Рассмотрим основные физические свойства меди.

Плотность меди, удельный вес меди и другие характеристики меди Плотность меди - 8,93*103кг/м3; Удельный вес меди - 8,93 г/cм3; Удельная теплоемкость меди при 20oC - 0,094 кал/град; Температура плавления меди - 1083oC ; Удельная теплота плавления меди - 42 кал/г; Температура кипения меди - 2600oC (2877 0 C); Коэффициент линейного расширения меди (при температуре около 20oC) - 16,7 *106(1/град); Коэффициент теплопроводности меди - 335ккал/м*час*град; Удельное сопротивление меди при 20oC - 0,0167 Ом*мм2/м.

Основные физические и механические свойства меди: Атомная масса 63 Плотность при 20°С, г/см3 8, 96 Температура, °С: плавления 1083 кипения 2600 Удельная теплоёмкость, ккал/г 0,092 Теплопроводность кал/ (см. сек. град) 0,941 Скрытая теплота плавления, кал/г 43, 3 Коэффициент линейного расширения, 1/град 0,000017 Удельное электросопротивление, Ом. мм2/м 0,0178 Временное сопротивление меди, кг,/мм2: деформированной 40 - 50 отожжённой 20 - 24 Предел текучести меди, кг/мм2 , при температуре, °С: 20°С - 7 200°С - 5 400°С - 1,4 Относительное удлинение меди, % деформированной 4 - 6 отожжённой 40 - 50 Предел упругости меди, кг/мм2: деформированной 30 отожжённой 7 Модуль упругости, кг/мм2 13200 Модуль сдвига, кг/мм2 4240 Предел усталости меди при переменно-изгибающих напряжениях на базе 108 циклов, кг/мм2: деформированной 11 отожжённой 6,7 Твёрдость НВ меди, кг/мм2: деформированной 90 - 120 отожжённой 35 - 40

Металлы подгруппы меди обладают, по сравнению с щелочными металлами, обладают большей твердостью. Объясняется это увеличением электронной плотностью и более плотной компоновкой атомов в кристаллической решетке. Необходимо отметить, что твердость и прочность металлов зависят от правильности расположения ион-атомов в кристаллической решетке. В металлах, с которыми мы практически сталкиваемся, имеются различного рода нарушения правильного расположения ион-атомов, например, пустоты в узлах кристаллической решетки. К тому же металл состоит из мелких кристалликов (кристаллитов), между которыми связь ослаблена. Структура материала допускает значительное усложнение посредством образования более длинных кристаллов. Этим увеличивается общая структура с образованием нечто подобного «арматуре» железобетона.

Техническая медь имеет низкую прочность и износоустойчивость, плохие литейные и антифрикционные свойства. Этих недостатков лишены сплавы на медной основе - латуни и бронзы. Правда эти улучшения достигаются за счет ухудшения тепло- и электропроводности. Имеются особые случаи, когда нужно сохранить высокую электро- или теплопроводность меди, но придать ей жаропрочность или износоустойчивость. При нагревании меди выше температуры рекристаллизации происходит резкое снижение предела текучести и твердости. Это затрудняет использование меди в электродах для контакной сварки. Поэтому, для этой цели используют специальные медные сплавы с хромом, цирконием, никелем, кадмием (БрХ, БрХЦр, БрКН, БрКд). Электродные сплавы сохраняют относительно высокую твердость и удовлетворительную электро- и теплопроводность при температурах сварочного процесса (порядка 600С). Жаропрочность достигается также легированием серебром. Такие сплавы (МС) имеют меньшую ползучесть при неизменной электро- и теплопроводности. Для использования в подвижных контактах (коллекторные пластины, контактный провод) применяют медь с небольшим уровнем легирования магнием или кадмием БрКд, БрМг. Они имеют повышенную износоустойчивость при высокой электропроводности. Для кристаллизаторов используют медь с добавками железа или олова. Такие сплавы имеют высокую теплопроводность при повышенной износоустойчивости. Низколегированные марки меди по сути являются бронзами, но часто их относят к группе медного проката с соответствующей маркировкой.

Медь - один из самых первых металлов, которые освоил человек. В природе она встречается в качестве самородков, имеющих крупные размеры. С незапамятных времен ее использовали как сплав с оловом, называемый бронзой, для изготовления оружия, предметов домашней утвари и украшений. Такое активное применение металла объясняется простотой обработки.

