I många årtusenden har människan experimenterat med olika metaller och fått fler och fler höghållfasta legeringar från dem. För detta användes en mängd olika kemiska grundämnen. Bronsåldern är en era under vilken en legering av tenn och koppar (CuSn6) blev populär. Vad är detta material och varför var det så populärt?
Bronsålderns historia
Tack vare förbättringen av bearbetningen av metaller som koppar och tenn, år 3000 f. Kr. bronsåldern började. Det kännetecknas av den aktiva produktionen av en sådan legering som brons, som användes för att tillverka verktyg och smycken.
I den moderna metallurgiska industrin används förutom koppar och tenn även material som aluminium, fosfor, bly och zink. Själva namnet kommer från det persiska ordet "berenj", som översätts till "koppar".
Det är känt att det första bronset gjordes av Cu och arsenik och kallades arsenik. Men på grund av dess toxicitet, det mycket snabbtändrat till tenn. Inte överraskande framställdes smeder ofta som fula och stympade. Det var det faktiskt. Långvarig kontakt med arsenik hade en mycket dålig effekt på kroppen. Av denna anledning kallas en legering av koppar och tenn brons, eftersom det är dessa komponenter som oftast finns i den.
Kännetecknande för brons
Vi vet alla att en metall som koppar är mycket mjuk, seg och absolut ömtålig. Samtidigt har den en mycket hög elektrisk och termisk ledningsförmåga. En legering av tenn och koppar är ett material som avsevärt överstiger egenskaperna hos dessa kemiska grundämnen separat. Brons har med andra ord hög hårdhet, styrka, men samtidigt är det ganska smältbart.
Upptäckten av denna legering spelade en stor roll i den metallurgiska industrin. Trots att många andra material senare uppfanns är det än idag mycket populärt på grund av dess goda mekaniska egenskaper.
Förmågan hos brons att motstå korrosion
En av de viktigaste egenskaperna hos en legering är dess korrosionsbeständighet. Detta gäller särskilt för de kompositioner där det finns ett betydande innehåll av mangan och kisel (mer än 2%).
Det har visat sig att brons uppvisar hög korrosionsbeständighet i kontakt med vatten (marint och sötvatten), koncentrerade alkalier och syror, lättmetallsulfater och klorider och torra gaser (tennfria bronser).
Självklart, i allmänhetlegeringens korrosionsegenskaper beror på legeringselementen. En hög blyh alt minskar således förmågan att motstå korrosion, medan nickel ökar denna egenskap.
Typer av brons
Legeringselement, som kan vara i sammansättningen av denna legering, kan avsevärt ändra dess egenskaper, och typen av brons beror också på dem. Dessutom kan tenn ersättas med andra element. Till exempel kan BrAMTS-7-1 dechiffreras enligt följande: 92% koppar, 7% aluminium, 1% mangan. Detta märke av brons innehåller inte tenn och på grund av detta har det ett högt motstånd mot växlande belastning. Den används för att tillverka bultar, skruvar, muttrar och delar för hydrauliska installationer.
Ett annat exempel är tenngjuteribrons av märket BrO10S10. Den innehåller upp till 83 % koppar, 9 % tenn, 8 % bly och upp till 0,1 % järn, kisel, fosfor och aluminium. Den är designad för delar som arbetar under högt specifikt tryck, såsom glidlager.
Trots att brons är en legering av tenn och koppar, används i vissa fall inte ett sådant kemiskt element som Sn. Ett annat exempel på plåtfri brons är värmebeständig. För dess tillverkning används endast koppar 98-99% och kadmium 1-2%. Ett exempel är märket BrKd1. Det är en värmebeständig kadmiumbrons med hög värmebeständighet och elektrisk ledningsförmåga. Den kan användas för tillverkning av delar av motståndssvetsmaskiner, samlare av elektriska motorer och andra delar som arbetar vid höga temperaturer och som kräver brakonduktivitet.
En annan typ av legering som används för att tillverka packningar i billager och bussningar är tryckbearbetad tennbrons. En legering av koppar och tenn innehåller sådana legeringsämnen som bly (4%), zink (4%), aluminium (0,002%), järn (0,005%). Stålsorten heter BrOTsS4-4-4. Det är tack vare andelen av dessa kemiska grundämnen som denna legering kan bearbetas genom tryck och skärning. Färgen på brons beror också på föroreningar. Så ju mindre koppar legeringen innehåller, desto mindre uttalad är färgen: mer än 90 % - röd, upp till 80 % - gul, mindre än 35 % - gråstål.
