Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Бронза - це сплав міді з оловом, алюмінієм, свинцем, кремнієм і берилієм. До складу сплаву можуть входити найрізноманітніші метали, за назвами яких дається ім'я: олов'яний бронза, алюмінієва. Відсоток домішок не повинен перевищувати 2, 5%. Винятком є нікель і цинк - мідні сплави з цими елементами називаються мельхіором і латунню відповідно. Однак незначна кількість цинку все ж може бути присутнім в складі - його кількість повинна бути меншою, ніж сума всіх інших домішок, інакше сплав буде вважатися латунню.
Сама назва походить від італійського «bronzo». Вперше сплав почали використовувати ще в 35-33 столітті до н.е.. (Точні дати не встановлені), коли почався бронзовий вік, що прийшов на зміну мідному. Завдяки поліпшенню обробки міді і олово вдалося отримати досить міцний і красивий сплав, який протримався майже до 11 століття до н.е. Її використовували для виробництва наконечників стріл і копій, кинджалів, ножів, мечів і іншої холодної зброї, для виробництва деталей меблів, дзеркал, посуду, ваз, глечиків, прикрас, статуй і монет.
В середні віки бронзу застосовували для виготовлення церковних дзвонів і гармат, останні виготовлялися зі спеціальної гарматної бронзи до XIX століття.
Фізичні властивості
Фізичні властивості сплаву залежать від його складу і можуть значно коливатися. На відміну від латуні бронза має більш високу антикорозійну стійкість і антифрикційними властивостями. Вона міцніша і надає стійкий опір повітрю, воді, солі, органічних кислот. Також бронзу легко паяти і зварювати.
Щільність: 7800-8700 кг / м3.- Температура плавлення: 930Со - 1140Со.
- Колір коливається від червоного до білого.
- Володіє підвищеною опірністю до зносу і низьким коефіцієнтом тертя, справляється навіть при низькій температурі до -250Со.
- Деякі види бронзи мають високу паростойкость, теплопровідність і електропровідність і використовуються в техніці, що працює в важких умовах.
отримання
Бронзу отримують шляхом сплаву міді з різними металами для підвищення певних характеристик. Для цього використовують індукційні печі і тигельні сурми, придатні для плавки будь-яких мідних сплавів. Плавку зазвичай проводять під шаром деревного вугілля або флюсу. Для плавки можуть використовувати як свіжу руду, яка ще не піддавалася обробці, так і вторинні відходи. Останні зазвичай додають до свіжої мідь в процесі сплаву.
При використанні тільки свіжої руди дотримуються такого порядку: в розігріту попередньо піч складають вугілля або флюс, завантажують мідь і прогрівають до її розплавлення - 1150Со - 1170Со. Потім метал окислюють додаванням фосфористої міді, іноді її вводять в кілька прийомів - 50% відразу, 50% - в ковші. Після розкислення вводять додаткові добавки, прогріті до 100С - 120Со.
Якщо додаткові метали тугоплавкі, то їх спершу повністю розчиняють в рідкої міді, а потім прогрівають до певної температури. Витягнувши сплав з печі, його раскисляют введенням 50% фосфористої міді, щоб позбутися від оксидів.
Якщо використовують вторинні метали або відходи, то спершу чисту мідь розплавляють, раскисляют фосфористої міддю і додають вторинні метали. Після розплавлення останній в рідку мідь вводять добавки і чекають їх розплавлення. Після нагрівання до певної температури сплав раскисляют фосфористої міддю, засипають просушеним флюсом або прожареним деревним вугіллям. Суміш нагрівають і залишають на 20-30 хвилин, час від часу перемішуючи. Коли час закінчиться, з поверхні видаляють виступив шлак і розливають по формах.
види бронзи
олов'яне
Олов'яне бронза найбільш широко застосовується в сучасній промисловості. Це сплав міді з оловом (в класичному співвідношенні 80% до 20%), який має гарну міцність і твердістю, при цьому легше плавиться і має високу антикорозійну стійкість і антифрикційними властивостями.
Олов'яне бронза насилу піддається куванні, прокатці, різання, заточування і штампуванні і в основному придатна виключно для цілісного лиття. Невелика осаду (не більше 1%) дозволяє використовувати матеріал при створенні особливо точних виробів в художньому лиття.
