Mnogim milenijumima, čovek je eksperimentisao sa raznim metalima i od njih dobijao sve više i više legura visoke čvrstoće. Za to su korišteni različiti hemijski elementi. Bronzano doba je doba tokom kojeg je legura kalaja i bakra (CuSn6) postala popularna. Šta je ovaj materijal i zašto je bio toliko popularan?
Istorija bronzanog doba
Zahvaljujući poboljšanju obrade metala kao što su bakar i kalaj, 3000. godine prije Krista. počelo je bronzano doba. Karakterizira ga aktivna proizvodnja takve legure kao što je bronza, koja se koristila za izradu alata i nakita.
U savremenoj metalurškoj industriji, pored bakra i kalaja, koriste se i materijali kao što su aluminijum, fosfor, olovo i cink. Samo ime dolazi od perzijske riječi "berenj", što u prijevodu znači "bakar".
Poznato je da je prva bronza napravljena od Cu i arsena i zvala se arsen. Međutim, zbog svoje toksičnosti, vrlo brzopromijenjeno u kositar. Nije iznenađujuće što su kovači često prikazivani kao ružni i unakaženi. U stvari, bilo je. Dugotrajan kontakt sa arsenom je veoma loše uticao na njihov organizam. Iz tog razloga se legura bakra i kalaja naziva bronza, jer su upravo te komponente najčešće prisutne u njoj.
Karakteristika bronze
Svi znamo da je metal poput bakra veoma mekan, duktilan i apsolutno krhak. Istovremeno, ima vrlo visoku električnu i toplotnu provodljivost. Legura kalaja i bakra je materijal koji značajno nadmašuje karakteristike ovih hemijskih elemenata zasebno. Drugim riječima, bronza ima veliku tvrdoću, čvrstoću, ali je u isto vrijeme prilično topiva.
Otkriće ove legure odigralo je veliku ulogu u metalurškoj industriji. Uprkos činjenici da su kasnije izmišljeni mnogi drugi materijali, i danas je veoma popularan zbog svojih dobrih mehaničkih svojstava.
Sposobnost bronze da odoli koroziji
Jedno od najvažnijih svojstava legure je njena otpornost na koroziju. Ovo posebno važi za one kompozicije u kojima postoji značajan sadržaj mangana i silicijuma (više od 2%).
Utvrđeno je da bronza pokazuje visoku otpornost na koroziju u kontaktu s vodom (morska i slatka voda), koncentriranim alkalijama i kiselinama, sulfatima i hloridima lakih metala i suhim gasovima (bronce bez kalaja).
Naravno, općenitokoroziona svojstva legure zavise od legirajućih elemenata. Dakle, visok sadržaj olova smanjuje sposobnost otpornosti na koroziju, dok nikl povećava ovo svojstvo.
Vrste bronze
Legirajući elementi, koji mogu biti u sastavu ove legure, mogu značajno promijeniti njena svojstva, a od njih zavisi i vrsta bronze. Osim toga, lim se može zamijeniti drugim elementima. Na primjer, BrAMTS-7-1 se može dešifrirati na sljedeći način: 92% bakra, 7% aluminija, 1% mangana. Ova marka bronce ne sadrži kalaj i zbog toga ima visoku otpornost na naizmjenična opterećenja. Koristi se za izradu vijaka, vijaka, matica i dijelova za hidraulične instalacije.
Još jedan primjer je bronza za livnicu kalaja marke BrO10S10. Sadrži do 83% bakra, 9% kalaja, 8% olova i do 0,1% gvožđa, silicijuma, fosfora i aluminijuma. Dizajniran je za dijelove koji rade pod visokim specifičnim pritiscima, kao što su klizni ležajevi.
Uprkos činjenici da je bronza legura kalaja i bakra, u nekim slučajevima se ne koristi takav hemijski element kao što je Sn. Još jedan primjer bronze bez kalaja je otporan na toplinu. Za njegovu proizvodnju koristi se samo bakar 98-99% i kadmijum 1-2%. Primjer je brend BrKd1. To je kadmijum bronza otporna na toplotu sa visokom otpornošću na toplotu i električnom provodljivošću. Može se koristiti za izradu delova mašina za otporno zavarivanje, kolektora elektromotora i drugih delova koji rade na visokim temperaturama i zahtevaju dobroprovodljivost.
Još jedna vrsta legure koja se koristi za izradu zaptivki u automobilskim ležajevima i čaurama je limena bronza obrađena pod pritiskom. Legura bakra i kalaja sadrži legirne elemente kao što su olovo (4%), cink (4%), aluminijum (0,002%), željezo (0,005%). Razred čelika se naziva BrOTsS4-4-4. Zahvaljujući postotku ovih hemijskih elemenata, ova legura se može obraditi pritiskom i rezanjem. Boja bronze takođe zavisi od nečistoća. Dakle, što manje bakra sadrži legura, to je manje izražena boja: više od 90% - crvena, do 80% - žuta, manje od 35% - sivo-čelik.
