Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Bronz, který je již dlouho znám lidem, je cenná slitina s jedinečnými vlastnostmi. Článek podrobně rozebírá složení bronzu, jeho typy a speciální vlastnosti každého z nich. Bude také zajímavé dozvědět se o moderním rozsahu této slitiny.
Co je to bronz?
Bronz je vícezložková slitina složená ze dvou nebo více prvků, z nichž hlavní je měď. Zbývající prvky se nazývají legování a používají se ke zlepšení výkonu kovu. Podíl legujících sloučenin v bronzu může být od 2, 5% . Naneste v této kvalitě mangan, cín, olovo, chrom, fosfor, železo a další prvky, s výjimkou zinku. Kombinace mědi a zinku nese název mosazi.
V závislosti na množství aditiv ve slitině mědi bude mít bronz jiný barevný odstín. Ohnivé červené odstíny hovoří o vysokém procentu mědi, zatímco barva studené oceli ukazuje, že v bronzu není přítomno více než 35% mědi.
Historie bronzové slitiny
Bronz, jak je známo ze školních učebnic, se používá již od dávných dob. Nejstarší slitiny vyrobené lidmi byly slitiny mědi a cínu. Zjištění v oblasti Mezopotámie a jižního Íránu ukazují, že první bronzové předměty se datují do 3. tisíciletí před naším letopočtem . Všechno bylo vyrobeno z mědi: nádobí (talíře, džbány a hrnce) zbraně (meče, šípy a osy), zrcadla, peníze ve formě mincí a samozřejmě široká škála dekorací. Starověcí řečtí sochaři (V-IV století př.nl) také ocenili kvalitu bronzu při odlévání velkých soch. Podobná technologie se používá v naší době.
Ve středověku, tak hojný pro války, děla a dělostřelecké granáty byly obsazeny ze slitiny mědi a cínu. Nejznámějším ztělesněním bronzu je zvon, který mění složení, velikost a tloušťku zdí, mistři dosáhli nejpříjemnějších zvuků bronzového zvonu, který se vylil.
Slouží lidem s jeho jedinečnými vlastnostmi, neztrácí svou popularitu. Původ slova je spojen s perským slovem pro měď - berenj. Později byla transformována na italské slovo bronzo.
Značení bronz
Pro označení konkrétní slitiny je označena následovně:
- Zpočátku existuje kombinace písmen "Br" - bronz;
- Dále písmena směřující k hlavním legovacím prvkům;
- Na konci čísel, které určují obsah legujících prvků v materiálu.
Příkladem je značení BrO5 - obsah ve slitině je 5% cínu, BrА5 - 5% hliníku.
Značení je nezbytné nejen pro určení složení a vlastností bronzu, ale také pro jeho specifickou hmotnost. K tomu stačí použít tabulku z adresáře. Ale pokud je značka neznámá, pak pomůže chemická analýza. To je nutné pro výpočet objemu obrobku, protože jeho vzorec odráží poměr hmotnosti k objemu. Znát specifickou hmotnost jedné slitiny, je možné vypočítat objem části s určitou hmotností a naopak, jaká bude hmotnost tyče dané hodnoty.
Bronzové vlastnosti
Jak již bylo uvedeno, vlastnosti bronzu jsou přímo závislé na přítomnosti jednoho nebo více legujících prvků v něm, jakož i na jejich procentuálním podílu.
Bronz má:
Vyšší odolnost proti korozi, odolnost a nižší součinitel tření než mosaz;- Odolnost ve vzduchu, ve slané vodě, roztocích uhličitých a roztocích obsahujících organické kyseliny;
- Schopnost svařování a pájení;
- Odstíny od červené po bílou;
- Další ukazatele závisí na složení.
Bronzová kompozice
Ne každá kombinace ve slitině mědi a dalším prvkem je bronz. Měď a zinek, jak již bylo zmíněno, tvoří nažloutlou slitinu zvanou mosaz. Ale měď a nikl jsou ztělesněny v niklovém stříbře, které bylo kdysi používáno pro úžasné ozvučení lžiček a více pro mince. To je oceňováno pro skutečnost, že po dlouhou dobu neztrácí svůj stříbrný stín a lesk.
Cínový bronz
Hlavní legovací složkou tohoto bronzu je cín. Kromě toho se do slitiny zavádí olovo, fosfor, arsen a zinek. Cín dodává speciální měděné vlastnosti - nejlepší tavitelnost, tvrdost a pružnost. Tato kombinace vlastností je ideální pro leštění. Jiné legovací prvky dělají slitinu odolnou vůči korozi a vhodnější pro odlévání.
Se zavedením cínu na úroveň 5% celkové hmoty se začne snižovat tažnost slitiny a při 20% cínu se materiál stává křehkým. Z tohoto důvodu jsou slitiny, kde podíl cínu přesahuje 6% bariéru, vhodné zejména pro odlévání, ale nejsou vhodné pro válcování nebo kování. Aby byla bronzová slitina vhodnější pro obrábění, je do ní zavedeno asi 5% olova, což zajišťuje lehké odlomení třísky. Fosfor deoxiduje slitinu, která se nazývá fosfor, pokud je procento tohoto prvku více než jedno.