Физические и механические свойства меди

Медь - это металл красно-розового цвета с золотистым отливом, занимающий в таблице химических элементов 29-е место и имеющий плотность 8,93 кг/м 3 . Удельный вес меди составляет 8,93 г/см 3 , температура кипения - 2657, а плавления - 1083 градусов по Цельсию.

Этот металл имеет высокую пластичность, мягкость и тягучесть. Располагая высокой вязкостью, он отлично куется. Медь относится к достаточно тяжелым и прочным металлам. В чистом виде она хорошо проводит тепло и электричество (уступает только серебру).

Химические свойства металла

Химические характеристики, как и механические, магнитные и физические свойства, такие как пластичность, вязкость, удельный вес меди, имеют актуальное значение. Металл обладает малой химической активностью. При небольшой влажности и нормальной температуре у нее высокая коррозийная устойчивость. При нагревании окисляется, образуя оксиды. Во влажной среде, содержащей углекислый газ, медная поверхность покрывается зеленоватой пленкой, содержащей оксид и карбонат металла. Медь вступает в реакцию с галогенами, образуя соли, при комнатной температуре. Легко взаимодействует с серой и селеном. Прекрасно растворяется в азотной и подогретой концентрированной серной кислоте. Без доступа кислорода с разбавленной серной и соляной кислотой не реагирует.

Плотность меди

Значение этой величины, содержащееся в специальной таблице, составляет 8,93*10 3 кг/м3. Удельный вес меди - не менее важная величина, характеризующая металл. Он составляет, как уже было сказано 8,93 г/см 3 .

Получается, что значение величин параметров плотности и удельного веса для данного металла совпадают, что не характерно для других материалов. От зависит вес изделия, изготовленного из него. Для расчетов массы будущей детали обычно пользуются удельным весом, а не плотностью.

Удельный вес металла

Эта величина, как и плотность, является важным показателем различных материалов, который определяют по имеющимся таблицам. По величине удельного веса меди и ее сплавов можно выгодно подобрать соответствующие металлы для изготовления изделия с заданными параметрами. Такие расчеты обычно проводят на стадии проектирования. Удельный вес как физическая величина вычисляется отношением веса вещества к его объему. Не следует путать эту величину с плотностью, как массу с весом. Зная удельный вес меди или сплава, всегда можно вычислить массу изделия из данного материала.

Основные медные сплавы, используемые в промышленности

По технологическому процессу изготовления медные сплавы делятся на литейные и деформируемые, а в зависимости от химического состава - на бронзы и латуни. В последней основой является медь и цинк, могут быть добавлены и другие элементы. Бронзы - это сплав меди (удельный вес 8,93 г/см 3) с другими металлами. Выбор легирующего компонента зависит от конкретного использования изделия.

• Оловянная бронза. При производстве применяют закалку и старение для увеличения пластичности и прочности.
• Алюминиевая бронза. Обладает антикоррозийными свойствами, отлично деформируется.
• Свинцовый сплав. Имеет превосходные антифрикционные свойства.
• Латунь. Может состоять из двух или нескольких компонентов.
• Медно-никелевый сплав, содержащий цинк. По свойствам и внешнему виду напоминает мельхиор.
• Сплав меди с железом. Основное его отличие - высокая пористость.

Удельный вес электротехнической меди

Такой она получается после очистки от примесей. Самое малое содержание каких-либо металлов в ней значительно снижает ее электропроводность. Так, например, содержание 0,02 % алюминия понижает проводимость до 10 %, несмотря на то, что этот металл неплохо проводит электрический ток. Самыми важными характеристиками материала являются:

• удельный вес меди;
• сопротивление электрическое;
• температура плавления.

Для нужд электротехники используют технически чистый металл, который содержит от 0,02 до 0,04 % кислорода, а изделия с высокой проводимостью тока изготавливают из особой, бескислородной меди. Для электротехнических изделий (обмотки трансформаторной, провода, кабельной жилы, шин электротехнических) используют разные сорта металла.

