Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Bronza, koja je ljudima već dugo poznata, vrijedna je legura s jedinstvenim značajkama. U članku će se detaljno opisati sastav bronce, njezine vrste i posebna svojstva svake od njih. Također će biti zanimljivo saznati o suvremenom opsegu ove legure.
Što je bronca?
Bronza je višekomponentna legura koja se sastoji od dva ili više elemenata, od kojih je glavni bakar. Preostali elementi nazivaju se legiranjem i koriste se za poboljšanje performansi metala. Udio legirajućih spojeva u bronci može biti od 2, 5% . Nanesite u ovoj kvaliteti mangan, kositar, olovo, krom, fosfor, željezo i druge elemente, osim cinka. Kombinacija bakra i cinka nosi naziv mjed.
Ovisno o količini aditiva u leguri bakra, bronca će imati različitu nijansu boje. Vatreno crvene nijanse govore o visokom postotku bakra, dok hladna boja čelika pokazuje da u bronci nema više od 35% bakra.
Povijest brončane legure
Bronca, kao što je poznato iz školskih udžbenika, koristi se od davnina. Najstarije legure koje su ljudi napravili bile su legure bakra i kositra. Nalazi u području Mezopotamije i Južnog Irana ukazuju na to da prvi brončani predmeti potječu iz 3. tisućljeća prije Krista . Sve je bilo izrađeno od bakra: jela (tanjuri, vrčevi i lonci) oružje (mačevi, strelice i sjekire), ogledala, novac u obliku kovanica i, naravno, širok izbor ukrasa. Stari grčki kipari (V-IV. St. Pr. Kr.) Također su cijenili kvalitetu bronce pri lijevanju velikih kipova. Slična se tehnologija koristi iu naše vrijeme.
U srednjem vijeku, tako obilnom za ratove, topove i topničke granate bacali su iz legure bakra i kositra. Najpoznatija inkarnacija bronce je zvono, mijenjajući sastav, veličinu i debljinu zidova, majstori su ostvarivali najugodnije zvukove brončanog zvona, koje je sipalo okolo.
Služeći ljudima sa svojim jedinstvenim svojstvima, ne gubi svoju popularnost. Podrijetlo riječi povezano je s perzijskom riječju za bakar - berenj. Kasnije je pretvorena u talijansku riječ bronzo.
Označavanje bronce
Za označavanje određene legure označava se kako slijedi:
- U početku postoji slovo "Br" - bronca;
- Nadalje, slova pokazuju na glavne elemente legiranja;
- Na kraju slike se utvrđuje sadržaj legirajućih elemenata u materijalu.
Primjer je BrO5 obilježavanje - sadržaj u slitini je 5% kositra, BrA5 - 5% aluminija.
Obilježavanje je potrebno ne samo za određivanje sastava i svojstava bronce, već i njegove specifične težine. Da biste to učinili, koristite tablicu iz direktorija. Ali ako je brand nepoznat, onda će kemijska analiza pomoći. To je potrebno za izračunavanje volumena obratka, budući da njegova formula odražava omjer mase i volumena. Znajući specifičnu težinu pojedinačne legure, moguće je izračunati volumen dijela s određenom masom i obrnuto, što će biti težina šipke zadane vrijednosti.
Svojstva bronce
Kao što je već spomenuto, svojstva bronce izravno ovise o prisutnosti jednog ili više elemenata legiranja, kao io njihovom postotku.
Bronca ima:
Veća otpornost na koroziju, trajnost i niži koeficijent trenja od mjedi;- Otpornost na zrak, u slanoj vodi, ugljičnim otopinama i otopinama koje sadrže organske kiseline;
- Sposobnost zavarivanja i lemljenja;
- Nijanse od crvene do bijele;
- Ostali pokazatelji ovise o sastavu.
Brončana kompozicija
Nije svaka kombinacija u leguri bakra i još jedan element bronca. Bakar i cink, kao što je već spomenuto, tvore žućkasto-zlatnu leguru zvanu mjed. No, bakar i nikal su utjelovljeni u srebro nikla, koji je nekad bio korišten za čarobne žlice, a još više za kovanice. Cijenjen je zbog činjenice da dugo vremena ne gubi svoj srebrni nijansu i sjaj.
Tin bronca
Glavna komponenta legiranja takve bronce je kositar. Osim toga, u leguru se uvode olovo, fosfor, arsen i cink. Kositar daje bakru posebne osobine - najbolju topljivost, tvrdoću i elastičnost. Ova kombinacija svojstava idealna je za poliranje. Ostali legirni elementi čine leguru otpornom na koroziju i prikladnije za lijevanje.
Uvođenjem kositra na razinu od 5% ukupne mase raste duktilnost legure, a kod 20% kositra materijal postaje krhak. Zbog toga su legure, gdje udio kositra premašuje 6% barijeru, pogodne uglavnom za lijevanje, ali nisu prikladne za valjanje ili kovanje. Kako bi brončana legura bila prikladnija za strojnu obradu, u nju se uvodi oko 5% olova, što omogućuje lomljenje čipova. Fosfor deoksidira leguru, koja se naziva fosfor, ako je postotak ovog elementa veći od jedan.
