Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
От незапомнени времена човечеството е добивало бронз. Много археологически разкопки, в които са намерени най-древните артефакти - бронз, потвърждават разпространението на тази сплав в далечното минало.
Използва се и за военни цели - за производството на студени оръжия, оръдия и ядра за тях, както и за създаването на красиви произведения на изкуството - бижута и скулптури.
история
В района на река Кубан се намира едно от най-известните места, където са намерени бронзови предмети. На това място археологът Николай Веселовски през 1897 г. разкопал така наречената майкопска култура, съществувала през втората половина на IV хил. Пр. Хр.
Бронзовите артефакти, открити в майкопските могили, са направени предимно от мед и арсен, така че се смята, че исторически първите са такива сплави, наречени арсенови бронзи .
Той не е по-лош по свойствата си на мед или калай или оловни сплави и дори ги надминава в редица характеристики . Широко се използва в различни области на човешката дейност от онези времена, започвайки от производството на важни части и завършвайки с бижута.
Бронзов състав
Бронзът е сплав от мед с метали като калай, алуминий, олово, берилий и неметали - арсен, силиций и фосфор. В допълнение, тези сплави могат да бъдат допълнително легирани с фосфор, цинк, манган, желязо и никел.
Съставът на бронза зависи от степента на сплавта и е посочен в обозначението му. Например, съставът на сплавта, маркиран с BrAMts7-1, включва 7% алуминий, 1% манган и 92% мед .
Така основният компонент на този метал е медта (от 35% до 90% и повече). Вторият компонент може да бъде или арсен, или калай или берилий, олово, алуминий, силиций и други компоненти. За да се придадат специални свойства на сплавта, могат да се добавят допълнителни компоненти - цинк, желязо, никел, манган, фосфор и др.
Бронзови функции и свойства
Основните свойства на всички бронзови сплави са пластичност и твърдост. В зависимост от съотношението на основни и допълнителни компоненти, можете да получите голямо разнообразие от нови свойства. Освен това количеството мед в сплавта определя цвета му.
Така златният бронз ще бъде получен, ако сплавът съдържа около 85% мед, а намаляването му до 50% ще доведе до получаване на сплав със сребрист цвят. Намаляването на количеството мед до 35% и по-ниско ще доведе до производството на сив и дори черен бронз на изхода, а увеличаването на количеството мед до 90% и повече ще доведе до образуването на червен бронз.
Една от най-старите марки бронзови сплави е звънчевият бронз, който и до днес се използва за леене на камбани. Съдържа 20% калай и 80% мед. Недостатъкът му е повишената крехкост, дължаща се на високото съдържание на калай в сплавта.
Както бе споменато по-горе, най-често се използват сплави от мед и калай с добавянето на малко количество други компоненти. Широкото използване на такива сплави се дължи предимно на исторически установени причини, които са довели до отстраняване на арсеновия бронз от производството.
Тези причини са следните:
- Развитие в продължение на много векове на находища на теннантит и други бледи руди, богати на мед и арсен. Такива руди са най-удобни за производството на арсенов бронз, тъй като не са депонирани много дълбоко, което прави производствения процес по-евтин в сравнение с други източници на мед и арсен;
- високата токсичност на производството на такъв бронз, причинена от наличието на арсен в отлаганията, което неизбежно води до загуба на здраве и по-нататъшна способност за работа с опитни металурзи и ковачи;
- непригодността на металургичния скрап и счупени продукти от арсенов бронз за по-нататъшно претопяване в дълъг метал. В най-добрия случай такива продукти са били използвани за направа на бижута или некритични части.
Медните и калаените сплави, които замениха арсеновите бронзи, въпреки че бяха по-скъпи, бяха икономически за предпочитане, тъй като развитието на конния транспорт и установяването на търговски връзки между градовете и държавите доведе до увеличаване на вноса на бронзов неарсен.
Видове бронз и характеристики
Развитието на широкомащабно промишлено производство като цяло доведе до факта, че калаените бронзи станаха почти най-разпространеният вид бронз. И само през последните сто години този тип започва да измества медни сплави с калаени заместители, като алуминий, силиций и особено берилиев бронз.
