Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Медный круг МН-20: технические характеристики и применение
Медный круг МН-20 — это горячедеформированный или холоднодеформированный пруток круглого сечения из медно-никелевого сплава, легированного марганцем. Сплав МН-20 (аналог CuNi20MnFe, маркировка по ГОСТ 492-73) относится к группе конструкционных медно-никелевых материалов с повышенным электрическим сопротивлением и стабильными упругими свойствами. Круг МН-20 востребован в электротехнике, приборостроении и судостроении благодаря сочетанию коррозионной стойкости в морской воде и стабильности механических характеристик в интервале температур от –253 до +400 C.
Химический состав и структура
Основу сплава МН-20 составляет медь (основа) с содержанием никеля 19–21 % и марганца 0,5–1,0 %. Железо присутствует в количестве до 0,5 %, кремний — до 0,15 %. Микролегирование марганцем обеспечивает раскисление расплава и формирование мелкозернистой однофазной структуры -твёрдого раствора. Такая структура гарантирует отсутствие хрупких интерметаллидных выделений по границам зёрен и стабильность пластических свойств при многократных циклах нагружения.
Механические свойства круга МН-20 в состоянии поставки (мягкое, полутвёрдое или твёрдое) регламентируются ГОСТ 492-73. Предел прочности при растяжении для мягкого состояния составляет 300–350 МПа, для твёрдого — до 450 МПа. Относительное удлинение достигает 30 % в отожжённом состоянии и снижается до 5 % после значительной холодной деформации. Твёрдость по Бринеллю варьируется в пределах 70–130 HB в зависимости от степени нагартовки.
Эксплуатационные параметры
Удельное электрическое сопротивление сплава МН-20 составляет 0,15–0,17 Оммм/м, что в 8–10 раз выше, чем у чистой меди. Температурный коэффициент сопротивления — минимальный среди медно-никелевых сплавов данной группы, что делает круг МН-20 пригодным для изготовления прецизионных резистивных элементов. Теплопроводность материала — около 30 Вт/(мК), коэффициент линейного расширения — 16,2 10 К.
Коррозионная стойкость МН-20 в морской воде и хлоридсодержащих средах обусловлена формированием плотной оксидной плёнки на поверхности. Скорость коррозии в проточной морской воде не превышает 0,02 мм/год, что позволяет применять круг в арматуре судовых систем охлаждения и теплообменного оборудования. Материал также устойчив к воздействию органических кислот, щелочных растворов и атмосферной влаги.
Сортамент и геометрические параметры
Медный круг МН-20 поставляется в диапазоне диаметров от 5 до 120 мм. Горячекатаные прутки диаметром 30–120 мм имеют допуск по ГОСТ 15334-79 (класс точности В), холоднотянутые — по ГОСТ 15333-79 с допуском h9–h12. Мерность поставки — от 1 до 4 метров, немерная длина — 1–6 метров. Кривизна прутка не превышает 3 мм на 1 метр длины для твёрдого состояния и 5 мм — для мягкого.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Электросопротивление, Оммм/м |
|---|---|---|---|---|
| 5–20 | твёрдое | 420–450 | 5–8 | 0,16 |
| 20–50 | полутвёрдое | 370–400 | 12–18 | 0,15 |
| 50–120 | мягкое | 300–350 | 25–30 | 0,15 |
Обработка и свариваемость
Круг МН-20 хорошо поддаётся всем видам механической обработки: точению, фрезерованию, сверлению и шлифованию. Оптимальная скорость резания при точении твёрдосплавным инструментом — 150–250 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Материал склонен к образованию сливной стружки, поэтому рекомендуется применять стружколомы и обильное охлаждение эмульсией.
Сварка МН-20 выполняется аргонодуговым методом с присадочной проволокой того же состава. Допустима контактная точечная и шовная сварка. Перед сваркой поверхность зачищается до металлического блеска для удаления оксидной плёнки. Пайка твёрдыми припоями (ПСр-45, ПМЦ-48) обеспечивает герметичные соединения в вакуумных и криогенных системах.
Применение в промышленности
Медный круг МН-20 используется для изготовления деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и агрессивных сред:
- токоведущие пружинные контакты и токосъёмники в электроаппаратах;
- резистивные элементы реостатов, магазинов сопротивлений и эталонных мер;
- арматура судовых трубопроводов, клапаны и штуцера систем морского водоснабжения;
- детали криогенной техники — переходники, фланцы, уплотнительные кольца;
- электроды для контактной сварки нержавеющих сталей;
- крепёжные элементы химического аппаратостроения — гайки, болты, шпильки.
В приборостроении круг МН-20 применяется для изготовления биметаллических термочувствительных пластин и упругих элементов измерительных преобразователей. Стабильность модуля упругости (130 ГПа) в диапазоне температур от –60 до +150 C обеспечивает минимальный дрейф показаний контрольно-измерительной аппаратуры.
Вопросы и ответы
Чем отличается круг МН-20 от круга МНЖ-5-1?
МН-20 содержит 19–21 % никеля без добавок железа, тогда как МНЖ-5-1 легирован 5 % никеля и 1 % железа. МН-20 имеет в 3–4 раза более высокое удельное электрическое сопротивление и лучшую стойкость к морской коррозии, что определяет его применение в резистивных элементах и судовой арматуре.
Какие допуски на диаметр предусмотрены для холоднотянутого круга МН-20?
Для холоднотянутых прутков МН-20 действуют допуски по ГОСТ 15333-79: для диаметров 5–30 мм — h9, для 30–60 мм — h10, для 60–120 мм — h11. Овальность не превышает половины допуска на диаметр.
Возможно ли применение круга МН-20 в пищевом оборудовании?
Сплав МН-20 не имеет санитарно-эпидемиологического разрешения для контакта с пищевыми продуктами из-за содержания никеля, способного мигрировать в агрессивные среды. Для пищевых применений следует использовать медь марок М1, М2 или латунь Л63.
Какой режим термической обработки рекомендуется для снятия нагартовки?
Рекристаллизационный отжиг круга МН-20 выполняется при температуре 650–750 C с выдержкой 30–60 минут и последующим охлаждением на воздухе. Для полного снятия внутренних напряжений после холодной деформации допускается низкотемпературный отжиг при 250–300 C в течение 2 часов.