Применение меди и ее сплавов в народном хозяйстве

Высокая прочность, удельный вес меди, отличная электропроводность, хорошая механическая обрабатываемость - все это позволяет использовать ее во многих сферах производства:

• Строительная - прекрасно совмещается с кирпичом, деревом, стеклом, камнем. Имеет длительный срок службы, не боится коррозии.
• Электротехническая - провода, кабели, электроды, шины.
• Химическая - изготавливают детали для аппаратуры и инструменты.
• Металлургическая - производство сплавов. Самый востребованный - латунь. Она тверже меди, хорошо куется, обладает вязкостью. Из нее штампуют различные формы и прокатывают в тонкие листы.
• Художественная - медные чеканки, бронзовые статуи.
• Бытовая - использование для изготовления посуды, труб.

Медные руды

В природных условиях медь чаще всего встречается в соединениях, но попадается и в виде самородков. К минералам, которые являются основными ее источниками, относятся:

• Куприт - минерал оксидной группы.
• Малахит - известен как поделочный камень, содержит карбонат меди. Российский малахит - углекислая медная зелень пользуется большой популярностью.
• Азурит - синего цвета минерал, часто сращивается с малахитом, обладает высокой твердостью.
• Медный колчедан и медный блеск - содержат сульфид меди.
• Ковеллин - относится к сульфидным породам, первоначально был обнаружен около Везувия.

Медные руды добывают, в основном, открытым способом. В них может содержаться 0,4-1,0 % меди. По ее производству мировым лидером является Чили, дальше следуют Соединенные Штаты Америки, Россия, Канада, Казахстан.

Лист латунный

Лист латунный

Латунь - сплав меди и цинка, который может быть легирован другими химическими элементами. Двухкомпонентная латунь маркируется буквой Л и цифрой, указывающей на процентное содержание меди. Многокомпонентный состав помечается буквой Л, а также буквами и цифрами, определяющими вид и количество легирующих добавок. Материал отличается высокой коррозийной стойкостью, хорошей теплопроводностью и пластичностью. Листовая латунь применяется в строительстве, машино- и приборостроении, электроэнергетике и химической промышленности.

ГОСТ 2208-2007: разновидности латунного листа

Производство латунных листов регламентируется ГОСТ 2208-2007, действующим на территории РФ с 1 июля 2008 года (устаревшие версии - ГОСТ 2208-91 и ГОСТ 931-90).

Материал может быть:

• Холоднокатаным . Изготавливается из сплавов марки Л68, Л90, Л85, реже - Л63.
• Горячекатаным . Изготавливается из сплавов марки Л63, ЛС59-1, ЛМц58-2 и ЛО62-1.

Возможен выпуск листов из латуней других марок (состав регламентирован в ГОСТ 15527). В таких случаях механические свойства и содержание химических примесей оговариваются с заказчиком индивидуально.

Для маркировки изделий используются следующие обозначения:

Классификация	Тип, группа	Литера, индекс
Сечение	Прямоугольное	ПР
Производственный метод	Горячий прокат	Г
	Холодный прокат	Д
Точность	Нормальная	Н
	Повышенная	П
	Повышенная по ширине, нормальная по толщине	К
	Нормальная по ширине, повышенная по толщине	И
Длина	Немерная	НД
Состояние	Твердое	Т
	Мягкое	М
	Полутвердое	П
	Пружинно-твердое	Ж
	Особо твердое	О
Дополнительные характеристики	Глубина выдавливания - нормированная	ГВ
	Антимагнитные свойства	АМ
	Допуск по ширине «+», по толщине «±»	ЕН
	Допуск по ширине «−», по толщине «±». Точность - нормальная	ЕШ
	Допуск по ширине «−», по толщине «±». Точность - повышенная	ЕГ
	Подходит для использования в пищевой промышленности	ПЩ
	Требования к прочности регламентированы по Бриннелю	HB
	Требования к прочности регламентированы по Виккерсу	HV
	Регламентированы требования к растяжению	Р

* Отсутствующие данные заменяются литерой Х.

Стандартная маркировка выглядит следующим образом:

Лист холоднокатаный, повышенной точности по толщине и нормальной точности по ширине, твердый, толщиной 1,00 мм, шириной 200 мм, из латуни марки Л63, антимагнитный:

Лист ДПРИТ 1.00×200×2000 Л63 АМ ГОСТ 2208-2007

Лист горячекатаный толщиной 7,00 мм, шириной 1500 мм, длиной 3000 мм, из латуни марки Л63:

Лист ГПРХХ 7.00×1500×3000 Л63 ГОСТ 2208-2007

На поверхности холодно- и горячекатаных латунных листов допускаются небольшие потемнения, следы окалины и смазки, шероховатости и малозаметные сетчатые отпечатки валков, если отклонения по толщине остаются в рамках нормы. Прокат толщиной до 6 мм должен быть ровно обрезан по кромке - без заусенцев и помятостей. Возможна небольшая волнистость.

