Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Bronz, ktorý je ľuďom už dávno známy, je cenná zliatina s jedinečnými vlastnosťami. Článok podrobne rozoberá zloženie bronzu, jeho typy a špeciálne vlastnosti každého z nich. Bude tiež zaujímavé dozvedieť sa o modernom rozsahu tejto zliatiny.
Čo je bronz?
Bronz je viaczložková zliatina pozostávajúca z dvoch alebo viacerých prvkov, z ktorých hlavnou je meď. Zvyšné prvky sa nazývajú legovanie a používajú sa na zlepšenie výkonu kovu. Podiel zliatinových zlúčenín v bronze môže byť od 2, 5% . Naneste v tejto kvalite mangán, cín, olovo, chróm, fosfor, železo a ďalšie prvky, okrem zinku. Kombinácia medi a zinku má názov mosadz.
V závislosti od množstva prísad v zliatine medi bude mať bronz odlišný farebný odtieň. Ohnivé červené odtiene hovoria o vysokom percentuálnom zastúpení medi, zatiaľ čo farba studenej ocele ukazuje, že v bronze nie je prítomných viac ako 35% medi.
História bronzovej zliatiny
Bronz, ako je známe zo školských učebníc, sa používa už od staroveku. Najstaršie zliatiny ľudí boli zliatiny medi a cínu. Zistenia v oblasti Mezopotámie a južného Iránu naznačujú, že prvé bronzové predmety pochádzajú z 3. tisícročia pred naším letopočtom . Všetko bolo vyrobené z medi: riady (taniere, džbány a hrnce) zbrane (meče, šípky a osi), zrkadlá, peniaze vo forme mincí a samozrejme široká škála dekorácií. Starovekí grécki sochári (V-IV storočia pred nl) tiež ocenili kvalitu bronzu pri odlievaní veľkých sôch. Podobná technológia sa používa v našej dobe.
V stredoveku, tak bohatý na vojny, kanóny a delostrelecké granáty boli odlievané zo zliatiny medi a cínu. Najznámejšou inkarnáciou bronzu je zvon, ktorý mení zloženie, veľkosť a hrúbku stien a majstri dosiahli najpríjemnejšie zvuky bronzového zvonu, ktorý sa vylial.
Slúži ľuďom s jeho jedinečné vlastnosti, nestráca svoju popularitu. Pôvod slova je spojený s perzským slovom pre meď - berenj. Neskôr bola premenená na talianske slovo bronzo.
Značkovací bronz
Na označenie konkrétnej zliatiny je označená nasledovne:
- Spočiatku existuje kombinácia písmen "Br" - bronz;
- Ďalej písmená smerujúce na hlavné legujúce prvky;
- Na konci údajov, ktoré určujú obsah legujúcich prvkov v materiáli.
Príkladom je označenie BrO5 - obsah v zliatine je 5% cínu, BrА5 - 5% hliníka.
Značenie je potrebné nielen na určenie zloženia a vlastností bronzu, ale aj na jeho špecifickú hmotnosť. K tomu stačí použiť tabuľku z adresára. Ale ak značka nie je známa, potom chemická analýza pomôže. To je potrebné pre výpočet objemu obrobku, pretože jeho vzorec odráža pomer hmotnosti k objemu. Ak poznáme špecifickú hmotnosť jednej zliatiny, je možné vypočítať objem časti s určitou hmotnosťou a naopak, aká bude hmotnosť tyče danej hodnoty.
Bronzové vlastnosti
Ako už bolo uvedené, vlastnosti bronzu sú priamo závislé od prítomnosti jedného alebo viacerých legujúcich prvkov v ňom, ako aj od ich percentuálneho podielu.
Bronz má:
Vyššia odolnosť voči korózii, trvanlivosť a nižší koeficient trenia ako mosadz;- Odolnosť vo vzduchu, v slanej vode, roztokoch uhličitanov a roztokoch obsahujúcich organické kyseliny;
- Schopnosť zvárať a spájkovať;
- Odtiene od červenej po bielu;
- Ostatné ukazovatele závisia od zloženia.
Bronzová kompozícia
Nie každá kombinácia v zliatine medi a ďalší prvok je bronz. Meď a zinok, ako už bolo spomenuté, tvoria žlto-zlatú zliatinu nazývanú mosadz. Meď a nikel sú však obsiahnuté v niklovom striebre, ktoré bolo kedysi používané na úžasné ozvučovacie lyžice a viac na mince. Ocení sa tým, že po dlhú dobu nestráca svoj strieborný odtieň a lesk.
Cínový bronz
Hlavnou legovacou zložkou takéhoto bronzu je cín. Okrem toho sa do zliatiny zavádza olovo, fosfor, arzén a zinok. Cín dáva špeciálne medené vlastnosti - najlepšiu taviteľnosť, tvrdosť a elasticitu. Táto kombinácia vlastností je ideálna na leštenie. Iné legujúce prvky spôsobujú, že zliatina je odolná voči korózii a je vhodnejšia na odlievanie.
So zavedením cínu na úroveň 5% celkovej hmotnosti sa ťažnosť zliatiny začína znižovať a pri 20% cínu sa materiál stáva krehkým. Z tohto dôvodu sú zliatiny, kde podiel cínu presahuje 6% bariéru, vhodné najmä na odlievanie, ale nie sú vhodné na valcovanie alebo kovanie. Aby bola bronzová zliatina vhodnejšia na obrábanie, zavádza sa do nej asi 5% olova, čo zaisťuje ľahké odlamovanie triesok. Fosfor dezoxiduje zliatinu, ktorá sa nazýva fosfor, ak je podiel tohto prvku viac ako jeden.