Brons fungerar
Som tidigare nämnt är en legering av tenn och koppar ett ganska hållbart material. Det är svårt att skärpa, skära och arbeta med tryck. I allmänhet är detta ett gjutmaterial med låg krympning - cirka en procent. Och trots den låga flytbarheten och tendensen till segregation, används brons för att göra gjutgods med komplexa konfigurationer. Konstgjutning är inget undantag.
Legeringselement som läggs till en legering av tenn och koppar förbättrar dess egenskaper och sänker priset. Till exempel förbättrar legering med bly och fosfor bearbetningen av brons, medan zink ökar dess korrosionsbeständighet. För vissa ändamål tillverkas deformerade legeringar. De ändrar lätt utseende när de använder kallsmide.
Tillämpningsomfattning
Naturligtvis förlorar inte användningen av brons sin popularitet i vår tid. Souvenirprodukter, dekorativa inredningsartiklar, dekorationer för grindar och grindar … Dessutom används legeringen för tillverkning av beslag (handtag, gångjärn, lås) och VVS-armaturer (kranar, beslag, packningar, kranar). I industriområden har brons också omfattande användningsområden. Så gjutlegering används för att tillverka lager, tätningsringar, bussningar.
Den utbredda användningen av brons påverkas särskilt av dess frätande egenskaper. Av denna anledning används den för tillverkning av delar av mekanismer som arbetar i konstant kontakt med vatten. Den höga elasticiteten hos legeringen gör det möjligt att tillverka fjädrar och delar av instrument av den.
Smälta brons
Självklart har varje legering sina för- och nackdelar. Brons är en legering som består av koppar och tenn, och därför tål den all omsmältning perfekt. Den kan användas flera gånger för helt olika ändamål. Å andra sidan, om bronsen innehåller en stor mängd föroreningar som magnesium, kisel, aluminium, kan de mekaniska egenskaperna minska under omsmältningen.
Detta beror på att de legeringselement som förbättrar brons egenskaper oxideras under smältning och bildar eldfasta oxider, som är belägna längs kristallgittrets gränser. De bryter bindningen mellan kornen, vilket gör bronsen mer spröd.
Hur man skiljer brons från mässing och koppar
En av de vanligaste frågorna är skillnadendenna legering från andra liknande utseende. Naturligtvis, inom branschen och med hjälp av speciella reagenser är detta ganska enkelt. Men vad händer om du behöver bestämma materialet hemma?
Låt oss börja med att legeringen består av tenn och koppar. Massorna av dessa ämnen i procent kan vara olika. Ju mer koppar, desto ljusare blir färgen, men på grund av innehållet av tenn i legeringen blir den en storleksordning tyngre än till exempel ren Cu.
Om vi jämför brons med mässing har den senare en mer gulaktig nyans. Koppar i sig är mycket seg, men legeringar baserade på den är ganska elastiska och hårda. Du kan också bestämma vilket material som ligger framför dig genom att värma upp. Så, i mässing, under påverkan av hög temperatur, frigörs zinkoxid och produkten får en askaktig "plack". Men brons, när det värms upp, kommer inte att ändra dess egenskaper.
Artworks
Ganska ofta kan du hitta olika bronsfigurer och figurer. Många konstverk skapades i antiken och på medeltiden.
Legeringar som innehåller koppar och tenn används för att tillverka:
- Staket och grindar, som inte bara är otroligt vackra, utan också hållbara.
- Element av trappkonstruktioner.
- Souvenirer och skulpturala kompositioner.
- Dekorativa belysningsarmaturer: lampetter och ljuskronor.
- Föremål för inredning.
För att pissa det nödvändigasammansättning, skapa en speciell modell av trä, gips eller polymermaterial - den så kallade formningen. Kaviteterna i denna figur fylls med lera och avlägsnas efter gjutning. Efter tillverkningen kan ytan pläteras med guld, nickel, krom eller silver.
Det är mycket viktigt att notera att som regel används en legering av tenn och koppar utan legeringselement för att göra konstverk. Detta beror på det faktum att ju fler sådana komponenter finns i brons, desto större krympning, vilket negativt påverkar produktens kvalitet och form.