Вес латунного листа: самостоятельный расчет и табличные значения ГОСТ 2208-2007

Для расчета теоретической массы латунного металлопроката необходимо умножить удельный вес сплава (табличная величина, г/см³) на длину изделия (в метрах), а затем на его ширину (в метрах) и толщину (в миллиметрах).

Удельный вес латуней

Например, вес листа марки Л70 длиной 2 м, шириной 1 м и толщиной 12 мм составит: 8,61×(2×1×12)=206,64 кг.

В ГОСТ 2208-2007 приведена теоретическая масса «квадрата» металла, привязанная к толщине листа и марке сплава. При вычислении веса плотность латуней Л85, Л80 и Л90 считается равной 8,7 г/см³, для остальных марок этот показатель усреднен до 8,5 г/см³.

Типовые размеры латунных листов

Технология изготовления напрямую влияет на габаритные размеры латунных листов. Для холоднокатаных изделий ГОСТ 2208-2007 устанавливает следующие нормы:

• Толщина варьируется от 0,2 до 12 мм. Предельные отклонения составляют 0,02-0,7 мм. По согласованию с покупателем допускаются симметричные отклонения от ±0,018 до ±0,32 мм.
• Ширина варьируется от 100 до 1000 мм. Допускаются минусовые отклонения в рамках 3-10 мм, плюсовые - в пределах 2-10 мм (только с одобрения заказчика).
• Длина варьируется от 500 до 2000 мм. При толщине до 3 мм разрешается плюсовая погрешность до 10 мм, при толщине от 3 мм допуск составляет плюс 15 мм. Минусовые отклонения составляют 10-20 мм (по согласованию).

Аналогичный стандарт составлен и для горячего проката:

• Толщина - 3 до 25 мм. Предельные отклонения варьируются от 0,4 до 2 мм, симметричные - от ±0,25 до ±1,5 мм.
• Минимальная ширина - 100 мм, максимальная - 3000 мм. Предел отклонения - минус 10-25 мм. Возможно изготовление листов без обрезки по ширине, в этом случае максимальные плюсовые отклонения ограничены 75 мм с каждой стороны.
• Длина составляет от 1000 до 6000 мм. Максимально возможный допуск - плюс 30 мм. При изготовлении листов нестандартной длины отклонения согласуются индивидуально.

ГОСТ 2208-2007 допускает производство плит без нарезки. В таких случаях покупателю передаются заготовки, размеченные по размерам. Плюсовое отклонение по ширине может доходить до 75 мм в каждую сторону, по длине - до 150 мм.

Продукция отгружается партиями одного вида, размера, состояния материала, точности и метода изготовления. В документе о качестве указывается страна-изготовитель, товарный знак/наименование/юридический адрес компании, условное обозначение по ГОСТ 2208-2007, масса нетто и номер партии, данные испытаний (опционально).

Наиболее типичный вариант выбора меди:

• Фактура поверхности и производитель
• Состояние
• Толщина листа
• Ширина листа

Как правило на начальном этапе архитектор и заказчик выбирают внешний вид медной кровли - фактуру поверхности, от этого параметра зависит и выбор производителя. Образование патины в разной местности различно, это обусловлено разностью химической реакции (воздействия окружающей среды на медную поверхность), поэтому наблюдается отличие внешнего вида медных поверхностей. Поэтому каждый производитель приближает свою продукцию к естественной для данного региона (страны). Помимо этого существуют технологические и качественные отличия, которые необходимо обязательно учитывать. Данный этап один из самых важных при выборе меди, особенно при выборе меди для фасада.

Ширина, толщина и твердость меди принимается в зависимости от условий, описанных ниже в соответствующих разделах.

