Mnoga tisućljeća čovjek je eksperimentirao s raznim metalima i od njih dobivao sve više i više legura visoke čvrstoće. Za to su korišteni različiti kemijski elementi. Brončano doba je doba tijekom kojeg je legura kositra i bakra (CuSn6) postala popularna. Što je ovaj materijal i zašto je bio toliko popularan?
Povijest brončanog doba
Zahvaljujući poboljšanju obrade metala kao što su bakar i kositar, 3000. pr. započelo je brončano doba. Karakterizira ga aktivna proizvodnja takve legure kao što je bronca, koja se koristila za izradu alata i nakita.
U suvremenoj metalurškoj industriji, osim bakra i kositra, koriste se i materijali kao što su aluminij, fosfor, olovo i cink. Samo ime dolazi od perzijske riječi "berenj", što u prijevodu znači "bakar".
Poznato je da je prva bronca napravljena od Cu i arsena i zvala se arsen. Međutim, zbog svoje toksičnosti, vrlo brzopromijenio u kositar. Nije iznenađujuće da su kovači često prikazivani kao ružni i unakaženi. Zapravo, bilo je. Dugotrajni kontakt s arsenom jako je loše utjecao na njihov organizam. Zbog toga se legura bakra i kositra naziva broncom, jer su upravo te komponente u njoj najčešće prisutne.
Obilježje bronce
Svi znamo da je metal poput bakra vrlo mekan, duktilan i apsolutno krhak. Istodobno, ima vrlo visoku električnu i toplinsku vodljivost. Legura kositra i bakra je materijal koji značajno nadmašuje karakteristike ovih kemijskih elemenata zasebno. Drugim riječima, bronca ima veliku tvrdoću, čvrstoću, ali je u isto vrijeme prilično topiva.
Otkriće ove legure odigralo je veliku ulogu u metalurškoj industriji. Unatoč činjenici da su kasnije izumljeni mnogi drugi materijali, i danas je vrlo popularan zbog svojih dobrih mehaničkih svojstava.
Sposobnost bronce da odoli koroziji
Jedno od najvažnijih svojstava legure je njena otpornost na koroziju. To posebno vrijedi za one sastave u kojima postoji značajan sadržaj mangana i silicija (više od 2%).
Utvrđeno je da bronca pokazuje visoku otpornost na koroziju u kontaktu s vodom (morska i slatka voda), koncentriranim lužinama i kiselinama, sulfatima i kloridima lakih metala i suhim plinovima (bronce bez kositra).
Naravno, općenitokorozijska svojstva legure ovise o legirnim elementima. Dakle, visok sadržaj olova smanjuje sposobnost otpornosti na koroziju, dok nikal povećava ovo svojstvo.
Vrste bronce
Legirni elementi, koji mogu biti u sastavu ove legure, mogu značajno promijeniti njezina svojstva, a o njima ovisi i vrsta bronce. Osim toga, kositar 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 kositar i zbog toga ima visoku otpornost na izmjenična opterećenja. Koristi se za izradu vijaka, vijaka, matica i dijelova za hidraulične instalacije.
Još jedan primjer je ljevaonica kalaja bronca marke BrO10S10. Sadrži do 83% bakra, 9% kositra, 8% olova i do 0,1% željeza, silicija, fosfora i aluminija. Dizajniran je za dijelove koji rade pod visokim specifičnim pritiscima, kao što su klizni ležajevi.
Unatoč činjenici da je bronca legura kositra i bakra, u nekim slučajevima se ne koristi takav kemijski element kao što je Sn. Drugi primjer bronce bez kositra je otporan na toplinu. Za njegovu proizvodnju koristi se samo bakar 98-99% i kadmij 1-2%. Primjer je marka BrKd1. To je kadmijeva bronca otporna na toplinu s visokom otpornošću na toplinu i električnom vodljivošću. Može se koristiti za izradu dijelova strojeva za otporno zavarivanje, kolektora elektromotora i drugih dijelova koji rade na visokim temperaturama i zahtijevaju dobrovodljivost.
Druga vrsta legure koja se koristi za izradu brtvi u automobilskim ležajevima i čahurama je kositrena bronca obrađena pod pritiskom. Legura bakra i kositra sadrži legirne elemente kao što su olovo (4%), cink (4%), aluminij (0,002%), željezo (0,005%). Razred čelika naziva se BrOTsS4-4-4. Zahvaljujući postotku ovih kemijskih elemenata ova se legura može obrađivati pritiskom i rezanjem. Boja bronce također ovisi o nečistoćama. Dakle, što manje bakra sadrži legura, to je manje izražena boja: više od 90% - crvena, do 80% - žuta, manje od 35% - sivo-čelik.
