В продължение на много хилядолетия човекът е експериментирал с различни метали и е получавал от тях все повече и повече високоякостни сплави. За това са използвани различни химични елементи. Бронзовата епоха е епоха, през която сплав от калай и мед (CuSn6) стана популярна. Какъв е този материал и защо беше толкова популярен?
История на бронзовата епоха
Благодарение на подобрението в обработката на метали като мед и калай, през 3000 г. пр.н.е. започва бронзовата епоха. Характеризира се с активното производство на такава сплав като бронз, която е била използвана за направата на инструменти и бижута.
В съвременната металургична индустрия освен мед и калай се използват и материали като алуминий, фосфор, олово и цинк. Самото име идва от персийската дума "berenj", която се превежда като "мед".
Известно е, че първият бронз е направен от Cu и арсен и се е наричал арсен. Въпреки това, поради своята токсичност, той много бързосменен на калай. Не е изненадващо, че ковачите често са изобразявани като грозни и осакатени. Всъщност беше така. Продължителният контакт с арсен се отрази много зле на тялото им. Поради тази причина сплавта от мед и калай се нарича бронз, тъй като именно тези компоненти най-често присъстват в нея.
Характеристика на бронза
Всички знаем, че метал като медта е много мек, пластичен и абсолютно крехък. В същото време има много висока електрическа и топлопроводимост. Сплав от калай и мед е материал, който значително надвишава характеристиките на тези химични елементи поотделно. С други думи, бронзът има висока твърдост, здравина, но в същото време е доста топим.
Откриването на тази сплав изигра голяма роля в металургичната индустрия. Въпреки факта, че по-късно са изобретени много други материали, дори днес той е много популярен поради добрите си механични свойства.
Способността на бронза да устои на корозия
Едно от най-важните свойства на сплавта е нейната устойчивост на корозия. Това е особено вярно за тези състави, в които има значително съдържание на манган и силиций (повече от 2%).
Установено е, че бронзът проявява висока устойчивост на корозия при контакт с вода (морска и прясна вода), концентрирани алкали и киселини, сулфати и хлориди на леките метали и сухи газове (бронзи без калай).
Разбира се, като цялокорозионните свойства на сплавта зависят от легиращите елементи. По този начин високото съдържание на олово намалява способността за устойчивост на корозия, докато никелът увеличава това свойство.
Видове бронз
Легиращите елементи, които могат да бъдат в състава на тази сплав, могат значително да променят нейните свойства, а видът на бронза също зависи от тях. Освен това калайът може да бъде заменен с други елементи. Например BrAMTS-7-1 може да се дешифрира по следния начин: 92% мед, 7% алуминий, 1% манган. Тази марка бронз не съдържа калай и поради това има висока устойчивост на променливо натоварване. Използва се за направата на болтове, винтове, гайки и части за хидравлични инсталации.
Друг пример е калай леярски бронз на марката BrO10S10. Съдържа до 83% мед, 9% калай, 8% олово и до 0,1% желязо, силиций, фосфор и алуминий. Той е проектиран за части, които работят при високо специфично налягане, като плъзгащи лагери.
Въпреки факта, че бронзът е сплав от калай и мед, в някои случаи не се използва такъв химичен елемент като Sn. Друг пример за бронз без калай е топлоустойчив. За производството му се използват само мед 98-99% и кадмий 1-2%. Пример за това е марката BrKd1. Това е топлоустойчив кадмиев бронз с висока топлоустойчивост и електрическа проводимост. Може да се използва за производството на части от машини за съпротивително заваряване, колектори на електродвигатели и други части, работещи при високи температури и изискващи добро качество.проводимост.
Друг тип сплав, използвана за направата на уплътнения в автомобилни лагери и втулки, е ламарина, обработена под налягане. Сплав от мед и калай съдържа такива легиращи елементи като олово (4%), цинк (4%), алуминий (0,002%), желязо (0,005%). Класът на стоманата се нарича BrOTsS4-4-4. Благодарение на процента на тези химични елементи тази сплав може да се обработва чрез натиск и рязане. Цветът на бронза също зависи от примесите. И така, колкото по-малко мед съдържа сплавта, толкова по-слабо изразен е цветът: повече от 90% - червено, до 80% - жълто, по-малко от 35% - сива стомана.