Použití zinku pomáhá výrazně snížit náklady na materiál, prakticky bez jakéhokoliv vlivu na kvalitu slitiny cínu s mědí. Do kompozice se tak zavádí až 10% zinku bez změny mechanických vlastností, což snižuje výrobní náklady.
Největší podíl cínu může být 33%, při čemž bronz má příjemnou stříbrně bílou barvu. V závislosti na změně podílu tohoto prvku se dosáhne barvy materiálu od červené po žlutou.
Speciální bronz (bez cínu)
Slitiny s mědí, které neobsahují cín jako legovací složku, se nazývají speciální nebo bezolovnatý bronz. Takové slitiny mědi s hliníkem, železem, olovem, křemíkem atd. se stalo nejrůznější mise. Mohou mít vynikající kvalitu slitin cínu a jejich barevný rozsah je ještě bohatší v rozmanitosti.
Hliníkový bronz získává ve srovnání s cínem mechanické vlastnosti. Slitiny hliníku jsou však chemicky odolné . Slitina mědi s křemíkem a zinkem vykazuje vynikající tekutost v kapalném stavu.
Bronz beryllium předčí všechny ostatní v pružnosti a zároveň má vysokou tvrdost. Kromě toho existuje vysoká svařitelnost, chemická odolnost slitiny beryllium-měď. Pracuje skvěle s řeznými nástroji, přesouvá je na zpracování. Z tohoto důvodu je tato slitina vhodná pro výrobu takových částí a prvků, jako jsou membrány, pružiny, kontakty s pružinovými vlastnostmi. Jsou snadno a spolehlivě svařitelné a odolné.
Bronzové vlastnosti
Technologické charakteristiky
Podle jejich technologických vlastností může být bronz:
- Deformovatelné nebo snadno citlivé na mechanické namáhání. Tyto vlastnosti mají slitiny obsahující nejvýše 6% cínu. Jejich plasticita umožňuje lisování, kování a výrobu vlnitých bronzových materiálů. Je vyroben z kovaných slitin, z nichž se vyrábí bronzový drát, páska a fólie;
- Slévárna - určená pro tvarové lití. Obrobené díly, které mohou pracovat v mořské vodě, stejně jako ozubená kola a ložiska ložisek, jsou vyrobeny z takových slévárenských bronzů na bázi mědi a cínu.
Tepelná vodivost bronzových slitin
Pokud hovoříme o tepelné vodivosti, pak to spadá se zavedením legovacích přísad. Navzdory skutečnosti, že měď vede teplo velmi dobře, jeho slitiny s ostatními složkami ztrácejí větší podíl tohoto ukazatele. Nízká tepelná vodivost činí bronz nevhodným pro třecí jednotky, svařovací elektrody a další prvky, které vyžadují rychlý návrat a odvod tepla. Nízkolegované slitiny bronzu jsou však v tepelné vodivosti blízké mědi.
Bronzová produkce
Způsob výroby tohoto kovu probíhá v elektrických indukčních pecích nebo v kelímkových pecích, kde je měď legována legovacími prvky. Tavení probíhá pod vrstvou tavidla nebo dřevěného uhlí. Směs výchozího materiálu pro tavení může být připravena jak z čerstvých kovů, tak z recyklovaných materiálů.
Proces výroby bronzu:
Určitá část uhlí nebo tavidla se umístí do vyhřívané trouby;- Měď se zavádí do pece, kde se roztaví a zahřeje na požadovanou teplotu;
- Roztavený materiál je dezoxidován mědí fosforečnou;
- V dezoxidovaných taveninách přidávejte legující složky, které jsou ohřáté. Žáruvzdorné legovací přísady zavádějící ve formě ligatur;
- Vše se míchá až do úplného rozpuštění složek a zahřeje se na teplotu podle technologie;
- Před zahájením odlévání se provádí reooxidace s fosforovou mědí, aby se odstranily jeho oxidy;
- Získaná bronzová slitina dokonale roztaví a naplní formovací nádrže ve formě ingotů standardního a kulatého tvaru;
- Ingoty jsou válcované nebo lisované.
Oblasti použití
Vzhledem ke svým různým vlastnostem se bronz používá ve strojírenství, raketovém a leteckém průmyslu, stavbě lodí a mnoha dalších průmyslových odvětvích. Kvalita korozní odolnosti, odolnost proti opotřebení a nízký součinitel tření z něj činí nepostradatelný materiál pro stroje a montážní celky, které se podílejí na pohyblivých částech s vysokým třením. Na druhou stranu, bronzové díly je třeba pravidelně aktualizovat. Vzhledem k chemické odolnosti se slitiny z bezolovnatého bronzu používají pro válcování chemických prvků a výrobu regulačních ventilů pro různá potrubí .
Nezměnitelná popularita použití bronzu při výrobě soch díky jeho vhodnosti pro odlévání, jakož i atmosférická stabilita, trvanlivost a pevnost. Důležitý je také faktor vnější přitažlivosti bronzové sochy - barva a lesk, který přitahuje oko. Kromě toho bronz dává výrobku pevnost s účinkem starověku. Z tohoto důvodu jsou nejsložitější lustry, lustry a další dekorativní prvky v divadlech a palácích vyrobeny z bronzových slitin.