I mange årtusinder har mennesket eksperimenteret med forskellige metaller og opnået flere og flere højstyrkelegeringer fra dem. Til dette blev en række kemiske elementer brugt. Bronzealderen er en æra, hvor en legering af tin og kobber (CuSn6) blev populær. Hvad er dette materiale, og hvorfor var det så populært?
Bronzealderens historie
Takket være forbedringen i behandlingen af metaller som kobber og tin, i 3000 f. Kr. bronzealderen begyndte. Det er kendetegnet ved den aktive produktion af sådan en legering som bronze, som blev brugt til at fremstille værktøj og smykker.
I den moderne metallurgiske industri bruges der udover kobber og tin også materialer som aluminium, fosfor, bly og zink. Selve navnet kommer fra det persiske ord "berenj", som oversættes til "kobber".
Det er kendt, at den første bronze blev lavet af Cu og arsen og blev kaldt arsen. Men på grund af dets toksicitet er det meget hurtigtændret til tin. Ikke overraskende blev smede ofte afbildet som grimme og lemlæstede. Det var det faktisk. Langvarig kontakt med arsen havde en meget dårlig effekt på deres krop. Af denne grund kaldes en legering af kobber og tin bronze, da det er disse komponenter, der oftest er til stede i den.
Karakteristisk for bronze
Vi ved alle, at et metal som kobber er meget blødt, duktilt og absolut skrøbeligt. Samtidig har den en meget høj elektrisk og termisk ledningsevne. En legering af tin og kobber er et materiale, der væsentligt overstiger egenskaberne af disse kemiske elementer separat. Bronze har med andre ord høj hårdhed, styrke, men samtidig er den ret smeltelig.
Opdagelsen af denne legering spillede en stor rolle i den metallurgiske industri. På trods af at mange andre materialer senere blev opfundet, er det selv i dag meget populært på grund af dets gode mekaniske egenskaber.
Bronzes evne til at modstå korrosion
En af de vigtigste egenskaber ved en legering er dens korrosionsbestandighed. Dette gælder især for de sammensætninger, hvor der er et betydeligt indhold af mangan og silicium (mere end 2%).
Det har vist sig, at bronze udviser høj korrosionsbestandighed i kontakt med vand (hav- og ferskvand), koncentrerede alkalier og syrer, letmetalsulfater og -chlorider og tørre gasser (tinfri bronzer).
Selvfølgelig genereltlegeringens korrosionsegenskaber afhænger af legeringselementerne. Et højt blyindhold reducerer således evnen til at modstå korrosion, mens nikkel øger denne egenskab.
Typer af bronze
Legeringselementer, som kan være i sammensætningen af denne legering, kan ændre dens egenskaber væsentligt, og typen af bronze afhænger også af dem. Desuden kan tin erstattes af andre elementer. For eksempel kan BrAMTS-7-1 dechifreres som følger: 92% kobber, 7% aluminium, 1% mangan. Dette bronzemærke indeholder ikke tin, og på grund af dette har det en høj modstandsdygtighed over for vekslende belastning. Det bruges til at fremstille bolte, skruer, møtrikker og dele til hydrauliske installationer.
Et andet eksempel er tinstøberibronze af mærket BrO10S10. Den indeholder op til 83 % kobber, 9 % tin, 8 % bly og op til 0,1 % jern, silicium, fosfor og aluminium. Den er designet til dele, der fungerer under høje specifikke tryk, såsom glidelejer.
På trods af at bronze er en legering af tin og kobber, bruges et sådant kemisk grundstof som Sn i nogle tilfælde ikke. Et andet eksempel på tinfri bronze er varmebestandig. Til fremstillingen anvendes kun kobber 98-99% og cadmium 1-2%. Et eksempel er mærket BrKd1. Det er en varmebestandig cadmiumbronze med høj varmemodstand og elektrisk ledningsevne. Det kan bruges til fremstilling af dele af modstandssvejsemaskiner, samlere af elektriske motorer og andre dele, der arbejder ved høje temperaturer og kræver godledningsevne.
En anden type legering, der bruges til at fremstille pakninger i billejer og -bøsninger, er trykbearbejdet tinbronze. En legering af kobber og tin indeholder legeringselementer som bly (4%), zink (4%), aluminium (0,002%), jern (0,005%). Stålkvaliteten hedder BrOTsS4-4-4. Det er takket være procentdelen af disse kemiske elementer, at denne legering kan bearbejdes ved tryk og skæring. Farven på bronze afhænger også af urenheder. Så jo mindre kobber legeringen indeholder, jo mindre udt alt er farven: mere end 90 % - rød, op til 80 % - gul, mindre end 35 % - gråstål.
