Bronca je sastav legure. Kemijski sastav bronce

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Mnogi ljudi znaju za broncu samo da se od nje lijevaju skulpture i spomenici. Zapravo, ovaj metal je nezasluženo lišen popularne pažnje. Uostalom, nije uzalud u povijesti čovječanstva postojalo čak i brončano doba - čitavo doba tijekom kojeg je legura zauzimala dominantan položaj. Jedan je od rijetkih materijala koji se koriste u industriji i umjetnosti. Kvalitete koje posjeduje legura bakra i kositra jednostavno su nezamjenjive u mnogim industrijama. Koristi se u proizvodnji alata, u strojarstvu, lijevanju crkvenih zvona i tako dalje. Istovremeno, danas postoji veliki broj metalnih razreda, od kojih svaki ima određena, unaprijed modelirana svojstva.

Upotreba bronce u prošlosti

Prvi spomen legure bakra i kositra datira iz 4. tisućljeća prije Krista. Ovaj tehnološki probojpovjesničari smatraju, omogućio civilizaciji Mezopotamije da zauzme vodeću poziciju u to vrijeme. Arheološka istraživanja provedena u južnom Iranu svjedoče o raširenoj uporabi bronce za izradu vrhova strijela, bodeža, kopalja, sjekira i mačeva. Među nalazima nalaze se čak i predmeti interijera, poput namještaja i ogledala, te vrčevi, amfore, vaze i tanjuri. Ista legura korištena je za kovanje drevnih kovanica i izradu nakita.

Bronca u srednjem vijeku počinje se aktivno koristiti u Europi. Od njega se izrađuju tako masivni predmeti kao što su topovi i crkvene kupole. U kasnijem razdoblju, razvojem strojarstva, tako svestrani metal također nije prošao nezapaženo. Bio je cijenjen uglavnom zbog svojih svojstava protiv trenja i korozije. Pritom treba napomenuti da je ranije korišteni materijal bio nešto drugačiji od današnje bronce. Sastav legure sadržavao je mnogo manjih nečistoća, što je značajno narušilo njezinu kvalitetu.

Kemijski sastav moderne bronce

Danas, u znanosti o materijalima, bronca je legura dva metala: bakra i kositra, koji se mogu koristiti u različitim omjerima. Kako bi se metalu dale željene kvalitete, ovom paru se mogu dodati cink, fosfor, magnezij, olovo i silicij. Prisutnost nasumičnih nečistoća uz pomoć modernih tehnologija praktički je svedena na nulu.

U većini slučajeva, omjer bakra i kositra u omjerima od 85 do 15 posto smatra se prihvatljivim. smanjenje udjeladruga komponenta ispod naznačene oznake stvara niz problema, od kojih je glavni likvacija. Ovaj izraz koriste metalurzi za označavanje procesa raslojavanja legure i njenog neravnomjernog skrućivanja.

Utjecaj boje legure na njezinu kvalitetu

Informirani ljudi mogu naučiti puno o materijalu samo gledajući boju koju ima bronca. Sastav izravno utječe na ovaj parametar. Kao što možete pretpostaviti, bakar daje leguri crvenu nijansu. Stoga će smanjenje njegovog postotka u korist ostalih komponenti značiti postupni prijelaz boje u prigušene tonove.

Uz uobičajenu ravnotežu komponenti (85% bakra), bronca daje žutu boju. Ovo je najčešća sorta koja se može naći. Bijela legura se dobiva nakon podešavanja omjera na omjer 50:50. Ali da bi bronca posijedila, potrebno je smanjiti količinu bakra na 35%.

Što se tiče promjene praktičnih karakteristika legure pri eksperimentiranju s njenim sastavom, situacija je sljedeća. Duktilnost materijala izravno će ovisiti o sadržaju kositra u njemu. Što je manja, bronca će biti savitljivija, ali ova je izjava istinita samo do određene granice. Dakle, kada se dosegne oznaka od 50%, legura ponovno postaje meka.

