Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Bronzul, cunoscut de mult timp oamenilor, este un aliaj de valoare cu caracteristici unice. Articolul va detalia compoziția bronzului, tipurile și proprietățile speciale ale fiecăruia. Va fi, de asemenea, interesant să afli despre domeniul modern al acestui aliaj.
Ce este bronzul?
Bronzul este un aliaj multicomponent alcătuit din două sau mai multe elemente, principalul fiind cuprul. Elementele rămase sunt denumite aliaje și sunt folosite pentru a îmbunătăți performanța metalului. Proporția compușilor de aliere în bronz poate fi de la 2, 5% . Aplicați în această calitate mangan, staniu, plumb, crom, fosfor, fier și alte elemente, cu excepția zincului. Combinația dintre cupru și zinc poartă denumirea de alamă.
În funcție de cantitatea de aditivi din aliajul de cupru, bronzul va avea o nuanță de culoare diferită. Ființele roșii de fier vorbesc despre un procent ridicat de cupru, în timp ce culoarea oțelului rece indică faptul că nu mai mult de 35% cupru este prezent în bronz.
Istoria aliajului de bronz
Bronzul, așa cum se știe din manualele școlare, a fost folosit încă din cele mai vechi timpuri. Cele mai vechi aliaje fabricate de oameni erau aliaje de cupru și staniu. Constatările din regiunea Mesopotamiei și din sudul Iranului indică faptul că primele obiecte de bronz datează din mileniul al III-lea î.Hr. Totul era făcut din cupru: arme (săbii, săgeți și oale), oglinzi, bani sub formă de monede și, bineînțeles, o mare varietate de decorațiuni. Sculptorii greci vechi (secolele V-IV î.Hr.) au apreciat de asemenea calitatea bronzului atunci când a turnat statui mari. Tehnologie similară este folosită în timpul nostru.
În Evul Mediu, atât de abundente pentru războaie, tunuri și cochilii de artilerie au fost aruncate dintr-un aliaj de cupru și staniu. Cea mai faimoasă încarnare a bronzului este clopotul, prin modificarea compoziției, mărimii și grosimii zidurilor, maeștrii au obținut cele mai plăcute sunete ale clopotului de bronz, care a turnat în jur.
Servind oamenii cu proprietățile sale unice, nu-și pierde popularitatea. Originea cuvântului este asociată cu cuvântul persan pentru cupru - berenj. Mai târziu a fost transformat în cuvântul italian bronz.
Marcarea bronzului
Pentru a desemna un anumit aliaj este etichetat după cum urmează:
- Inițial, există o combinație de litere "Br" - bronz;
- Mai mult, literele care indică principalele elemente de aliere;
- La sfârșitul cifrelor care determină conținutul elementelor de aliere în material.
Astfel, un exemplu este marcarea BrO5 - conținutul în aliaj este de 5% staniu, BrA5 - 5% aluminiu.
Marcarea este necesară nu numai pentru a determina compoziția și proprietățile bronzului, ci și greutatea sa specifică. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să utilizați tabelul din director. Dar dacă marca este necunoscută, analiza chimică va ajuta. Acest lucru este necesar pentru a calcula volumul piesei de prelucrat, deoarece formula sa reflectă raportul dintre masă și volum. Cunoscând greutatea specifică a unui singur aliaj, este posibil să se calculeze volumul unei părți cu o anumită masă și invers, care va fi greutatea unei bare cu o valoare dată.
Proprietati de bronz
Așa cum am menționat deja, proprietățile bronzului depind în mod direct de prezența în el a unuia sau mai multor elemente de aliere, precum și a procentului lor.
Bronz are:
Rezistență la coroziune mai mare, durabilitate și coeficient de frecare mai mic decât alamă;- Rezistența la aer, apă sărată, soluții carbonice și soluții care conțin acizi organici;
- Abilitatea de a suda și de a păstra;
- Nuanțe de la roșu la alb;
- Alți indicatori depind de compoziție.
Compoziția de bronz
Nu orice combinație dintr-un aliaj de cupru și un alt element este de bronz. Cuprul și zincul, așa cum am menționat deja, formează un aliaj de aur galben-aur numit alamă. Dar cuprul și nichelul sunt încorporate în argintul de nichel, care a fost folosit odată pentru linguri minunate, și mai mult pentru monede. Este apreciat de faptul că pentru o lungă perioadă de timp nu își pierde umbra de argint și strălucește.
Tin bronz
Principala componentă de aliere a bronzului de acest tip este staniu. În plus, plumbul, fosforul, arsenul și zincul sunt introduse în aliaj. Tinul conferă calități speciale de cupru - cea mai bună fuzibilitate, duritate și elasticitate. Această combinație de proprietăți este ideală pentru lustruire. Alte elemente de aliere fac aliajul rezistent la coroziune și este mai convenabil pentru turnare.
Odată cu introducerea de staniu la nivelul a 5% din masa totală, ductilitatea aliajului începe să scadă și la 20% staniu, materialul devine fragil. Din acest motiv, aliajele, în cazul în care proporția de staniu depășește bariera de 6%, sunt adecvate în principal pentru turnare, dar nu sunt potrivite pentru laminare sau forjare. Pentru ca aliajul de bronz să fie mai potrivit pentru prelucrare, se introduc în el circa 5% plumb, ceea ce asigură ruperea ușoară a așchiilor. Fosforul deoxidizează aliajul, care se numește fosfor, în cazul în care procentul acestui element este mai mare decât unul.
