Бронз: състав на сплавта, свойства и приложение

история

Едно от най-известните места, където са открити бронзови продукти, е разположено в района на река Кубан. В този момент, археолог Николай Веселовски в 1897 г., е разкопана т.нар Maikop култура, съществувала през втората половина на IV хилядолетие преди новата ера.

Бронзови артефакти намерени в Maykopian колички са направени главно от сплав от мед и арсен, следователно се счита, че е исторически първите такива сплави наречени арсен бронзи.

В никакъв случай не е по-нисък в свойствата си до медни сплави с калай или олово и дори ги превъзхожда за редица характеристики. Той е широко използван в различни области на човешката дейност от онези времена, от производството на критични части до бижута.

Състав на бронз

Бронз - медна сплав с метали като калай, алуминий, олово, берилий, и неметали - арсен, силиций и фосфор. Освен това, тези сплави може да бъде допълнително сплавени с фосфор, цинк, манган, желязо и никел.

Състав на бронз зависи от степента на сплавта и е посочено в неговата обозначение. Например, съставът на сплавта, означен като BRAMts7-1, включва 7% алуминий, 1% манган и 92% мед.

По този начин основният компонент на този метал е мед (от 35% до 90% и повече). Вторият компонент може да бъде или арсен, или калай или берилий, олово, алуминий, силиций и други компоненти. За да добавите специални свойства към сплавта могат да се добавят допълнителни компоненти - цинк, желязо, никел, манган, фосфор и други.

Характеристики на бронз и свойства

Основните свойства на всички бронзови сплави са пластичност и твърдост. В зависимост от съотношението на основните и допълнителните компоненти може да се получи голямо разнообразие от нови свойства. В допълнение, количеството мед в сплавта определя нейния цвят.

По този начин, златен бронз се получава, ако в състава на сплавта е около 85% мед и неговото количество се понижава до 50% получаване на сплав с цвят сребро. Намаляването на количеството на мед 35% и по-долу води до получаване на изходния сив или черен дори бронз, и увеличаване на размера на мед 90% и по-горе, водят до образуването на червен месинг.

Една от старите марки бронзови сплави е звънец бронз, който все още се използва днес за кастинг на камбани. Съдържа 20% калай и 80% мед. Неговият недостатък е повишената чупливост, дължаща се на наличието на голямо съдържание на калай в сплавта.

Както бе споменато по-горе, най-често използваните са сплави от мед и калай с добавянето на малък брой други компоненти. Широкото използване на тези сплави се дължи преди всичко исторически причини, довели до изместване на арсен производство бронз.

Причините са следните:

• развитие на многовековни находища на тенантити и други избледнели руди, богати на мед и арсен. Такива руди са най-полезни за производството на арсен бронз, като поставили основата не много дълбоко, като производствен процес по-евтино в сравнение с други източници на мед и арсен;
• високата токсичност на такава продукция от бронз, причинено от наличието на арсен в областта, което неминуемо доведе до загуба на здраве и способност да работи допълнително с опитни металурзи и ковачи;
• непригодността на металургичните отпадъци и счупените бронзови продукти от арсен за по-нататъшно топене на качествен метал. В най-добрия случай такива продукти се използват за производство на бижута или несъществени части.

Сплавите от мед и калай, които дойдоха да заменят бронзите с арсен, въпреки че бяха по-скъпи, но бяха икономически предпочитания, тъй като развитието на транспорта с коне и в резултат на това създаването на търговски връзки между градовете и държавите доведе до увеличаване на вноса на неарценов бронз.

Видове бронз и характеристики

Развитието на мащабна промишлена продукция като цяло доведе до факта, че калайните бронзове станаха почти най-масовия тип бронз. И само през последните сто години този тип започна да заменя сплави от мед с калаени заместители, като алуминий, силиций и особено берилиеви бронзи.

Следователно съществуват следните видове:

1. Tinless. Тя включва бронз, където вторият компоненти са алуминий, силиций, берилий и други метали и неметали. Всеки от тези компоненти му дава специални свойства. Например, алуминиеви придава подобрени антифрикционни свойства и висока устойчивост на корозия, берилий увеличава здравината и твърдостта и силиций, цинк и за подобряване на течливостта и устойчивост на износване;
2. калай. Мед-калаена сплав, в която преобладава медта. Той е един от първите, овладян от човека. Има висока, в сравнение с чиста мед, твърдост и сила, както и по-третена. В тези сплави калайът винаги е втори по брой след медта и основния сплав.