Бронзова работа
Както споменахме по-рано, сплав от калай и мед е доста издръжлив материал. Трудно се заточва, реже и работи с натиск. Като цяло това е леярски материал с ниско свиване - около един процент. И дори въпреки ниската течливост и склонността към сегрегация, бронзът се използва за направата на отливки със сложни конфигурации. Арт кастинг не е изключение.
Легиращите елементи, които се добавят към сплав от калай и мед, подобряват нейните свойства и намаляват цената. Например, легирането с олово и фосфор подобрява обработката на бронза, докато цинкът повишава неговата устойчивост на корозия. За определени цели се правят деформирани сплави. Те лесно променят външния си вид при използване на студено коване.
Обхват на приложение
Разбира се, използването на бронз не губи своята популярност в наше време. Сувенирпродукти, декоративни интериорни предмети, декорации за порти и порти… Освен това сплавта се използва за изработка на фитинги (дръжки, панти, брави) и водопроводни инсталации (кранове, фитинги, уплътнения, кранове). В индустриалните зони бронзът също има широки области на употреба. И така, леярската сплав се използва за направата на лагери, уплътнителни пръстени, втулки.
Широкото използване на бронза е особено засегнато от неговите корозивни свойства. Поради тази причина се използва за производството на части от механизми, които работят в постоянен контакт с вода. Високата еластичност на сплавта прави възможно производството на пружини и части от инструментите от нея.
Smelting Bronze
Разбира се, всяка сплав има своите плюсове и минуси. Бронзът е сплав, която се състои от мед и калай, и следователно перфектно толерира всяко претопяване. Може да се използва многократно за напълно различни цели. От друга страна, ако бронзът съдържа голямо количество примеси като магнезий, силиций, алуминий, тогава механичните свойства могат да намалеят по време на претопяването.
Това се дължи на факта, че легиращите елементи, които подобряват характеристиките на бронза, се окисляват по време на топенето и образуват огнеупорни оксиди, които са разположени по границите на кристалната решетка. Те разрушават връзката между зърната, правейки бронза по-крехък.
Как да различим бронз от месинг и мед
Един от най-често срещаните въпроси е разликататази сплав от други подобни на външен вид. Разбира се, в рамките на индустрията и с помощта на специални реагенти, това е доста просто. Но какво ще стане, ако трябва да определите материала у дома?
Нека започнем с факта, че сплавта се състои от калай и мед. Масите на тези вещества в проценти могат да бъдат различни. Колкото повече мед, толкова по-ярък ще бъде цветът, но поради съдържанието на калай в сплавта, той ще бъде с порядък по-тежък от, например, чист Cu.
Ако сравним бронза с месинга, последният има по-жълтеникав оттенък. Самата мед е много пластична, но сплавите на нея са доста еластични и твърди. Можете също така да определите кой материал е пред вас чрез нагряване. И така, в месинга, под въздействието на висока температура, се отделя цинков оксид и продуктът придобива пепелява „плака“. Но бронзът, когато се нагрее, няма да промени свойствата си.
Произведения на изкуството
Доста често можете да намерите различни бронзови фигурки и фигурки. Много произведения на изкуството са създадени в древни времена и през Средновековието.
Сплави, съдържащи мед и калай, се използват за направата на:
- Огради и порти, които са не само невероятно красиви, но и издръжливи.
- Елементи на стълбищни конструкции.
- Сувенири и скулптурни композиции.
- Декоративни осветителни тела: аплици и полилеи.
- Елементи за вътрешна декорация.
За да се напикаят необходимотосъстав, създават специален модел от дърво, гипс или полимерни материали - така нареченото формоване. Кухините на тази фигура се запълват с глина и се отстраняват след отливането. След производството повърхността може да бъде покрита със злато, никел, хром или сребро.
Много е важно да се отбележи, че като правило за направата на произведения на изкуството се използва сплав от калай и мед без легиращи елементи. Това се дължи на факта, че колкото повече такива компоненти присъстват в бронза, толкова по-голямо е неговото свиване, което се отразява негативно на качеството и формата на продукта.