За бажанням до сплаву можуть додати інші метали.
- Цинк (не більше 10%) підвищує корозійну стійкість сплаву і використовується для створення елементів кораблів і суден, яким доведеться часто контактувати з морською водою.
- Завдяки додаванню свинцю і фосфору можна істотно поліпшити антифрикційні властивості бронзи, також сплав легше обробляється тиском і різанням.
безолов'яні
У деяких випадках застосування олова неприпустимо. У цьому випадку на допомогу приходять інші метали, додавання яких дозволяє отримати необхідні характеристики. І хоча олов'яна бронза є еталоном і найбільш затребувана, безолов'яні бронзи не поступаються їй.
Свинцюваті або свинцева
Свинцева бронза є прекрасним антифрикційним сплавом, добре пручаються тиску, має підвищену міцність і тугоплавкостью. Її застосовують для виготовлення підшипників, що піддаються найбільшому тиску при роботі.
кремнєцинкова
Кремнєцинкова бронза складається з міді (97, 12%), кремнію (0, 05%) і олова (1, 14%). Вона досить текуча і пластична, що дозволяє використовувати її в якості матеріалу для виробів складної форми. Вона володіє підвищеним опором при стисненні, що не магнітиться і не дає іскри при обробці. Відрізняється пружністю і антифрикційними властивостями, не втрачає пластичності при знижених температурах, добре спаивается. Часто містить нікель або марганець.
Бронзу використовують при виготовленні пружин, підшипників, решіток, напрямних втулок, випарників і мереж.
берилієва
Берилієва бронза є найбільш твердою з усіх видів. Вона володіє підвищеними антикорозійними властивостями і жароміцних, стійка при низьких температурах, не дають іскор при ударах і не магнитятся. Метал загартовують при 750Со - 790Со, состаривают - при 300Со - 325Со. У берилієвих бронзу іноді додають нікель, залізо або кобальт, щоб полегшити технологію гарту. Крім того, нікелем можна замінити берилій.
Матеріал використовують для створення пружин і пружних деталей, мембран, для деталей годин.
алюмінієва
Алюмінієва бронза складається з міді (95%) і алюмінію (5%). Має приємний золотий колір і блиск, витримує тривалий вплив агресивного середовища, наприклад, кислот. Сплав має більшу щільність виливка, жароміцних і підвищену міцність, добре переносить низькі температури. З недоліків варто відзначити більш слабку корозійну стійкість, сильнішу усадку, а також сильне газопоглинання в рідкому стані.
Бронзу використовують для виготовлення деталей автомобілів і в пороховому виробництві, виплавляють шестерінки, втулки, монети і медалі.
решта метали
Крім зазначених вище, в бронзі можуть бути присутні й інші елементи. Нікель і залізо збільшують температуру рекристалізації і сприяють подрібненню зерна. Хром і цирконій знижують електропровідність і підвищують жароміцність бронзи.
маркування
Щоб вибрати правильний варіант металу, досить уважно подивитися на його маркування. Це допоможе безпомилково визначити особливості та характеристику обраного виду.
Першими йдуть літери «Бр» - це означає «Бронза». Потім в ряд розташовані одна або декілька букв, за якими ховаються добавки: Про - Олово, А - Алюміній, К - Кремній, Н - Нікель, Мц - Марганець, Ж - Залізо, С - Свинець, Ф - Фосфор, Ц - Цинк, Б - Берилій. Слідом через дефіс записані цифри - це процентний вміст кожної добавки по черзі.
Наприклад, позначення Бр А Ж Н -10 -4 -5 можна розшифрувати так: Бронза з вмістом Алюмінію (10%), Заліза (4%) і нікелю (4%).
застосування
Бронзу активно використовують в промисловість і самих різних сферах. В першу чергу бронзу застосовують в однойменному прокаті: її випускають у вигляді труб, дроту, листів і прутів. Метал можна зустріти і в автомобілебудуванні, хімічної, харчової, будівельної і паливної промисловості. З неї виробляють шестерінки, підшипники, втулки, пружини та інші деталі, які піддаються впливу агресивного навколишнього середовища і часто працюють при підвищеному тиску. На відміну від латуні бронза прекрасно переносить механічні навантаження і більш пластична.
З металу виробляють предмети мистецтва, скульптури, ковані вироби, прикраси, посуд та художні предмети.