Мед и медни сплави – технически приложения
Химичният елемент мед е мек и ковък метал с червеникаво-оранжев цвят (когато е в неокислено състояние), който при излагане на атмосферно влияние се покрива със слой зеленикава патина. Тя има три забележителни особености, които я правят един от най-предпочитаните за техническо приложение материали.
Медта има стенноцентрирана кубична кристална решетка, което е основната причина за отличната ѝ обработваемост. Медта може да бъде обработена до необходимата форма и размери по всеки от обичайните производствени процеси. На студено техническата мед може да бъде валцувана, щампована, изтегляна и изправяна, при повишени температури се валцува, екструдира и кове.
Три забележителни свойства на техническата мед и нейните сплави
Техническата мед е ковък и пластичен метал
Медните сплави лесно се щамповат и оформят в детайли.
Повечето страни в света имползват медните сплави за сечене на монети. Съществуват леярски сплави за всички групи мед и медни сплави. Медните сплави може да бъдат полирани, текстурирани и плакирани или покривани, за да се осигури голямо разнообразие от функцинални или декоративни повърхности. От мед и медни сплави се изработват медни крепежни елементи, пружини, малки зъбни колела, гърбици и др. Медта е относително мек материал и лесно се обработва не само механизирано, но и с ръчни инструменти.
Якостта ѝ е задоволителна – якостта на опън на отгрята мед при стайна температура надвишава 200 МРа, относителното ѝ удължение е около 50% – показател за висока пластичност. При студена пластична деформация е възможно якостта на опън да бъде повишена до 400 ÷ 500 МРа, с цената на съответната загуба на пластичност. Любопитен факт е, че медта запазва механичните си характеристики до сравнително ниски температури – при нея преходът от жилаво към крехко състояние е при около -253°С, като по този показател превъзхожда почти всички стомани.
Устойчивост срещу корозия
Второто забележително качество на медта е нейната способност да се съпротивлява срещу корозия. Чистата мед има отлична устойчивост срещу повечето корозионни среди и поради тази причина медта и нейните сплави се използват широко за изработка на тръби, кранове и фитинги в системи, пренасящи питейна вода, технологична вода и други водосъдържащи флуиди.
Отлична топло- и електропроводимост
Третото много важно качество на медта и нейните сплави е може би най-важното от гледна точка на практическото им използване. При стайна температура медта има топло- и електропроводимост, които я класират на второ място от всички чисти метали. Отстъпвайки с малко на среброто, тя има топло- и електропроводимост около 1,5 пъти по-големи от тези на алуминия.
На практика медта е най-широко използвания метал за изделия, където се търсят добра топло- и електропроводимост. От мед и медни сплави се изработват както кабели, проводници и електрически контакти, така и автомобилни радиатори, топлообменници, домашни нагревателни системи, панели за абсорбиране на слънчева енергия и др.
Важна особеност е, че легирането (т.е. добавянето на примеси) неизменно намалява електропроводността и в по-малка степен топлопроводността. Степента на намаляване, дължаща се на легирането, не зависи от проводимостта или някакво друго свойство на легиращия елемент. Тя се дължи само на ефекта, който отделните разтворени атоми оказват върху медната решетка. По тази причина, медните материали и сплавите с високо съдържание на мед се предпочитат пред медните сплави, съдържащи повече от няколко процента легиращи елементи, когато за приложението се изисква висока топло- и електропроводимост.
Приложение на медни сплави и чиста мед в промишлеността
В съвременното строителство медта намира приложение както в условно чист вид, така и под формата на ралични сплави. Най-важните легиращи елементи, посредством които се образуват медните сплави, са: алуминий, никел, силиций, калай и цинк. Нека посочим основните медни сплави, използвани в строителството и индустрията.
- Чиста мед – използват се различни видове, като при всички процентното съдържание на мед надхвърля 99,9%, напр. катодна (електролитна) мед, кислородна мед, безкислородна мед и др.
- Сплави с високо съдържание на мед – съдържат до около 0,04% различни онечиствания – кислород, арсен, антимон, бисмут и олово. Тук спадат електротехническата мед, кислородна мед, безкислородна мед и др.
- Месинг (Cu – Zn) – легиращият елемент е цинк, използват се месинги със съдържание на цинк до около 50%
- Бронз (Cu – Sn) – биват фосфорен бронз (легиращ елемент калай – около 9 атомни процента), алуминиев бронз (легиращ елемент алуминий – около 19 атомни процента) и силициев бронз (легиращ елемент силиций – около 8 атомни процента)
- Медно – никелови сплави (Cu – Ni) – съдържанието на никел варира в широки граници
- Медно – никел-цинкови сплави (Cu – Ni – Zn)
- Медно – оловни сплави (Ci – Pb)
В заключение на направения кратък обзор нека обобщим, че независимо от сравнително високата им цена, поради уникалната едновременна комбинация от характеристики, които притежават. Това са най-вече много високата топлопроводимост, електропроводимост и корозионна устойчивост. Медта и медните сплави са едни от най-предпочитаните и най-често използваните в съвременното строителство метали.