Utilizarea zincului contribuie la reducerea semnificativă a costului materialului, practic fără a avea vreun impact asupra calității aliajului de staniu cu cupru. Astfel, până la 10% din zinc este introdus în compoziție fără a schimba proprietățile mecanice, reducând costul de producție.
Cea mai mare proporție de staniu poate fi de 33%, la care bronzul are o culoare alb-argintie plăcută. În funcție de modificarea proporției acestui element, se obține culoarea materialului de la roșu la galben.
Bronz special (fără staniu)
Aliajele cu cupru care nu conțin staniu ca o componentă de aliere sunt numite bronzuri speciale sau fără tinicheale. Astfel de aliaje de cupru cu aluminiu, fier, plumb, siliciu etc. să se întâmple cea mai diferită misiune. Ele pot fi superioare în calitate de aliaje de staniu, iar gama lor de culori este chiar mai bogată în diversitate.
Bronzul de aluminiu câștigă în proprietăți mecanice față de staniu. Cu toate acestea, aliajele de aluminiu sunt rezistente chimic . Un aliaj de cupru cu siliciu și zinc prezintă fluiditate excelentă într-o stare lichidă.
Bronzul de beriliu depășește toate celelalte în elasticitate, având în același timp o duritate ridicată. În plus, există o sudabilitate ridicată, rezistența chimică a aliajului de beriliu-cupru. Funcționează excelent cu uneltele de tăiere, deplasându-l la procesare. Din acest motiv, acest aliaj este potrivit pentru fabricarea unor astfel de elemente și elemente precum membranele, arcurile, contactele cu proprietățile arcului. Ele sunt ușor și de încredere pentru sudură și sunt durabile.
Caracteristicile bronzului
Caracteristici tehnologice
În funcție de proprietățile lor tehnologice de bronz poate fi:
- Deformabile sau ușor susceptibile la stres mecanic. Astfel de proprietăți sunt posedate de aliaje care nu conțin mai mult de 6% staniu. Plasticitatea lor permite ștanțarea, forjarea și fabricarea materialelor din bronz ondulate. Din aliajele forjate se fabrică sârmă de bronz, bandă și foi etc.
- Turnătorie - proiectată pentru turnarea în formă. Componentele prelucrate care pot funcționa în apă de mare, precum și angrenajele și lagărele pentru rulmenți, sunt fabricate din astfel de bronzuri de turnătorie pe bază de cupru și staniu.
Conductibilitatea termică a aliajelor de bronz
Dacă vorbim despre conductivitatea termică, atunci cade cu introducerea aditivilor de aliere. În ciuda faptului că cuprul conduce foarte bine căldura, aliajele sale cu alte componente pierd un procent mai mare din acest indicator. Conductivitatea termică scăzută face ca bronzul să nu fie adecvat pentru unitățile de frecare, electrozi de sudură și alte elemente care necesită o întoarcere rapidă și o eliminare a căldurii. Cu toate acestea, aliajele de bronz slab aliate sunt aproape în conductivitate termică la cupru.
Producția de bronz
Procesul de obținere a acestui metal are loc în cuptoare cu inducție electrică sau cuptoare cu creuzet, unde cuprul este aliat cu elemente de aliere. Topirea are loc sub stratul de flux sau cărbune. Amestecul materiei prime pentru topire poate fi preparat atât din metale proaspete, cât și din materiale reciclate.
Procesul de producere a bronzului:
O anumită porțiune de cărbune sau flux este plasată într-un cuptor încălzit;- Cuprul este încărcat în cuptor, unde este topit și încălzit la temperatura dorită;
- Materialul topit este deoxidat cu cupru fosforos;
- În topiturile de topitură deoxidată se adaugă componente de aliere, aduse la cald. Aditivi refractari de aliere introducând sub formă de ligaturi;
- Totul se amestecă până la dizolvarea completă a componentelor și se încălzește la temperatură în conformitate cu tehnologia;
- Înainte de începerea turnării, reoxidarea cu cupru fosforos se face pentru a elimina oxizii;
- Aliajul de bronz obținut se topește perfect și umple rezervoarele de formare sub formă de lingouri de formă standard și rotundă;
- Lingourile sunt laminate sau presate.
Domenii de aplicare
Datorită diferitelor proprietăți, bronzul este utilizat în inginerie mecanică, în industria de rachete și aeronave, în construcții navale și în multe alte industrii. Calitatea rezistenței la coroziune, rezistența la uzură și coeficientul scăzut de frecare au făcut ca acesta să fie un material indispensabil pentru mașinile și ansamblurile care sunt implicate în deplasarea pieselor cu frecare ridicată. Pe de altă parte, piesele de bronz trebuie să fie actualizate periodic. Datorită rezistenței chimice, aliajele de bronz din tablă sunt utilizate pentru laminarea elementelor chimice și pentru fabricarea supapelor de control pentru diverse conducte .
Popularitatea neschimbată a utilizării bronzului în fabricarea sculpturilor datorită caracterului adecvat pentru turnare, stabilitatea atmosferică, durabilitatea și rezistența. Factorul de atractivitate externă a unei sculpturi din bronz este de asemenea important - culoarea și strălucirea care atrage ochiul. În plus, bronzul conferă soliditatea produsului cu efectul antichității. Din acest motiv , cele mai complexe candelabre, candelabre și alte elemente decorative din teatre și palate sunt realizate din aliaje de bronz.