Фактура поверхности

Ширина Листа

Ширины листов медных листов для изготовления кровельных картин или фасадных кассет находятся в пределах 500 - 1250 мм. При необходимости возможно создать более узкие картины до 50 мм толщиной, но увеличение ширины более 1250 мм во многих случаях нецелесообразно и требует нестандартных подходов в решении подобной задачи.

Наиболее распространенные ширины медно ленты, чаще всего применяемой в России - 600 и 670 мм. Это вызвано наиболее распространенными стандартами ширин в прошлом, и как следствие технологическими настройками оборудования под данные параметры медного листа.

Толщина листа

Стандартные толщины листов кровельной меди для изготовления рядовых картин находятся в пределах 0,6 - 1 мм.

Теоретическая масса 1 м2 медного листа

Вес 1 м2 медного листа можно вычислить по формуле

Вес (кг) = толщина листа (мм) х плотность меди (г/см3), где плотность меди Ро - постоянная величина = 8,9 г/см3

Вес листа меди толщиной 2 мм = 2 х 8,9 = 17,8 кг. Толщина медного листа должна выбираться в зависимости от конструктивных особенностей. Особенно это важно при изготовлении кассет с размерами более 1000 мм, в таких случаях необходимо прибегать к помощи проектировщиков, так как без специальных знаний выбор толщины при таких размерах чреват неудачными последствиями - возможно образование недопустимых деформаций, разрывов меди или чрезмерная масса кассет из-за большой толщины. Если отсутствуют какие-либо конструктивные особенности толщину меди можно выбрать исходя из интенсивности коррозии для конкретной местности, при расчете не принимать слой меди менее 0,3 мм (т.е. не считать, что медь будет служить до слоя в 0 мм).

Интенсивность коррозии зависит о степени воздействия окружающей среды на медь и при воздействии химических элементов таких как кислоты может увеличиваться на порядки.

Наиболее распространенные толщины медных листов, чаще всего применяемых в России - 0,6 мм. Использование больших толщин целесообразно для особо ответственных узлов и объектов со сроком служ- бы более 100 лет. В большей степени использование меди 0,8 мм и более связанно с традиционной приверженностью, так как более ранние технологии производства не обеспечивали необходимые свойства меди при меньших толщинах в связи с чем применяли медь большей толщины, как правило 1 мм.

При максимальном пределе нормальной городской коррозии меди 2,2 мк (микрона 0,000001 м) в год. Теоретический срок службы медного листа толщиной 0,6 мм до слоя 0,3 мм равен 136 лет.

Состояние (физико-химические свойства)

В России для устройства медной кровли применяют листы медные ГОСТ 495 и ленты медные ГОСТ 1173 из меди марок М1р, М1ф, Cu-DHP, CuZn0,5. Поверхность лент должна быть чистой, края должны быть ровно обрезаны, без заусенцев. Серповидность лент не должна превышать 3 мм на 1 м длины.

В более ранних руководящих документах допускалось использовать в качестве кровельного покрытия медь марки М2р, М3р, М2 и М3, что в настоящее время не рекомендуется в связи с наличием более совершенных материалов аналогичной стоимости.

Марки М1р, М1ф - марки меди Российского производства

Марка	Массовая доля элементов, %													Способ получения
	Cu	Cu+ Ag не менее	Примесей, не более
			Bi	Fe	Ni	Zn	Sn	Sb	As	Pb	S	O2	P	Переплавка катодов и лома меди с раскислением фосфором
	не менее
М1р	99.96	99.9	0.001	0.005	0.002	0.005	0.002	0.002	0.002	0.005	0.005	0.01	0.012
М1ф			0.001	0.005	0.002	0.005	0.002	0.002	0.002	0.005	0.005	нет	0.04

Марка М1р содержит незначительное содержание кислорода и практически не уступает по своим характеристикам марке меди М1ф.

Марка М1ф в последнее время наиболее часто применяется в качестве кровельного покрытия. Отсутствие кислорода (O2)и повышенное содержания фосфора (P) приводят к наилучшим характеристикам кровельной меди. Кислород способствует хрупкости и ломкости, в М1Ф его нет. Повышенное содержание фосфора свидетельствует о т.н. реакции «раскисления», которая предназначена для того, чтобы связать кислород и сделать медь не восприимчивой к водородной хрупкости, в связи с чем данная марка отечественной меди практически полный аналог европейской меди Cu-DHP.

