Bronasta: sestava zlitine, lastnosti in uporaba

Zgodovina

Eden od najbolj znanih krajev, kjer so bili najdeni bronasti izdelki, je bil na območju reke Kuban. Na tej točki je arheolog Nikolaj Veselovsky leta 1897 odkril tako imenovano Maykopovo kulturo, ki je obstajala v drugi polovici 4. stoletja pred našim štetjem.

Bronasti artefakti, najdeni v grobovih v Maykopu, so bili narejeni predvsem iz bakra in arzena, zato se domneva, da so bile prvotne prvine le takšne zlitine, imenovanih arzenovih bronz.

V svojih lastnostih ni bilo nikakor slabše bakrenih zlitin s kositrom ali svincem, in celo jih presegla zaradi številnih značilnosti. Uporabljal se je na različnih področjih človeške dejavnosti tistih časov, od izdelave kritičnih delov do nakita.

Sestava bronaste

Bronza je zlitina bakra s kovinami, kot so kositer, aluminij, svinec, berilij in nemetali - arzen, silicij in fosfor. Poleg tega je mogoče take zlitine dopolnjevati tudi s fosforjem, cinkom, manganom, železom in niklom.

Sestava bronaste odvisno od stopnje zlitine in je naveden v svoji oznaki. Na primer, sestava zlitine z oznako BRAMts7-1 vključuje 7% aluminija, 1% mangana in 92% bakra.

Tako je glavni element te kovine baker (od 35% do 90% in več). Druga komponenta je lahko arzen, kositer ali berilij, svinec, aluminij, silicij in drugi sestavni deli. Za zlitine dodamo posebne lastnosti lahko dodate dodatne komponente - cinka, železa, niklja, mangana, fosforja in drugih.

Značilnosti bronaste in lastnosti

Glavne lastnosti vseh bronastih zlitin so plastičnost in trdota. Odvisno od razmerja med glavnimi in dodatnimi komponentami je mogoče pridobiti veliko novih lastnosti. Poleg tega količina bakra v zlitini določa njegovo barvo.

Torej, zlati bron se dobi, če je sestava zlitine približno 85% bakra, in z zmanjšanjem njegove količine na 50% se bo izkazala zlitina, ki ima srebrno barvo. Zmanjšanje količine bakra na 35% in manj svinca, da dobimo izhodni sivo ali celo črno bron in povečati količino bakra do 90% in več vodijo do nastanka rdeče litine.

Ena od starih blagovnih znamk bronastih zlitin je zvonec bron, ki se še danes uporablja za ulivanje zvoncev. Vsebuje 20% kositra in 80% bakra. Njegova pomanjkljivost je povečana krhkost zaradi prisotnosti velike vsebnosti kositra v zlitini.

Kot smo že omenili, so najbolj uporabljeni zlitine bakra in kositra z dodatkom majhnega števila drugih komponent. Široka uporaba takšnih zlitin je predvsem posledica zgodovinsko ugotovljenih vzrokov, ki so pripeljali do premika arzenovega brona iz proizvodnje.

Razlogi so naslednji:

• razvoj mnogih stoletij depozitov tennantita in drugih bledih rud, bogatih z bakrom in arzenom. Takšne rude so bile najprimernejše za proizvodnjo arzenove bronze, ker niso bile zelo globoke, zaradi česar je bil proizvodni proces cenejši od drugih virov bakra in arzena;
• visoka toksičnost takšne proizvodnje brona, ki ga je prisotnost arzena na področjih, ki neizogibno vodi do izgube zdravja in sposobnosti za nadaljnje delo z izkušenimi metalurgi in kovačev povzročajo;
• neprimernost metalurških odpadkov in zlomljenih arzenovih bronastih izdelkov za nadaljnje taljenje kovin. V najboljšem primeru so bili ti izdelki uporabljeni za izdelavo nakita ali nebistvenih delov.

Zlitine bakra in kositra, ki so nadomestili arzenove bronze, čeprav so bili dražji, vendar so bili ekonomsko prednost, saj je razvoj konjskega prevoza in posledično vzpostavitev trgovinskih povezav med mesti in državami privedla do povečanja uvoza arzena brez bronze.

Vrste bronaste in značilnosti

Razvoj obsežne industrijske proizvodnje na splošno je privedel do dejstva, da so kositrne bronze postale skoraj najbolj masivna vrsta bronaste barve. In le v zadnjih sto letih je ta vrsta začela nadomestiti zlitine bakra z kositrom nadomestki, kot so aluminij, silicij in še posebej berilij bronz.

