля (ГОСТ 849–97)

Марка	Ni + Co	Co	Примеси, не более											Примерное назначение
			C	Mg	Al	Si	P	S	Mn	Fe	Cu	Zn	Другие
Н-0	99,99	0,005	0,005	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002	0,001	0,00005	0,0005 As; 0,0003 Cd; 0,0003 Sn; 0,0003 Sb; 0,0003 Pb; 0,0003 Bi	Для анодов, полуфабрикатов и никелевых сплавов высокой чистоты
Н-1у	99,95	0,10	0,01	0,001	–	0,002	0,001	0,001	–	0,01	0,015	0,001	0,001 As; 0,0005 Cd; 0,0005 Sn; 0,0005 Sb; 0,0005 Pb; 0,0005 Bi	Для высокопластичных высоколегированных никелевых сплавов и сталей
Н-1	99,93	0,10	0,01	0,001	–	0,002	0,001	0,001		0,02	0,02	0,001	0,001 As; 0,001 Cd; 0,001 Sn; 0,001 Sb; 0,001 Pb; 0,0006 Bi	Для анодов, никелевых сплавов и полуфабрикатов
Н-2	99,8	0,15	0,02	–	–	0,002	–	0,003	–	0,04	0,04	0,005	0,01 Pb	Для высокопластичных высоколегированных никелевых сплавов и сталей
Н-3	98,6	0,7	0,01	–	–	–	–	0,03	–	–	0,6	–	–	Для легирования сталей и твердых сплавов
Н-4	97,6	0,7	0,15	–	–	–	–	0,04	–	–	1,0	–	–

Примечание. Знак «–» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.

Таблица 19.29

Марки, химический состав (%) и назначение полуфабрикатного и анодного никеля

Марка	Ni + Co, не менее	Примеси, не более													Все изделия	Примерное назначение
		Fe	Si	Mg	Mn	Cu	Pb	S	С	P	Bi	As	Другие	Всего
Никель полуфабрикатный (ГОСТ 849–97)
НП1	99,9	0,04	0,03	0,01	0,002	0,015	0,001	0,001	0,01	0,001	0,001	0,001	0,001 Sb; 0,005 Zn; 0,001 Cd; 0,001 Sn	0,1	Проволока, прутки, ленты, листы, полосы	Для деталей специального назначения
НП2	99,5	0,10	0,15	0,10	0,05	0,10	0,002	0,005	0,10	0,002	0,002	0,002	0,002 Sb; 0,007 Zn; 0,002 Cd; 0,002 Sn	0,5		Для приборостроения и машиностроения
НП3	99,3	0,15	0,15	0,10	0,20	0,15	–	0,015	0,15	–	–	–	–	0,7
НП4	99,0	0,30	0,15	0,10	0,20	0,15	–	0,015	0,10	–	–	–	–	1,0
Никель анодный (ГОСТ 849–97)
НПАН	99,4	0,10	0,03	–	0,05	0,01–0,10	–	0,002–0,01	–	–	–	–	0,03–0,3 О2	0,6	Полосы, овальные стержни	Для электролитического покрытия
НПА1	99,7	0,10	0,03	0,10	0,10	0,1	–	0,005	0,02	–	–	–	–	0,3	Полосы, овальные стержни
НПА2	99,0	0,25	0,15	0,10	0,15	0,15	–	0,005	0,10	–	–	–	–	1,0

Примечание: Знак «–» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.

Таблица 19.30

Марки, химический состав (%) и применение никелевых сплавов (ГОСТ 492–73)

Наименование сплава	Марка	Легирующие компоненты					Вид изделия	Примерное назначение
		Al	Si	Mn	Cr	Ni + Co
Низколегированные для электротехнических целей
Никель кремнистый	НК0,2	–	0,15–0,25	–	–	99,4 (не менее)	Ленты, полосы	Для деталей электротехнических устройств и приборов
Никель марганцевый	НМц1*	–	–	0,5–1,0	–	98,5	Ленты, полосы	Сетки управления ртутных выпрямителей
Никель марганцевый	НМц2*	–	–	1,0–2,3	–	97,1	Ленты, полосы	Термически низконагруженные части электронных ламп повышенной прочности, держатели сеток и др.
Никель марганцевый	НМц2,5	–	–	2,3–3,3	–	Остальное	Проволока	Для свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей
Никель марганцевый	НМц5	–	–	4,6–5,4	–	Остальное	Проволока	Для свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей, для радиоламп
Термоэлектродные сплавы
Алюмель	НМцАК2-2-1	1,6–2,4	0,85–1,5	1,8–2,7	–	Остальное + 0,6–1,2 Co	Проволока	Для термопар
Хромель Т	НХ9,5	–	–	–	9,0–10,0	Остальное + 0,6–1,2 Co	Проволока	Для термопар
Хромель К	НХ9	–	–	–	8,5–10,0	Остальное + 0,4–1,2 Co	Проволока	Для компенсационных проводов
Хромель ТМ	НХМ9,5	–	0,1–0,6	–	9,0–10,0	Остальное	Проволока	Для термопар
Хромель КМ	НХМ9	–	0,1–0,6	–	8,5–10,0	Остальное	Проволока	Для компенсационных проводов

* Сплавы, применяемые в договорно-правовых отношениях по сотрудничеству.

Примечание.

1. Сплавы марок НХ9,5 и НХ9 в новых разработках применять не рекомендуется.

2. В таблице содержание примесей не указано.

