Бронзът е съставът на сплавта. Химически състав на бронз

Много хора знаят за бронз, само че от тях са изхвърлени скулптури и паметници. Всъщност този метал е лишен от народно внимание незаслужено. Всъщност, не в нищо в историята на човечеството е дори бронзовата епоха - цяла ера, през която сплавта има господстващо положение. Това е един от малкото материали, използвани както в индустрията, така и в изкуството. Качествата, притежавани от сплавта на мед с калай, са просто незаменими в много отрасли на производство. Използва се при производството на оръжия, в машиностроенето, при леене на църковни камбани и т.н. В същото време днес има голям брой метални марки, всеки от които има определени предварително моделирани свойства.

Използването на бронз в миналото

Първото споменаване на сплавта от мед и калай е датирано от 4-то хилядолетие преди Христа. Именно този технологичен пробив, според историците, позволи на тогавашната цивилизация на Месопотамия да заема водеща позиция. Археологически разкопки, проведена в Южен Иран, показват широкото използване на бронз за производство на стрели, кинжали, копия, оси, мечове. Сред находките има дори вътрешни предмети, например мебели и огледала, както и кани, амфори, вази и плочи. За оформянето на древните монети и производството на бижута се използва същата сплав.

Бронз през Средновековието започва активно да се използва в Европа. Той произвежда такива масивни предмети като оръдия и църковни куполи. В по-късен период, с развитието на машиностроенето, универсалният метал също не остана незабелязан. Стойността му се оценява главно за антифрикционни и антикорозионни свойства. В същото време трябва да се отбележи, че материалът, използван преди, е малко по-различен от този, който днес е бронз. Съставът на сплавта съдържа голям брой малки примеси, което значително влошава качеството му.

Химическият състав на модерния бронз

Днес в материалната наука бронзът се нарича сплав от два метала: мед и калай, които могат да се използват в различни пропорции. Към този метал могат да се добавят цинк, фосфор, магнезий, олово и силиций, за да се даде на метала посочените качества. Наличието на случайни примеси с помощта на съвременни технологии е практически намалено до нула.

В повечето случаи съотношението между мед и калай в пропорции от 85 до 15% е приемливо. Намаляването на фракцията на втория компонент под това ниво води до редица проблеми, основно от които е сегрегацията. Този термин металурзисти нарича процес на стратификация на сплавта и нейното неравномерно замръзване.

Ефект на цвета на сплавта върху неговото качество

Знаещите се могат да научат много за материала, само като погледнат на цвета, който притежава бронзовият материал. Съставът пряко влияе върху този параметър. Не е трудно да се досетите, медът дава червен оттенък на сплавта. Следователно, намаляването на процентното му съотношение в полза на други компоненти ще означава постепенно преминаване на цветовете към по-тъмни тонове.

С обичайното равновесие на съставките (85% мед), бронзовите отливки жълт цвят. Този вид сорт може да се намери най-често. Бялата сплав се получава след коригиране на съотношението до 50:50. Но за да направите бронзовото сиво, е необходимо да се намали количеството мед до 35%.

Що се отнася до промяната на практическите характеристики на сплавта при експериментиране със състава й, ситуацията тук е следната. Ковъкът на материала ще зависи пряко от съдържанието на калай в него. По-малките, по-гъвкавият бронз, но това твърдение е вярно само до определена граница. Така че, когато марката достигне 50%, сплавта отново става мека.

Бронз в изкуството

Силен и издръжлив материал, като същевременно е достатъчно нисък точка на топене и добра мекота, не биха могли да помогнат, освен да се интересуват творчески хора, по-специално скулптори. Още през V-ІV в. Пр.н.е. в Гърция, технологията за изработване на бронзови статуи е изработена до най-малките подробности, които са все още актуални днес. Състои се от факта, че статуята на огнеупорния материал първоначално се заменя с восък, който директно се разрушава по време на леене. За да направите това, първо трябва да се направи моделът на гипса, а след това и формата за леене. Съдържанието на восъци, когато е изложено на температурата, просто се топи, а мястото му е заето от бронз, който се охлажда и втвърдява. След това тя остава само да се обработва и довежда до съвършенство.

Артилерийски метал

За производството на оръдия, а по-късно и на друго военно оборудване, винаги се използва бронз. Съставът на сплавта, който се използва за тези цели, обикновено съдържа 90% мед и само 10% калай. Това се дължи на факта, че материалът за инструментите трябва да е много силен и да има повишена устойчивост на разкъсване. Тези качества се притежават от бронзовата марка BRAZhM10-3-1.5. В допълнение към основните компоненти, съдържа 1-2% манган, което увеличава антифрикционните и температурни характеристики.

Правенето на църковни камбани

Звъненето на звънеца трябва да е мелодично и звукът му трябва да доставя удоволствие на слуха от голямо разстояние. По ирония на съдбата, Бронзо има такива музикални таланти. За подобряване на звука на звънеца, той е направен от сплав с повишено съдържание на калай (от 20 до 22%). Понякога добавя и малко сребро. Бронзовите класове, които се използват при производството на камбани и други ударни инструменти, са абсолютно неподходящи за практическо приложение в други индустрии. Това се дължи на факта, че такава сплав има фино структура и увеличена крехкост.

Фосфор и алуминиев бронз

За пръв път през 1871 г. Künzel прилага сплав, състояща се от 90% мед, 9% калай и 1% фосфор. Нарича се фосфорен бронз, а материалът се използва главно в инженерството. От нея се изхвърлят различни части от машините, които са обект на повишено триене. Фосфорът е необходим за увеличаване на еластичността и увеличаване на антикорозионните свойства. Основното предимство на този метал е, че той напълно запълва каналите в отливката.

Алуминиевият бронз, чийто състав се характеризира с повишено съдържание на мед (до 95%), изглежда много подобен на злато. В допълнение към красотата, той има редица други неоспорими предимства. Например, добавянето на 5% алуминий позволява на сплавта да издържи дълго време на излагане на агресивна среда, като например повишена киселинност.

Като материал за изработката на различни части от машини този метал почти универсално изменя фосфорния бронз в хартиените мелници и в производството на прах поради по-голямата устойчивост на разкъсване.

Силициев и манганов бронз

Към сплавта се добавя силиций, за да се увеличи електрическата проводимост. Това е неговото качество, използвано при производството на телефонни проводници. Референтният състав на силициевия бронз е както следва: 97,12% мед, 1,14% калай, 0,05% силиций.

Най-сложният производствен процес може да се похвали със сплав, съдържащ манган. Цялата процедура преминава през няколко етапа. Първо, фероманган се добавя към разтопената мед. След това, след като се поддържа определен температурен режим, се добавя калай и, ако е необходимо, цинк. Английската фирма Bronce Company произвежда няколко вида манганов бронз, който има различен вискозитет и твърдост. Тази сплав може да се използва в почти всички отрасли.