Použitie zinku pomáha výrazne znížiť náklady na materiál, prakticky bez vplyvu na kvalitu zliatiny cínu s medom. Teda až 10% zinku sa zavádza do zmesi bez zmeny mechanických vlastností, čo znižuje výrobné náklady.
Najväčší podiel cínu môže byť 33%, pri čom bronz nadobúda príjemnú strieborno-bielu farbu. V závislosti od zmeny podielu tohto prvku sa dosiahne farba materiálu od červenej po žltú.
Špeciálny bronz (bez cínu)
Zliatiny s meďou, ktoré neobsahujú cín ako zliatinovú zložku, sa nazývajú špeciálnym alebo bezolovnatým bronzom. Takéto zliatiny medi s hliníkom, železom, olovom, kremikom atď. sa stalo najrozličnejším poslaním. Môžu byť kvalitnejšie ako zliatiny cínu a ich farebná škála je ešte bohatšia v rozmanitosti.
Hliníkový bronz vyhráva v mechanických vlastnostiach v porovnaní s cínom. Zliatiny hliníka sú však chemicky odolné . Zliatina medi so silikónom a zinkom vykazuje vynikajúcu tekutosť v kvapalnom stave.
Beryllium bronz prekonáva všetky ostatné v pružnosti, pričom má vysokú tvrdosť. Okrem toho existuje vysoká zvariteľnosť, chemická odolnosť zliatiny berýlia a medi. Pracuje skvele s reznými nástrojmi, presúva sa na spracovanie. Z tohto dôvodu je táto zliatina vhodná na výrobu takých častí a prvkov, ako sú membrány, pružiny, kontakty s pružinovými vlastnosťami. Sú ľahké a spoľahlivé na zváranie a sú trvanlivé.
Bronzové vlastnosti
Technologické charakteristiky
Podľa ich technologických vlastností môže byť bronz:
- Deformovateľné alebo ľahko citlivé na mechanické namáhanie. Tieto vlastnosti majú zliatiny obsahujúce nie viac ako 6% cínu. Ich plasticita umožňuje lisovanie, kovanie a výrobu vlnitých bronzových materiálov. Je to z kovaných zliatin, ktoré sú vyrobené z bronzového drôtu, pásky a listov atď.
- Zlieváreň - určená na tvarové odlievanie. Obrobené diely, ktoré môžu pracovať v morskej vode, ako aj ozubené kolesá a ložiská pre ložiská, sú vyrobené z takých zlievárenských bronzov na báze medi a cínu.
Tepelná vodivosť bronzových zliatin
Ak hovoríme o tepelnej vodivosti, potom spadá so zavedením legovacích prísad. Napriek tomu, že med vedie teplo veľmi dobre, jeho zliatiny s inými zložkami strácajú väčšie percento tohto ukazovateľa. Nízka tepelná vodivosť robí bronz nevhodným pre trecie jednotky, zváracie elektródy a iné prvky, ktoré vyžadujú rýchly návrat a odvod tepla. Nízkolegované bronzové zliatiny sú však blízko tepelnej vodivosti voči medi.
Bronzová výroba
Spôsob získavania tohto kovu sa uskutočňuje v elektrických indukčných peciach alebo v peciach téglikov, kde je meď legovaná legovacími prvkami. Tavenie prebieha pod vrstvou taviva alebo aktívneho uhlia. Zmes východiskového materiálu na tavenie sa môže pripraviť ako z čerstvých kovov, tak z recyklovaných materiálov.
Proces výroby bronzu:
Určitá časť uhlia alebo taviva sa umiestni do vyhrievanej pece;- Meď sa zavádza do pece, kde sa taví a zahrieva na požadovanú teplotu;
- Roztavený materiál je dezoxidovaný fosforečnou meďou;
- V dezoxidovanom tavenine pridajte legujúce zložky, privedené do horúceho stavu. Žiaruvzdorné legovacie prísady zavádzajúce vo forme ligatúr;
- Všetko sa mieša až do úplného rozpustenia zložiek a zahreje sa na teplotu podľa technológie;
- Pred začatím odlievania sa vykonáva opätovná dezoxidácia fosforečnou meďou na odstránenie oxidov;
- Získaná bronzová zliatina dokonale roztaví a naplní formovacie nádrže vo forme ingotov štandardného a okrúhleho tvaru;
- Ingoty sú valcované alebo lisované.
Oblasti použitia
Vďaka svojim rôznym vlastnostiam sa bronz používa v strojárstve, raketovom a leteckom priemysle, lodiarstve a mnohých ďalších priemyselných odvetviach. Kvalita koróznej odolnosti, odolnosť voči opotrebeniu a nízky koeficient trenia z neho robili nepostrádateľný materiál pre stroje a zostavy, ktoré sa podieľajú na pohyblivých častiach s vysokým trením. Na druhej strane je potrebné pravidelne aktualizovať bronzové časti. Vzhľadom na chemickú odolnosť sa používajú zliatiny z nehrdzavejúceho bronzu na valcovanie chemických prvkov a na výrobu regulačných ventilov pre rôzne potrubia .
Nezmeniteľná popularita používania bronzu pri výrobe soch kvôli jeho vhodnosti na odlievanie, ako aj atmosférická stabilita, trvanlivosť a pevnosť. Dôležitý je aj faktor vonkajšej príťažlivosti bronzovej sochy - farba a lesk, ktorý láka oko. Okrem toho, bronz dáva výrobku pevnosť s účinkom staroveku. Z tohto dôvodu sú najzložitejšie lustre, lustre a iné dekoratívne prvky v divadlách a palácoch vyrobené z bronzových zliatin.