По този начин съществуват следните видове:
- Tinless. Тя включва бронз, в който вторият компонент са алуминий, силиций, берилий и други метали и неметали. Всеки един от тези компоненти му придава специални свойства. Например, алуминият дава на сплавта подобрени антифрикционни свойства и висока устойчивост на корозия, берилий увеличава здравината и твърдостта, а силицийът и цинкът подобряват неговата устойчивост на течливост и абразия;
- калай. Медно-калаена сплав, в която преобладава мед. Е един от първите усвоени от човека. Притежава висока, в сравнение с чистата мед, твърдост и издръжливост, а също и по-лесно разтопяема. В такива сплави калай винаги е втори след мед и основния компонент на сплавта.
Третият брой са тези допълнителни компоненти като арсен, цинк и олово . Поради много ниската свиваемост, този метал е предназначен главно за леене, тъй като е трудно да се работи с налягане, рязане и заточване. Дори тенденцията за сегрегация и ниска течливост не пречат на използването на тази сплав за производството на конфигурационно сложни отливки, включително в художествени отливки.
Бронзът с добавянето на цинк се нарича "Адмиралтейство " и се използва за производство на части, които имат чести или постоянен контакт с морска вода (корабостроене). Тази характеристика се дължи на факта, че цинкът дава на сплавта повишена устойчивост на корозия в тази среда.
Въпреки това, за да се получи устойчивост на корозия от бронз в солена морска вода, тя все повече се обогатява с алуминий и никел . Такива сплави, често наричани "морски", се използват за производство на елементи от нефтени платформи, работещи на морските и океанските рафтове.
За да се придадат допълнителни бронзови характеристики, в него се легират малки количества фосфор, сребро, цинк, арсен, манган и други компоненти. Така че, въвеждането на малко количество сребро увеличава електропроводимостта на бронза и го прави сравнимо с електрическата проводимост на медта.
Приложения и етикетиране
Има специални маси, в които има маркировки и описания на всички бронзови сплави, произведени от промишлеността. Въпреки това, дори без да се споменават такива таблици, е възможно да се определи вида и химическия състав, ако знаете как стои етикетът за него.
Чрез просто етикетиране можете да разберете техния състав. Неговата характерна черта в обозначението са буквите "Br", което означава "бронз ".
По-нататък те са последвани от букви, обозначаващи, в допълнение към мед, наличието на съответните компоненти. Тези буквени символи, установени от нормативните документи, са следните: А - алуминий, В - берилий, К - силиций, F - желязо, Н - никел, Мз - манган, Mg - магнезий, С - олово, О - калай, Т - титан, F - фосфор, C - цинк.
След буквените символи, тирета са последвани от цифри, показващи процента на всеки компонент (след мед). Също така се използват символи, в които след всяко писмо се посочва процентното съдържание на даден компонент. За да разберете съдържанието на мед, трябва да извадите процента от всички компоненти от 100%.
Ето примери за маркиране и тяхното декодиране: Bro5C6S5 - бронзова сплав, в която съдържанието на калай е 5%, цинк - 6%, олово - 5%, мед - 84%; BrO3Ц8С4Н1 - съдържание на калай - 3%, цинк - 8%, олово - 4%, никел - 1%, мед - 84%; BrO10F1 - съдържание на калай - 10%, фосфор - 1%, мед - 89%; BrB2 - съдържание на берилий - 2%, мед - 98%; BrAZHMts10−3−1.5 - съдържание на алуминий - 10%, желязо - 3%, манган - 1.5%, мед - 85.5%; BrAZhN 10−4−4 - съдържанието на алуминий - 10%, желязо - 4%, никел - 4%, мед - 82%.
Поради разнообразните си свойства, този метал намира най-широкото приложение в различни области. От него са изработени следните продукти:
- декоративни елементи (лампи, статуетки, свещници, пепелници, решетки, парапети и други украси);
- различни аксесоари (брави, дръжки, панти, кранове, смесители и други водопроводни инсталации);
- части на машини и механизми (втулки, уплътнения, зъбни колела, лагери, части от оборудване, работещо под вода);
- Части за високо прецизно оборудване, навигационни инструменти, автомобилни схеми;
- многобройни фитинги (колена, ъгли, адаптери, съединители, тройници и др.);
- в малко количество бижута.
Бронзът се използва широко в ракетната техника и машиностроенето, авиацията и корабостроенето . От него се правят обекти на високо художествено изкуство за театри, зали и дворци, хвърляни паметници и скулптури.
Благодарение на развитието на металургията този метал придобива нови и необичайни свойства, които са недостъпни за ковачи и металурзи от миналото. Изобретен от древните хора, синтезът продължава да служи на човечеството и да напредва редовно в продължение на много, много векове.