Tako so naslednje vrste:

1. Tinless. Vključuje bron, v katerem so druge komponente aluminij, silicij, berilij in druge kovine ter nekovine. Vsaka od teh komponent mu daje posebne lastnosti. Na primer, aluminij daje zlitini večje protikorozijske lastnosti in visoko odpornost proti koroziji, berilij povečuje trdnost in trdoto, silikon in cink pa izboljšata njeno tekočino in odpornost na abrazijo;
2. kositer. Zlitina iz bakra in kositra, v kateri prevladuje baker. Je eden prvih, obvlada človek. Je visoka, v primerjavi s čistim bakrom, trdoto in močjo, pa tudi bolj utopno. V takšnih zlitinah je kositer po bakru in glavnem legirni komponenti vedno drugi po številu.

Tretji po številu so takšne dodatne komponente kot arzenik, cink in svinec. Ta kovina je zaradi zelo nizkega krčenja namenjena predvsem litju, saj je težko obdelati s tlakom, rezanjem in ostrenjem. Celo težnja po segregaciji in nizki tekočini ne vplivata na uporabo te zlitine za izdelavo odlitkov, ki so kompleksni, vključno z umetniškim litjem.

Bronza z dodatkom cinka se imenuje "admiralstvo""In se uporablja za izdelavo delov, ki imajo pogost ali stalni stik z morsko vodo (ladjedelništvo). Ta značilnost je posledica dejstva, da cink daje zlitini večjo korozijsko odpornost v tem okolju.

Vendar pa je za čiščenje bronaste korozije v slani morski vodi vse bolj obogaten z aluminijem in niklom. Take zlitine, ki se pogosto imenujejo "morski", se uporabljajo za izdelavo elementov naftnih ploščadi, ki delujejo na morskih in oceanskih policah.

Da bi dali bronastim dodatnim značilnostim, je dopiran z majhnimi količinami fosforja, srebra, cinka, arzena, mangana in drugih sestavin. Tako uvedba majhne količine srebra povečuje električno prevodnost bron in ga primerja z električno prevodnostjo bakra.

Področja uporabe in označevanja

Obstajajo posebne mize, ki vsebujejo oznake in opise vseh bronastih zlitin, ki jih proizvaja industrija. Toda tudi brez uporabe takih tabel je mogoče določiti vrsto in kemično sestavo, če vedo, kako se označuje njegovo označevanje.

Z enostavnim označevanjem lahko ugotovite njihovo sestavo. Njen značilen znak v oznaki je črke "Br", kar pomeni "Bronza"".

Nadalje sledijo črke, ki poleg bakra označujejo tudi prisotnost ustreznih komponent. Te pisemske oznake določeni predpisi so naslednji: A - aluminij, B - berilij, K - silicij, F - železo, H - nikelj, Mc - mangan, Mg - magnezij, C - svinec, O - kositer, T - titan, F je fosfor, Z je cink.

Po črkah sledijo črke, ki označujejo številke odstotek vsake komponente (po bakru). In tudi oznake, v katerih je za vsako črko uporabljen odstotek te ali tiste komponente. Če želite poznati vsebnost bakra, morate odšteti 100% odstotka vseh komponent.

Spodaj so navedeni primeri oznak in njihovih transkriptov: BrO5Ts6S5 - bron zlitine z vsebnostjo kositra 5%, cink - 6% svinca - 5% bakra - 84% - BrO3Ts8S4N1 - vsebnost kositra - 3%, cinka - 8% svinca - 4% Ni - 1% bakra - 84% - vsebnost kositra - - BrO10F1 10%, P - 1% bakra - 89% - BrB2 - berilij vsebina - 2% bakra - 98% - BrAZhMts10-3-1, 5 - vsebnost aluminija - 10%, železo - 3% Mn - 1,5% Cu - 85,5% - BrAZhN10-4-4 - vsebnost aluminija - 10% železa - 4% Ni - 4% bakra - 82%.

Zaradi svojih različnih lastnosti, to kovino najde najširša uporaba na različnih področjih. Iz njega izdelujemo naslednje izdelke:

• elementi dekor (svetilke, figurice, svečniki, pepelniki, rešetke, ograje in drugi okraski);
• razni dodatki (ključavnice, ročaji, nadzemne zanke, pipe, mešalniki in druge vodovodne instalacije);
• deli strojev in mehanizmov (puše, tesnila, zobniki, ležaji, deli opreme, ki delujejo pod vodo);
• deli za visoko precizno opremo, navigacijski instrumenti, avtomobilske karte;
• številna oprema (krivine, vogali, adapterji, spojke, čevlji itd.);
• v majhnem številu nakita.

Bronza se pogosto uporablja v raketni tehniki in strojništvu, letalstvu in ladjedelništvu. Ustvarja predmete zelo umetniške umetnosti za gledališča, dvorane in palače, spuščene spomenike in skulpture.

Zahvaljujoč razvoju metalurgije, to kovino pridobi vse nove in nenavadne lastnosti, Nedosegljiv kovačem in metalurgom iz preteklosti. Zliti, ki so jo odkrili starejši, zlitina še naprej dobro služi človeštvu in napreduje za mnoge, mnogo stoletij.