Bronza yra lydinio kompozicija. Bronzos cheminė sudėtis

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Daugelis žmonių apie bronzą žino tik tai, kad iš jos liejamos skulptūros ir paminklai. Tiesą sakant, šis metalas nepelnytai atimamas iš visuomenės dėmesio. Juk ne veltui žmonijos istorijoje buvo net bronzos amžius – ištisa era, kurios metu lydinys užėmė dominuojančią padėtį. Tai viena iš nedaugelio medžiagų, naudojamų tiek pramonėje, tiek mene. Vario ir alavo lydinio savybės yra tiesiog būtinos daugelyje pramonės šakų. Jis naudojamas įrankių gamyboje, mechaninėje inžinerijoje, liejant bažnyčių varpus ir kt. Tuo pačiu metu šiandien yra daug metalų rūšių, kurių kiekviena turi tam tikras iš anksto sumodeliuotas savybes.

Bronzos naudojimas praeityje

Pirmasis vario ir alavo lydinio paminėjimas datuojamas IV tūkstantmečiu prieš Kristų. Šis technologinis proveržisistorikų nuomone, leido Mesopotamijos civilizacijai užimti to meto lyderio poziciją. Pietų Irane atlikti archeologiniai kasinėjimai liudija, kad bronza plačiai naudojama strėlių antgalių, durklų, iečių, kirvių ir kardų gamybai. Tarp radinių yra net interjero daiktų, tokių kaip baldai ir veidrodžiai, taip pat ąsočiai, amforos, vazos ir lėkštės. Tas pats lydinys buvo naudojamas senovinėms monetoms ir papuošalams gaminti.

Bronza viduramžiais pradedama aktyviai naudoti Europoje. Iš jo gaminami tokie masyvūs objektai kaip patrankos ir bažnyčių kupolai. Vėlesniu laikotarpiu, tobulėjant mechaninei inžinerijai, toks universalus metalas taip pat neliko nepastebėtas. Jis buvo vertinamas daugiausia dėl antifrikcinių ir antikorozinių savybių. Kartu reikia pažymėti, kad anksčiau naudota medžiaga šiek tiek skyrėsi nuo šiandieninės bronzos. Lydinio sudėtyje buvo daug smulkių priemaišų, kurios labai pablogino jo kokybę.

Šiuolaikinės bronzos cheminė sudėtis

Šiandien medžiagų moksle bronza yra dviejų metalų: vario ir alavo lydinys, kuris gali būti naudojamas įvairiomis proporcijomis. Norint suteikti metalui norimas savybes, į šią porą galima pridėti cinko, fosforo, magnio, švino ir silicio. Atsitiktinių priemaišų buvimas šiuolaikinių technologijų pagalba praktiškai sumažinamas iki nulio.

Daugeliu atvejų 85–15 procentų vario ir alavo santykis laikomas priimtinu. dalies sumažinimasantrasis komponentas žemiau nurodyto ženklo sukelia daugybę problemų, iš kurių pagrindinė yra likvidavimas. Šį terminą metalurgai vartoja lydinio sluoksniavimosi procesui ir netolygiam jo kietėjimui apibūdinti.

Lydinio spalvos įtaka jo kokybei

Informuoti žmonės gali daug sužinoti apie medžiagą vien pažvelgę į bronzos spalvą. Kompozicija tiesiogiai veikia šį parametrą. Kaip jau galima spėti, varis suteikia lydiniui raudoną atspalvį. Todėl sumažinus jo procentą kitų komponentų naudai, spalva palaipsniui pereis prie blankesnių tonų.

Esant įprastam komponentų balansui (85 % vario), bronza yra geltona. Tai yra labiausiai paplitusi veislė. B altas lydinys gaunamas sureguliavus santykį iki 50:50. Tačiau norint, kad bronza papilkėtų, reikia sumažinti vario kiekį iki 35%.

Kalbant apie praktinių lydinio charakteristikų pasikeitimą eksperimentuojant su jo sudėtimi, situacija yra tokia. Medžiagos lankstumas tiesiogiai priklausys nuo alavo kiekio joje. Kuo jis mažesnis, tuo bronza bus lankstesnė, tačiau šis teiginys teisingas tik iki tam tikros ribos. Taigi, pasiekus 50 % ribą, lydinys vėl tampa minkštas.

