Bronz: zloženie zliatiny, vlastnosti a aplikácia

príbeh

Jedným z najznámejších miest, kde boli nájdené bronzových ware, ktorý sa nachádza na rieke Kuban. V tomto okamihu, archeológ Nikolaj Veselovský v roku 1897, bol vyhĺbený tzv Maikop kultúru, ktorá existovala v druhej polovici IV tisícročia pred naším letopočtom.

Bronzové artefakty nachádzajúce sa v pohraničných mohyloch Maykop boli vyrobené hlavne zo zliatiny medi a arzénu, takže sa verí, že historicky prvé boli práve také zliatiny, arzénové bronzy.

Nebolo to v žiadnom prípade nižšie vo svojich vlastnostiach na zliatiny medi s cínom alebo olovom a dokonca prekonali ich pre množstvo charakteristík. To bolo široko používané v rôznych oblastiach ľudskej činnosti tej doby, od výroby kritických častí k šperky.

Zloženie bronzu

Bronz je zliatina medi s kovmi ako cín, hliník, olovo, berýlium a nekovy - arzén, kremík a fosfor. Okrem toho sa tieto zliatiny môžu dodatočne dopovať fosforom, zinkom, mangánom, železom a niklom.

Zloženie bronzu závisí od kvality zliatiny a je uvedený vo svojom označení. Napríklad zloženie zliatiny označenej BRAMts7-1 zahŕňa 7% hliníka, 1% mangánu a 92% medi.

Preto hlavnou zložkou tohto kovu je meď (od 35% do 90% a viac). Druhou zložkou môže byť buď arzén, alebo cín alebo berýlium, olovo, hliník, kremík a ďalšie zložky. Pridanie špeciálnych vlastností do zliatiny môžu sa pridávať ďalšie komponenty - zinok, železo, nikel, mangán, fosfor a iné.

Vlastnosti bronzu a vlastnosti

Hlavnými vlastnosťami všetkých bronzových zliatin je plasticita a tvrdosť. V závislosti od pomeru hlavných a prídavných komponentov je možné získať širokú škálu nových vlastností. Okrem toho množstvo medi v zliatine určuje jeho farbu.

Tak, zlatý bronz sa získa v prípade, v zložení zliatiny je asi 85% medi, a jeho množstvo sa zníži na 50% získa zliatina, ktorá má striebornú farbu. Zníženie množstva medi až 35% a ďalej vedú k získaniu výstupného sivé alebo dokonca čierne bronz, a zvýšiť množstvo medi až 90% a nad vedú k vzniku červeného bronzu.

Jedna zo starých značiek bronzových zliatin je zvonový bronz, ktorý sa ešte dnes používa na odlievanie zvonov. Obsahuje 20% cínu a 80% medi. Jeho nevýhodou je zvýšená krehkosť v dôsledku prítomnosti veľkého obsahu cínu v zliatine.

Ako bolo uvedené vyššie, najviac sa používajú zliatiny medi a cínu s pridaním malého počtu ďalších komponentov. Široké používanie takýchto zliatin je zapríčinené predovšetkým historickými príčinami, ktoré viedli k vytesneniu arzénového bronzu z výroby.

Dôvody sú nasledovné:

• vývoj mnohých storočí vkladov tennantite a iných vyblednutých rúd bohatých na meď a arzén. Takéto rudy boli najvhodnejšie na výrobu arzénového bronzu, pretože neboli veľmi hlboké, čo spôsobilo, že výrobný proces je lacnejší ako iné zdroje medi a arzénu;
• vysoká toxicita výroby takéhoto bronzu spôsobená prítomnosťou arzénu v usadeninách, čo nevyhnutne viedlo k strate zdravia a ďalšej schopnosti pracovať so skúsenými metalurgmi a kováčmi;
• nevhodnosť metalurgického odpadu a zlomených arzénových bronzových výrobkov na ďalšie tavenie kovov. V najlepšom prípade sa takéto výrobky používali na výrobu šperkov alebo nepodstatných častí.

Zliatiny medi a cínu, ktoré prišli nahradiť arzénové bronzy, aj keď boli drahšie, ale boli ekonomicky výhodnejšie, keďže vývoj konského kontajnera a v dôsledku toho vytvorenie obchodných väzieb medzi mestami a krajinami viedli k zvýšeniu dovozu arzénového bronzu.

Druhy bronzu a charakteristiky

Rozvoj vo veľkom meradle priemyselnej výroby všeobecne viedol k tomu, že cínový bronz stal takmer najrozšírenejším typom z bronzu. A až v posledných sto rokov, tento typ ocele premiestniť zliatiny medi s cínom náhradiek, ako je hliník, kremík, a to najmä berýlia bronzu.