В Европей для кровель и фасадов применяют в основном применяют медь марки Cu-DHP, CuZn0,5 и их производные. Cu-DHP в соответствии со стандартом EN 1172 (Европейский стандарт листовых материалов и полос для строительных целей) - раскисленная фосфористая медь для кровель и фасадов.

Предназначение:

• М1ф, Cu-DHP - для всех видов работ и изделий;
• М1р - для всех видов работ и изделий без использования пайки;
• CuZn0,5 - для водостоков, желобов и иных вспомогательных изделий, в процессе соединения которых не используется нагрев.
• М2р - допускается использовать данную марку без использования закаточных машин, сварки и (или) пайки.

Выбор твердости меди осуществляется в зависимости от конкретной архитектурной задачи.

• R220 (H040) - медь мягкой твердости R220 (H040) применяется в качестве кровельного и фасадного материала традиционным способом формования и обработки, а также для отделки фасадов и фальцевания. В некоторых источниках медь Cu-DHP (R220, H040) именуется «отоженная».
• R240 (H065) - медь средней твердости (полутвердая) R240 (H065) целесообразно применять в качестве доборных элементов, планок, молдингов, полосовых кровельных покрытий не подразумевающих фальце прокат, пластин, медной черепицы.
• R290 (H090) - медь твердая целесообразно применять для производства кассет и профильтрованных листов.

где, R, H/мм2 - минимальный предел прочности при растяжении. H - твердость по Виккерсу HV

Марки меди	Состояние твердости	Временное сопротивление растяжению, МПа	Относительное удлинение, %, не менее	Справочные материалы
				Твердость по Виккерсу	Тепловое линейное расширение при температуре от 20°С до 100 °С, мм/м
М1ф, Cu- DHP	Мягкое (R220)	220-260	33	-	1.7
	Полутвердое (R240)	240-300	8	-
	Твердое (R290)	Не менее 290	3	-
CuZn0,5	Н040		-	40-65
	Н065		-	65-95
	Н090		-	Не менее 90

Если у Вас возникнут трудности с выбором меди, появятся вопросы или пожелания по вышеизложенной теме, Вы можете обратиться к автору статьи по e-mail: в теме желательно указать название статьи. Вы также можете воспользоваться формой обратной связи или обратиться к нам через наши аккаунты (странички) в Социальных сетях, указанных в разделе Контакты настоящего сайта.

При использования данных материалов ссылка на источник обязательна

Медный лист изготавливается из меди марок M1, М1Р, М2, М2Р, М3, М3Р, что подтверждается требованиями ГОСТ 495-92. Химический состав марок меди должен соответствовать ГОСТ 859.

Среди широкого многообразия подобной продукции, которая выпускается многими предприятиями, покупателю нужно выбрать модель, которая полностью подходит для поставленных целей. При этом , так и показатели его прочности, неодинаковы. Каждый сплав металла демонстрирует свои характеристики, которые определяют срок его службы и область применения.

Определение размера и веса медного листа

Вопрос, сколько весит медный лист , достаточно актуальный, поскольку от него во многом зависит не только удобство транспортировки, но и направление его последующего использования. Медный лист выпускается в рамках требований ГОСТ, где четко прописано, какой вес должно иметь изделие того или иного размера. При выполнении индивидуального заказа размер медных листов может быть и нестандартным. Все зависит от свойств, которые необходимы заказчику, а также места использования готового изделия. В таком случае завод-изготовитель может уклониться и от стандартов в плане веса. Он прямо пропорционально изменится, если размер листа будет иметь нестандартные параметры.

Медные листы изготавливаются двумя основными способами: горячекатаным и холоднокатаным. От метода производства напрямую зависит и диапазон толщины листов. Изделия, полученные методом холодного проката, будут иметь толщину от 0,4 до 12 мм. При методе горячего проката достигается толщина от 3 до 25 мм.

Покупка медных листов нужного размера

Компания «Метромет» предлагает своим клиентам большой выбор металлопроката самого разного предназначения, толщины и размеров. Мы реализуем только качественную продукцию, включая медные листы различных размеров и толщины, от известных отечественных и иностранных производителей. Цена устанавливается за килограмм проката.

Если у вас остались вопросы, вы можете связаться с нами по телефону, заказать обратный звонок или написать нам на электронную почту. Мы всегда рады помочь каждому клиенту.