Bronzana radna
Kao što je ranije spomenuto, legura kalaja i bakra je prilično izdržljiv materijal. Teško je oštriti, rezati i raditi pod pritiskom. Općenito, ovo je materijal za livenje s malim skupljanjem - oko jedan posto. Čak i uprkos niskoj fluidnosti i sklonosti segregaciji, bronza se koristi za izradu odlivaka složenih konfiguracija. Art casting nije izuzetak.
Legirajući elementi koji se dodaju leguri kalaja i bakra poboljšavaju njena svojstva i smanjuju cijenu. Na primjer, legiranje s olovom i fosforom poboljšava obradu bronce, dok cink povećava njenu otpornost na koroziju. Za određene namjene izrađuju se deformirane legure. Lako mijenjaju svoj izgled primjenom hladnog kovanja.
Oblast primjene
Naravno, upotreba bronze ne gubi svoju popularnost u našem vremenu. Suvenirproizvodi, ukrasni predmeti enterijera, ukrasi za kapije i prolaze… Osim toga, legura se koristi za izradu okova (kvake, šarke, brave) i vodovodne opreme (slavine, okovi, zaptivke, slavine). U industrijskim područjima, bronza također ima široka područja upotrebe. Dakle, legura za livenje se koristi za izradu ležajeva, zaptivnih prstenova, čaura.
Na rasprostranjenu upotrebu bronze posebno utiču njena korozivna svojstva. Iz tog razloga se koristi za izradu dijelova mehanizama koji rade u stalnom kontaktu s vodom. Visoka elastičnost legure omogućava proizvodnju opruga i dijelova instrumentacije od nje.
Smelting Bronze
Naravno, svaka legura ima svoje prednosti i nedostatke. Bronza je legura koja se sastoji od bakra i kalaja, te stoga savršeno podnosi svako pretapanje. Može se koristiti više puta u potpuno različite svrhe. S druge strane, ako bronza sadrži veliku količinu nečistoća kao što su magnezijum, silicijum, aluminijum, tada se mehanička svojstva mogu smanjiti tokom pretopljenja.
To je zbog činjenice da se legirajući elementi koji poboljšavaju karakteristike bronce oksidiraju tokom topljenja i formiraju vatrostalne okside, koji se nalaze duž granica kristalne rešetke. Razbijaju vezu između zrna, čineći bronzu krtijom.
Kako razlikovati bronzu od mesinga i bakra
Jedno od najčešćih pitanja je razlikaova legura od drugih sličnih po izgledu. Naravno, unutar industrije i uz pomoć specijalnih reagensa, to je prilično jednostavno. Ali šta ako trebate odrediti materijal kod kuće?
Počnimo sa činjenicom da se legura sastoji od kalaja i bakra. Mase ovih supstanci u procentima mogu biti različite. Što više bakra, to će boja biti svjetlija, ali zbog sadržaja kalaja u leguri, bit će za red veličine teža od, na primjer, čistog Cu.
Ako uporedimo bronzu sa mesingom, potonji ima više žućkastu nijansu. Sam bakar je vrlo duktilan, ali legure na bazi njega su prilično elastične i tvrde. Također možete odrediti koji je materijal ispred vas grijanjem. Dakle, u mesingu se pod utjecajem visoke temperature oslobađa cink oksid i proizvod dobiva pepeljasti "plak". Ali bronza, kada se zagrije, neće promijeniti svoja svojstva.
Umjetnička djela
Prilično često možete pronaći razne bronzane figurice i figurice. Mnoga umjetnička djela nastala su u antičko doba iu srednjem vijeku.
Legure koje sadrže bakar i kalaj se koriste za izradu:
- Ograde i kapije, koje su ne samo neverovatno lepe, već i izdržljive.
- Elementi stepenišnih konstrukcija.
- Suveniri i skulpturalne kompozicije.
- Dekorativna rasvjetna tijela: svijećnjaci i lusteri.
- Predmeti za unutrašnju dekoraciju.
Da bi se pišalo potrebnokompozicije, kreiraju poseban model od drveta, gipsa ili polimernih materijala - tzv. Šupljine ove figure su ispunjene glinom i uklonjene nakon livenja. Nakon proizvodnje, površina se može obložiti zlatom, niklom, hromom ili srebrom.
Vrlo je važno napomenuti da se po pravilu za izradu umjetničkih djela koristi legura kalaja i bakra bez legirajućih elemenata. To je zbog činjenice da što je više takvih komponenti prisutno u bronzi, to je veće njeno skupljanje, što negativno utječe na kvalitetu i oblik proizvoda.