---

МЕДНОНИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ

Сплавы меди с никелем отличаются хорошими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, технологичностью и особыми электрическими свойствами, что обусловливает широкое применение их в технике.

Медь образует с никелем непрерывные твердые растворы (рис. 19.10). Никель существенно упроч-няет медь, причем максимальную прочность и твердость имеют сплавы примерно эквиатомного состава (рис. 19.11). Важно отметить, что при этом характеристики пластичности и ударной вязкости практически не меняются. Никель повышает характеристики жаропрочности, модуль упругости и понижает температурный коэффициент электросопротивления меди.

По назначению медноникелевые сплавы делятся на две группы: конструкционные и электротехнические. К первой группе относятся высокопрочные и коррозионностойкие сплавы типа мельхиор, нейзильбер и куниаль, ко второй — константан, манганин и копель, обладающие высоким электрическим сопротивлением и определенными термоэлектрическими свойствами (табл. 19.31).

Рис. 19.10. Диаграмма состояния Cu—Ni	Рис. 19.11. Влияние никеля на механические свойства медноникелевых сплавов

Таблица 19.31

Химический состав (%) и назначение деформируемых медноникелевых сплавов
(ГОСТ 492–73, ГОСТ 5063–73, ГОСТ 5187–70, ГОСТ 5220–78, ГОСТ 17217–79, ГОСТ 10155–75)

Марка	Легирующие элементы						Полуфабрикаты и области применения
	Ni + Co	Al	Fe	Mn	Zn	Cu
Двойные медноникелевые сплавы
МН95-5	4,4–5,0	–	–	–	–	Остальное	Прутки, трубы различного диаметра, листы. Детали для электротехники и приборостроения
МН19 (мельхиор)	18,0–20,0	–	–	–	–	Остальное	Листы, ленты, прутки, проволока, применяют для изготовления монет; плакированный материал для медицинского инструмента, сетки, детали точной механики и химической промышленности, ширпотреб
МН25	24,0–26,0	–	–	–	–	Остальное	Листы, ленты, прутки, полосы, трубы, для изготовления монет, декоративные изделия
Сплавы системы Cu—Ni—Al (куниали)
МНА6-1,5 (куниаль Б)	5,50–6,50	1,2–1,8	–	–	–	Остальное	Полосы для пружин и других изделий в электротехнической промышленности
МНА13-3 (куниаль А)	12,0–15,0	2,3–3,0	–	–	–	Остальное	Прутки для изделий повышенной прочности в машиностроении
Сплавы системы Cu—Ni—Zn и Cu—Ni—Zn—Pb (нейзильберы)
МНЦ15-20	13,5–15,0	–	–	–	18,0–22,0	Остальное	Полосы, ленты, трубы, прутки, проволока; для приборов точной механики, медицинского инструмента, сантехники, столовые приборы, для электротехнических целей и  др.
МНЦ12-24	11,0–13,0	–	–	–	Остальное	62,0–66,0	Листы, ленты, прутки, полосы, трубы, профили; горячепрессованные детали
МНЦ18-27	17,0–19,0	–	–	–	Остальное	53,0–56,0
МНЦ18-20	17,0–19,0	–	–	–	Остальное	60,0–64,0	Листы, ленты, прутки, полосы, проволока, пружины реле, столовые при-боры, художественные изделия, детали, получаемые глубокой вытяжкой
МНЦС16-29-1,8	15,0–16,5	–	–	1,6–2,0 Pb	Остальное	51,0–55,0	Полосы, для деталей часовой промышленности
Сплавы системы Cu—Ni—Fe—Mn (мельхиоры)
МНЖ5-1	5,0–6,5	–	1,0–1,4	0,3–0,8	–	Остальное	Листы, трубы, прутки. Трубопроводы, детали для электротехники и приборостроения
МНЖМц10-1-1	9,0–11,0	–	1,0–2,0	0,3–1,0	–	Остальное	Конденсаторные трубы, трубные доски, доски кондиционеров в приборостроении
МНЖМц30-1-1 (мельхиор)	29,0–33,0	–	0,5–1,0	0,5–1,0	–	Остальное	Трубы конденсаторов для морских судов, плиты и пластины теплообменников с масляным охлаждением, опреснители для получения питьевой воды из морской;  аппаратостроение, кондиционеры, трубы термостатов
НМЖМц28-2,5-1,5 (монель-металл)	Ост.	–	2,0–3,0	1,2–1,8	–	27,0–29,0	Для антикоррозионных деталей в химической промышленности и судостроении
Сплавы системы Cu—Ni—Mn
МНМц43-0,5 (копель)	42,5–44,0	–	–	0,1–1,0	–	Остальное	Проволока для термопар и компенсационных проводов; применяется в радиотехнических и др. приборах, при температурах  £ 600 °С
МНМц40-1,5 (константан)	39,0–41,0	–	–	1,0–2,0	–	Остальное	Проволока, прутки, лента, для изготовления реостатов, термопар, нагревательных приборов с рабочей температурой  £ 500 °С
МНМц3-12 (манганин)	2,50–3,50	–	–	11,5–13,5	–	Остальное	Проволока, резисторный материал с малым  температурным коэффициентом электросопротивления; для приборов электросопротивления с рабочей температурой  £ 100 °С, а также для точных измерительных приборов
МНМцАЖ3- -12-0,3-0,3 (манганин)	2,5–3,5	0,2–0,4	0,2–0,5	11,5–13,5	–	Остальное

Примечание. В таблице не указаны примеси и их сумма.