Korištenje cinka značajno smanjuje troškove materijala, praktički bez utjecaja na kvalitetu legure kositra s bakrom. Tako se u pripravak unosi do 10% cinka bez mijenjanja mehaničkih svojstava, čime se smanjuju troškovi proizvodnje.
Najveći udio kositra može biti 33%, pri čemu bronca dobiva ugodnu srebrno-bijelu boju. Ovisno o promjeni udjela ovog elementa postiže se boja materijala od crvene do žute.
Posebna bronca (bez kositra)
Legure s bakrom koje ne sadrže kositar kao komponentu za legiranje nazivaju se posebnom ili bezbojnom broncom. Takve legure bakra s aluminijem, željezom, olovom, silicijem itd. dogodilo se najrazličitija misija. Oni mogu biti kvalitetniji od legura kositra, a njihov raspon boja je još bogatiji u raznolikosti.
Aluminijska bronca pobjeđuje u mehaničkim svojstvima u odnosu na kositar. Međutim, aluminijske legure su kemijski otporne . Legura bakra sa silicijem i cinkom pokazuje izvrsnu fluidnost u tekućem stanju.
Berilijeva bronca nadmašuje sve ostale u elastičnosti, a posjeduje visoku tvrdoću. Osim toga, postoji visoka zavarljivost, kemijska otpornost legure berilija i bakra. Sjajno radi s alatom za rezanje, premještajući ga u obradu. Zbog toga je ova legura prikladna za proizvodnju takvih dijelova i elemenata kao membrane, opruge, kontakti s oprugama. Lako su i pouzdano zavareni i izdržljivi.
Brončane značajke
Tehnološke značajke
Prema njihovim tehnološkim svojstvima bronca može biti:
- Može se deformirati ili lako osjetljiv na mehanička opterećenja. Takva svojstva posjeduju legure koje sadrže najviše 6% kositra. Njihova plastičnost omogućuje žigosanje, kovanje i izradu materijala od valovitog bronce. Izrađene su od legura koje su izrađene od brončane žice, trake i limova;
- Ljevaonica - namijenjena oblikovanom lijevanju. Obrađeni dijelovi koji mogu raditi u morskoj vodi, kao i zupčanici i ležajevi za ležajeve, izrađeni su od takvih ljevačkih bronza na bazi bakra i kositra.
Toplinska vodljivost brončanih legura
Ako govorimo o toplinskoj vodljivosti, onda pada s uvođenjem legirajućih aditiva. Unatoč činjenici da bakar dobro provodi toplinu, njegove legure s drugim komponentama gube veći postotak ovog pokazatelja. Niska toplinska vodljivost čini bronzu neprikladnom za jedinice trenja, elektrode za zavarivanje i druge elemente koji zahtijevaju brzo vraćanje i odvođenje topline. Međutim, niskolegirane brončane legure su bliske po toplinskoj vodljivosti bakru.
Proizvodnja u bronci
Postupak dobivanja ovog metala odvija se u električnim indukcijskim pećima ili lončićima za lonce, gdje se bakar legira elementima za legiranje. Taljenje se odvija ispod sloja fluksa ili ugljena. Smjesa polaznog materijala za taljenje može se pripremiti i od svježih metala i od recikliranih materijala.
Brončani proizvodni proces:
Određeni dio ugljena ili fluksa se stavlja u zagrijanu pećnicu;- Bakar se stavlja u peć, gdje se istopi i zagrije do željene temperature;
- Rastaljeni materijal se deoksidira s fosfornim bakrom;
- Kod deoksidiranih talina dodaju se komponente za legiranje koje se dovode u vruće. Vatrostalni legirajući aditivi koji se uvode u obliku ligatura;
- Sve se miješa do potpunog otapanja komponenti i zagrijava se na temperaturu prema tehnologiji;
- Prije početka lijevanja vrši se ponovna deoksidacija s fosfornim bakrom kako bi se uklonili njegovi oksidi;
- Dobivena brončana slitina savršeno se topi i ispunjava formirajuće spremnike u obliku ingota standardnog i okruglog oblika;
- Ingoti su valjani ili prešani.
Područja primjene
Zbog raznih svojstava bronca se koristi u strojarstvu, raketnoj i zrakoplovnoj industriji, brodogradnji i mnogim drugim industrijama. Kvaliteta otpornosti na koroziju, otpornost na habanje i nizak koeficijent trenja učinila ga je nezamjenjivim materijalom za strojeve i sklopove koji su uključeni u pokretne dijelove s visokim trenjem. S druge strane, brončani dijelovi moraju se periodično ažurirati. Zbog kemijske otpornosti, brončane legure bez limova služe za valjanje kemijskih elemenata i proizvodnju regulacijskih ventila za različite cjevovode .
Nepromjenjiva popularnost korištenja bronce u proizvodnji skulptura zbog svoje prikladnosti za lijevanje, kao i stabilnost, izdržljivost i čvrstoću atmosfere. Čimbenik vanjske privlačnosti brončane skulpture također je važan - boja i sjaj koji privlači oko. Osim toga, bronca daje proizvodu čvrstoću s učinkom antike. Zbog toga su najsloženiji lusteri, lusteri i drugi dekorativni elementi u kazalištima i palačama izrađeni od brončanih legura.