Existujú teda tieto typy:

1. Tinless. Zahŕňa bronz, v ktorom sú druhými zložkami hliník, kremík, berýlium a iné kovy a nekovy. Každá z týchto komponentov mu dáva špeciálne vlastnosti. Napríklad, z hliníkovej zliatiny prepožičiava zlepšené vlastnosti valivých a vysokú odolnosť voči korózii, berýlium zvyšuje pevnosť a tuhosť, a kremík, zinok a zlepšiť jeho tekutosť a odolnosť proti oderu;
2. cín. Zliatina medi a cínu, v ktorej prevláda meď. On je jeden z prvých, zvládnutý človekom. Má vysokú, v porovnaní s čistou meďou, tvrdosť a pevnosť, ako aj taviteľnejšie. V takýchto zliatinách je cínu vždy po druhu medi a hlavnej legujúcej zložky.

Tretie číslo sú také prídavné komponenty ako arzén, zinok a olovo. Tento kov, vzhľadom na veľmi malé zmrštenie, je určený hlavne na liatie, pretože je ťažké ho spracovať tlakom, rezaním a ostrihaním. Dokonca aj tendencia k segregácii a nízkej tekutosti neinterferuje s používaním tejto zliatiny na výrobu odliatkov s konfiguráciou-komplex, vrátane umelého liatia.

Bronz s prídavkom zinku sa nazýva "Admiralita"A slúži na výrobu častí, ktoré majú častý alebo trvalý kontakt s morskou vodou (stavba lodí). Táto vlastnosť je spôsobená tým, že zinok dáva zliatine zvýšenú odolnosť proti korózii v tomto prostredí.

Avšak, aby bronzová odolnosť proti korózii v slanom morskom vode, je čoraz viac obohatené hliníkom a niklom. Takéto zliatiny, často nazývané "námorné", sa používajú na výrobu prvkov ropných plošín pracujúcich na námorných a oceánskych poliach.

Ak chcete získať ďalšie vlastnosti bronzu, je dopovaný malými množstvami fosfor, striebro, zinok, arzén, mangán a ďalšie zložky. Zavedenie malého množstva striebra zvyšuje elektrickú vodivosť bronzu a robí ho porovnateľnou s elektrickou vodivosťou medi.

Oblasti použitia a označovanie

Existujú špeciálne tabuľky, ktoré obsahujú označenia a opisy všetkých bronzových zliatin vyrábaných v priemysle. Avšak aj bez použitia takýchto tabuliek je možné určiť typ a chemické zloženie, ak vieme, ako sa jeho označenie dešifruje.

Jednoduchým označením môžete zistiť ich zloženie. Jeho charakteristickým znakom je označenie písmená "Br", čo znamená "Bronze".

Ďalej nasledujú písmená, ktoré okrem prítomnosti medi označujú prítomnosť zodpovedajúcich zložiek. Tieto list označenie uvedené predpisy, sú nasledujúce: A - hliník, B - berýlium, K - kremík, F - železo, H - nikel, Mc - mangán, Mg - horčík, C - olovo, O - cín, T - titán, F je fosfor, Z je zinok.

Po písaniach sa za spojovníkmi uvádzajú čísla percentuálny podiel každej zložky (po mede). A tiež označenia, v ktorých sa po každom liste uvádza percento tejto alebo tej zložky. Ak chcete poznať obsah medi, musíte odpočítať 100% percentuálneho podielu všetkých komponentov.

Tu sú príklady značenie a ich transkripty: BrO5Ts6S5 - bronzová zliatina s obsahom cínu o 5%, zinok - 6%, olovo - 5% medi - 84% - BrO3Ts8S4N1 - obsah cínu - 3%, zinok - 8%, olovo - 4% Ni - 1% medi - 84% - obsah cínu - - BrO10F1 10%, P - 1% medi - 89% - BrB2 - berýlium obsah - 2% medi - 98% - BrAZhMts10-3-1, 5 - obsah hliníka - 10%, železo - 3%, Mn - 1,5% Cu - 85,5% - BrAZhN10-4-4 - obsah hliníka - 10%, železo - 4% Ni - 4% medi - 82%.

Kvôli svojim rôznym vlastnostiam tento kov nájde najširšiu aplikáciu v rôznych sférach. Nasledujúce výrobky sú vyrobené z neho:

• dekoratívne prvky (lampy, figúrky, svietniky, popolníky, mreže, zábradlie a iné dekorácie);
• rôzne príslušenstvo (zámky, kľučky, hlavové smyčky, kohútiky, mixéry a iné inštalácie);
• časti strojov a mechanizmov (puzdrá, tesnenia, ozubené kolesá, ložiská, časti zariadení pracujúcich pod vodou);
• súčiastky pre vysoko presné zariadenia, navigačné prístroje, automobilové mapy;
• početné príslušenstvo (ohyby, rohy, adaptéry, spojky, odpalíky atď.);
• v malom počte šperkov.

Bronz je široko používaný v oblasti raketovej techniky a strojárstva, letectva a lodiarstva. Vytvára predmety vysoko umeleckého umenia pre divadlá, sály a paláce, liate pamiatky a sochy.

Vďaka rozvoju metalurgie, tohto kovu nadobúda všetky nové a nezvyčajné vlastnosti, Nedostupný pre kováčov a metalurgov minulosti. Vynájdený ancients, slitina pokračuje slúžiť ľudstvo dobre a pokrok po mnoho, mnoho storočí.