Brončana radna
Kao što je ranije spomenuto, legura kositra i bakra je prilično izdržljiv materijal. Teško je oštriti, rezati i raditi s pritiskom. Općenito, ovo je materijal za lijevanje s malim skupljanjem - oko jedan posto. Čak i unatoč niskoj fluidnosti i sklonosti segregaciji, bronca se koristi za izradu odljevaka složenih konfiguracija. Umjetnički casting nije iznimka.
Legirajući elementi koji se dodaju leguri kositra i bakra poboljšavaju njezina svojstva i smanjuju cijenu. Na primjer, legiranje s olovom i fosforom poboljšava obradu bronce, dok cink povećava njegovu otpornost na koroziju. Za određene namjene izrađuju se deformirane legure. Lako mijenjaju svoj izgled primjenom hladnog kovanja.
Opseg primjene
Naravno, upotreba bronce ne gubi svoju popularnost u naše vrijeme. Suvenirproizvodi, ukrasni predmeti interijera, ukrasi za kapije i prolaze… Osim toga, legura se koristi za izradu okova (ručke, šarke, brave) i vodovodne instalacije (slavine, okovi, brtve, slavine). U industrijskim područjima, bronca također ima široka područja uporabe. Dakle, legura za lijevanje koristi se za izradu ležajeva, brtvenih prstenova, čahura.
Na rasprostranjenu upotrebu bronce posebno utječu njezina korozivna svojstva. Iz tog razloga se koristi za izradu dijelova mehanizama koji rade u stalnom kontaktu s vodom. Visoka elastičnost legure omogućuje izradu opruga i dijelova instrumentacije od nje.
Tapljenje bronce
Naravno, svaka legura ima svoje prednosti i nedostatke. Bronca je legura koja se sastoji od bakra i kositra, te stoga savršeno podnosi svako pretapanje. Može se koristiti više puta u potpuno različite svrhe. S druge strane, ako bronca sadrži veliku količinu nečistoća kao što su magnezij, silicij, aluminij, tada se mehanička svojstva mogu smanjiti tijekom pretapanja.
To je zbog činjenice da se legirajući elementi koji poboljšavaju karakteristike bronce tijekom taljenja oksidiraju i tvore vatrostalne okside, koji se nalaze duž granica kristalne rešetke. Razbijaju vezu između zrna, čineći broncu krhkom.
Kako razlikovati broncu od mjedi i bakra
Jedno od najčešćih pitanja je razlikaova legura od drugih sličnih po izgledu. Naravno, unutar industrije i uz pomoć posebnih reagensa to je prilično jednostavno. Ali što ako trebate odrediti materijal kod kuće?
Počnimo s činjenicom da se legura sastoji od kositra i bakra. Mase ovih tvari u postocima mogu biti različite. Što više bakra, to će boja biti svjetlija, ali zbog sadržaja kositra u leguri bit će za red veličine teža od, na primjer, čistog Cu.
Usporedimo li broncu s mesingom, potonji ima više žućkastu nijansu. Sam bakar je vrlo duktilan, ali legure koje se temelje na njemu su prilično elastične i tvrde. Također možete odrediti koji je materijal ispred vas grijanjem. Dakle, u mjedi, pod utjecajem visoke temperature, oslobađa se cink oksid i proizvod dobiva pepeljasti "plak". Ali bronca, kada se zagrije, neće promijeniti svoja svojstva.
Umjetnosti
Prilično često možete pronaći razne brončane figurice i figurice. Mnoga umjetnička djela nastala su u antičko doba i u srednjem vijeku.
Legure koje sadrže bakar i kositar koriste se za izradu:
- Ograde i kapije, koje nisu samo nevjerojatno lijepe, već i izdržljive.
- Elementi stubišnih konstrukcija.
- Suveniri i skulpturalne kompozicije.
- Dekorativna rasvjetna tijela: svijećnjaci i lusteri.
- Predmeti za unutarnje uređenje.
Da bi se pišalo potrebnosastav, stvoriti poseban model od drva, gipsa ili polimernih materijala - tzv. Šupljine ove figure ispunjene su glinom i uklonjene nakon lijevanja. Nakon proizvodnje, površina se može obložiti zlatom, niklom, kromom ili srebrom.
Vrlo je važno napomenuti da se u pravilu za izradu umjetničkih djela koristi legura kositra i bakra bez legirajućih elemenata. To je zbog činjenice da što je više takvih komponenti u bronci, to je njezino skupljanje veće, što negativno utječe na kvalitetu i oblik proizvoda.