Bronze arbejder
Som tidligere nævnt er en legering af tin og kobber et ret holdbart materiale. Det er svært at slibe, skære og arbejde med tryk. Generelt er der tale om et støbemateriale med lavt svind - omkring én procent. Og selv på trods af den lave fluiditet og tendens til adskillelse, bruges bronze til at fremstille støbegods med komplekse konfigurationer. Kunststøbning er ingen undtagelse.
Legeringselementer, der tilsættes til en legering af tin og kobber, forbedrer dens egenskaber og reducerer prisen. For eksempel forbedrer legering med bly og fosfor behandlingen af bronze, mens zink øger dens korrosionsbestandighed. Til visse formål fremstilles deformerede legeringer. De ændrer nemt deres udseende, når de bruger koldsmedning.
Anvendelsesomfang
Selvfølgelig mister brugen af bronze ikke sin popularitet i vores tid. Souvenirprodukter, dekorative interiørartikler, dekorationer til porte og vægge … Derudover bruges legeringen til fremstilling af beslag (håndtag, hængsler, låse) og VVS-armaturer (vandhaner, armaturer, pakninger, vandhaner). I industriområder har bronze også omfattende anvendelsesområder. Så støbelegering bruges til at fremstille lejer, tætningsringe, bøsninger.
Den udbredte brug af bronze er især påvirket af dens ætsende egenskaber. Af denne grund bruges det til fremstilling af dele af mekanismer, der fungerer i konstant kontakt med vand. Den høje elasticitet af legeringen gør det muligt at fremstille fjedre og dele af instrumentering af den.
Smelting Bronze
Selvfølgelig har hver legering sine fordele og ulemper. Bronze er en legering, der består af kobber og tin, og derfor tåler den perfekt enhver omsmeltning. Den kan bruges flere gange til helt forskellige formål. På den anden side, hvis bronzen indeholder en stor mængde urenheder såsom magnesium, silicium, aluminium, kan de mekaniske egenskaber falde under omsmeltning.
Dette skyldes, at de legeringselementer, der forbedrer bronzes egenskaber, oxideres under smeltning og danner ildfaste oxider, som er placeret langs grænserne af krystalgitteret. De bryder bindingen mellem kornene og gør bronzen mere skør.
Sådan skelnes bronze fra messing og kobber
Et af de mest almindelige spørgsmål er forskellendenne legering fra andre lignende udseende. Inden for industrien og ved hjælp af specielle reagenser er dette selvfølgelig ganske enkelt. Men hvad hvis du skal bestemme materialet derhjemme?
Lad os starte med, at legeringen består af tin og kobber. Masserne af disse stoffer i procent kan være forskellige. Jo mere kobber, jo lysere bliver farven, men på grund af indholdet af tin i legeringen vil den være en størrelsesorden tungere end f.eks. ren Cu.
Hvis vi sammenligner bronze med messing, har sidstnævnte en mere gullig farvetone. Kobber i sig selv er meget duktilt, men legeringer baseret på det er ret elastiske og hårde. Du kan også bestemme, hvilket materiale der er foran dig ved at opvarme. Så i messing, under påvirkning af høj temperatur, frigives zinkoxid, og produktet får en ashy "plak". Men bronze, når den opvarmes, ændrer ikke dens egenskaber.
Artworks
Ganske ofte kan du finde forskellige bronzefigurer og figurer. Mange kunstværker blev skabt i oldtiden og i middelalderen.
Legeringer indeholdende kobber og tin bruges til at fremstille:
- Hegn og porte, som ikke kun er utroligt smukke, men også holdbare.
- Elementer af trappestrukturer.
- Souvenirs og skulpturelle kompositioner.
- Dekorative belysningsarmaturer: lampetter og lysekroner.
- ting til boligindretning.
For at pisse det nødvendigesammensætning, skabe en speciel model af træ, gips eller polymere materialer - den såkaldte støbning. Hulrummene i denne figur fyldes med ler og fjernes efter støbning. Efter fremstillingen kan overfladen belægges med guld, nikkel, krom eller sølv.
Det er meget vigtigt at bemærke, at der som regel bruges en legering af tin og kobber uden legeringselementer til fremstilling af kunstværker. Dette skyldes det faktum, at jo flere sådanne komponenter er til stede i bronze, jo større krympning, hvilket påvirker produktets kvalitet og form negativt.