Bronca u umjetnosti

Čvrst i izdržljiv materijal, iako ima prilično nisku točku taljenja i dobru duktilnost, nije mogao ne zainteresirati kreativne ljude, posebice kipare. Već u V-IV stoljeću prije Krista u Grčkoj je razrađeno do najsitnijih detaljatehnologija izrade brončanih kipova, koja je i danas aktualna.

Sastoji se u tome što se kip od vatrootpornog materijala u početku zamjenjuje voskom, koji se uništava izravno tijekom lijevanja. Da biste to učinili, prema crtežu, prvo se mora izraditi gipsani model, a zatim kalup za lijevanje. Sadržaj voska se jednostavno topi kada je izložen temperaturi, a njegovo mjesto zauzima bronca koja se hladi i stvrdnjava. Nakon toga, ostaje samo obraditi i dovesti do savršenstva.

Topnički metal

Za izradu topova, a kasnije i druge vojne opreme, oduvijek se koristila bronca. Sastav legure koja se koristi u ove svrhe u pravilu sadrži 90% bakra i samo 10% kositra.

To je zbog činjenice da materijal za alat mora biti vrlo čvrst i imati visoku otpornost na kidanje. Marka bronce BrAZhMts10-3-1.5 posjeduje takve kvalitete. Uz glavne komponente, sadrži 1-2% mangana, koji poboljšava karakteristike protiv trenja i temperature.

Izrada crkvenog zvona

Zvona zvona mora biti melodična, a njen zvuk mora zadovoljiti uho na velikoj udaljenosti. Čudno, ali bronca ima takve glazbene talente. Za poboljšanje zvuka zvona, izrađeno je od legure s visokim udjelom kositra (od 20 do 22%). Ponekad mu se doda i nešto srebra. Marke bronce, koje se koriste u proizvodnji zvona i drugih udaraljki,potpuno su neprikladni za praktičnu uporabu u drugim industrijama. To je zbog činjenice da takva legura ima finozrnu strukturu i povećanu lomljivost.

fosfor i aluminijska bronca

Prvu leguru koja se sastoji od 90% bakra, 9% kositra i 1% fosfora koristio je Künzel 1871. Nazvana je fosforna bronca, a materijal je svoju primjenu uglavnom pronašao u strojarstvu. Od njega se izlijevaju razni dijelovi stroja koji su podložni povećanom trenju. Fosfor je neophodan za povećanje elastičnosti i poboljšanje antikorozivnih svojstava. Glavna prednost ovog metala je da savršeno ispunjava sve udubine tijekom lijevanja.

Aluminijska bronca, čiji sastav karakterizira visok sadržaj bakra (do 95%), izgledom je vrlo slična zlatu. Osim ljepote, ima niz drugih neospornih prednosti. Na primjer, dodavanje 5% aluminija omogućuje leguri da izdrži dugotrajnu izloženost agresivnom okruženju kao što je visoka kiselost.

Kao materijal za izradu raznih dijelova strojeva, ovaj metal je gotovo univerzalno zamijenio fosfornu broncu u tvornicama papira i proizvodnji baruta zbog svoje veće otpornosti na kidanje.

Silicij i manganova bronca

Silicij je dodan leguri radi povećanja električne vodljivosti. Ova kvaliteta se koristi u proizvodnji telefonskih žica. Referentni sastav silikonske bronce je sljedeći: 97,12% bakra, 1,14% kositra, 0,05% silicija.

Najtežeproizvodni proces može se pohvaliti legurom koja sadrži mangan. Cijeli postupak se odvija u nekoliko faza. Prvo, feromangan se dodaje rastaljenom bakru. Zatim se, održavajući navedeni temperaturni režim, dodaje kositar, a ako je potrebno, cink. Engleska tvrtka Bronce Company proizvodi nekoliko razreda manganske bronce različite viskoznosti i tvrdoće. Takva se legura može koristiti u gotovo svim industrijama.