Bronza mene

Stipri ir patvari medžiaga, nors ir turi gana žemą lydymosi temperatūrą ir gerą plastiškumą, gali nesudominti kūrybingų žmonių, ypač skulptorių. Jau V-IV amžiais prieš Kristų Graikijoje jis buvo išdirbtas iki smulkmenųbronzinių statulų gamybos technologija, kuri aktuali ir šiandien.

Jis susideda iš to, kad ugniai atsparios medžiagos statula iš pradžių pakeičiama vašku, kuris sunaikinamas tiesiogiai liejimo metu. Norėdami tai padaryti, pagal brėžinį pirmiausia reikia pagaminti gipso modelį, o tada liejimo formą. Vaško turinys veikiamas temperatūros tiesiog ištirpsta, o vietą užima bronza, kuri vėsta ir kietėja. Po to belieka tik apdoroti ir tobulinti.

Artilerijos metalas

Pabūklams, o vėliau ir kitai karinei įrangai gaminti, bronza visada buvo naudojama. Šiems tikslams naudojamo lydinio sudėtyje paprastai yra 90 % vario ir tik 10 % alavo.

Taip yra dėl to, kad įrankių medžiaga turi būti labai tvirta ir atspari plyšimui. Tokiomis savybėmis pasižymi bronzos „BrAZhMts10-3-1.5“prekės ženklas. Be pagrindinių komponentų, jame yra 1–2 % mangano, kuris pagerina antitrinties ir temperatūros charakteristikas.

Bažnyčios varpo gamyba

Varpų skambėjimas turi būti melodingas, o jo skambesys turi džiuginti ausį dideliu atstumu. Kaip bebūtų keista, bet bronza turi tokių muzikinių gabumų. Siekiant pagerinti varpo garsą, jis pagamintas iš lydinio, kuriame yra daug alavo (nuo 20 iki 22%). Kartais į jį pridedama ir sidabro. Bronzos prekės ženklai, naudojami varpų ir kitų mušamųjų instrumentų gamyboje,yra visiškai netinkami praktiniam naudojimui kitose pramonės šakose. Taip yra dėl to, kad toks lydinys turi smulkiagrūdę struktūrą ir padidintą trapumą.

Fosforas ir aliuminio bronza

Pirmąjį lydinį, kurį sudaro 90 % vario, 9 % alavo ir 1 % fosforo, Künzel panaudojo 1871 m. Ji buvo vadinama fosforine bronza, o medžiaga buvo pritaikyta daugiausia mechanikos inžinerijoje. Iš jo liejamos įvairios mašinos dalys, kurioms būdinga didesnė trintis. Fosforas būtinas siekiant padidinti elastingumą ir pagerinti antikorozines savybes. Pagrindinis šio metalo privalumas yra tai, kad jis puikiai užpildo visas įdubas liejant.

Aliuminio bronza, kurios sudėtis pasižymi dideliu vario kiekiu (iki 95%), savo išvaizda labai panaši į auksą. Be grožio, jis turi daugybę kitų neabejotinų privalumų. Pavyzdžiui, pridėjus 5 % aliuminio lydinys gali atlaikyti ilgalaikį agresyvios aplinkos, pvz., didelio rūgštingumo, poveikį.

Kaip medžiaga įvairioms mašinų dalims gaminti, dėl didesnio atsparumo plyšimui šis metalas beveik visuotinai pakeitė fosforinę bronzą popieriaus gamyklose ir parako gamyboje.

Silicis ir mangano bronza

Silicis pridedamas prie lydinio, siekiant padidinti elektros laidumą. Ši kokybė naudojama telefono laidų gamyboje. Etaloninė silicio bronzos sudėtis yra tokia: 97,12 % vario, 1,14 % alavo, 0,05 % silicio.

Sunkiausiagamybos procesas gali pasigirti lydiniu, kuriame yra mangano. Visa procedūra vyksta keliais etapais. Pirmiausia į išlydytą varį dedama feromangano. Tada, palaikius nurodytą temperatūros režimą, įpilama alavo, o jei reikia – cinko. Anglijos įmonė Bronce Company gamina kelių rūšių mangano bronzą, kurios klampumas ir kietumas skiriasi. Tokį lydinį galima naudoti beveik visose pramonės šakose.