Третото по брой са такива допълнителни компоненти като арсен, цинк и олово. Този метал, поради много ниското свиване, е предназначен основно за леене, тъй като е трудно да се обработва чрез натиск, рязане и заточване. Дори тенденция към разделяне на фазите и не се намесва с ниско използване течливост тази сплав за производството на конфигуративно-сложни отливки, включително в изкуството леене.

Бронз с добавяне на цинк се нарича "Адмиралтейство""И се използва за производство на части, които имат честен или постоянен контакт с морска вода (корабостроене). Тази особеност се дължи на факта, че цинкът дава на сплавта повишена устойчивост на корозия в тази среда.

Въпреки това, за да се получи бронзовата устойчивост на корозия в солена морска вода, тя все повече обогатена с алуминий и никел. Такива сплави, често наричани "морски", се използват за производството на елементи от нефтени платформи, работещи на морски и океански рафтове.

За да се получат допълнителни бронзови характеристики, тя се лекува с малки количества фосфор, сребро, цинк, арсен, манган и други компоненти. По този начин въвеждането на малко количество сребро увеличава електрическата проводимост на бронз и го прави сравним с електрическата проводимост на медта.

Области на приложение и етикетиране

Има специални таблици, които съдържат маркировки и описания на всички бронзови сплави, произведени от промишлеността. Въпреки това, дори и без да се прибягва до такива таблици, е възможно да се определи видът и химичният състав, ако някой знае как се дешифрира етикета му.

Чрез проста маркировка можете да откриете техния състав. Характерният му знак в наименованието е буквите "Br", което означава "Бронз"".

По-нататък, последвано от букви, показващи, в допълнение към мед, наличието на съответните компоненти. Тези писмо наименования определени правила са както следва: - алуминий, Б - берилий, К - силиций, F - желязо, Н - никел, Mc - манган, магнезий - магнезий, C - олово, О - калай, T - титан, F е фосфор, Z е цинк.

След буквите, тиретата са последвани от номера, обозначаващи процент от всеки компонент (след мед). И също така и наименования, в които след всяка буква се прилага процентът на този или на този компонент. За да познавате съдържанието на мед, трябва да извадите 100% от процента на всички компоненти.

Това са примери на маркировките и разчитането им: BrO5Ts6S5 - бронз сплав със съдържание на калай от 5%, цинк - 6%, олово - 5% мед - 84% - BrO3Ts8S4N1 - съдържание на калай - 3%, цинк - 8%, олово - 4% Ni - 1% мед - 84% - съдържание на калай - - BrO10F1 10%, Р - 1% мед - 89% - BrB2 - берилий съдържание - 2% мед - 98% - BrAZhMts10-3-1, 5 - съдържанието на алуминий - 10%, желязо - 3%, Мп - 1,5% Си - 85.5% - BrAZhN10-4-4 - алуминиев съдържание - 10%, желязо - 4% Ni - 4% мед - 82%.

Поради различните свойства, този метал намира най-широкото приложение в различни сфери. От него се произвеждат следните продукти:

• декоративни елементи (лампи, фигурки, свещници, пепелници, решетки, парапети и други декорации);
• различни аксесоари (ключалки, дръжки, въздушни възли, кранове, смесители и други водопроводни инсталации);
• части на машини и механизми (втулки, уплътнения, зъбни колела, лагери, части от оборудване, работещи под вода);
• части за високо прецизно оборудване, навигационни инструменти, автомобилни графики;
• многобройни фитинги (завои, ъгли, адаптери, съединители, тръби и т.н.);
• в малък брой бижута.

Бронз е широко използван в ракетно инженерство и машиностроене, авиация и корабостроене. Той прави предмети с високо художествено изкуство за театри, зали и дворци, хвърлени паметници и скулптури.

Благодарение на развитието на металургията, този метал придобива всички нови и необичайни свойства, Недостъпни за ковачите и металурзите от миналото. Измислена от древните, сплавта продължава да служи на човечеството добре и напредък в продължение на много, много векове.