Bron je sestava zlitine. Kemična sestava brona

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Mnogi ljudje vedo za bron samo to, da so iz njega uliti skulpture in spomeniki. Pravzaprav je ta kovina nezasluženo prikrajšana za pozornost ljudi. Navsezadnje ni bilo zaman, da je v zgodovini človeštva obstajala celo bronasta doba - celo obdobje, v katerem je zlitina zasedla prevladujoč položaj. Je eden redkih materialov, ki se uporabljajo tako v industriji kot umetnosti. Lastnosti, ki jih ima zlitina bakra in kositra, so preprosto nepogrešljive v številnih panogah. Uporablja se pri izdelavi orodja, v strojništvu, litju cerkvenih zvonov itd. Hkrati pa danes obstaja veliko število vrst kovin, od katerih ima vsaka določene, vnaprej oblikovane lastnosti.

Uporaba brona v preteklosti

Prva omemba zlitine bakra in kositra sega v 4. tisočletje pred našim štetjem. Ta tehnološki prebojzgodovinarji verjamejo, da je civilizaciji Mezopotamije v tistem času omogočilo, da prevzame vodilni položaj. Arheološka izkopavanja v južnem Iranu pričajo o široki uporabi brona za izdelavo konic puščic, bodal, sulic, sekir in mečev. Med najdbami so celo notranji predmeti, kot so pohištvo in ogledala, pa tudi vrči, amfore, vaze in krožniki. Ista zlitina je bila uporabljena za kovanje starodavnih kovancev in izdelavo nakita.

Bron v srednjem veku se v Evropi začne aktivno uporabljati. Iz njega so narejeni tako masivni predmeti, kot so topovi in cerkvene kupole. V poznejšem obdobju, z razvojem strojništva, tudi tako vsestranska kovina ni ostala neopažena. Cenjen je bil predvsem zaradi svojih lastnosti proti trenju in proti koroziji. Hkrati je treba opozoriti, da je bil prej uporabljen material nekoliko drugačen od tistega, ki je bron danes. Sestava zlitine je vsebovala veliko manjših nečistoč, ki so bistveno poslabšale njeno kakovost.

Kemična sestava sodobnega brona

Danes je v znanosti o materialih bron zlitina dveh kovin: bakra in kositra, ki ju je mogoče uporabiti v različnih razmerjih. Da bi kovini dali želene lastnosti, lahko temu paru dodamo cink, fosfor, magnezij, svinec in silicij. Prisotnost naključnih nečistoč s pomočjo sodobnih tehnologij je praktično zmanjšana na nič.

V večini primerov velja, da je razmerje med bakrom in kositrom v razmerju od 85 do 15 odstotkov sprejemljivo. zmanjšanje deležadruga komponenta pod označeno oznako povzroča številne težave, med katerimi je glavna likvacija. Ta izraz uporabljajo metalurgi za označevanje procesa razslojevanja zlitine in njenega neenakomernega strjevanja.

Vpliv barve zlitine na njeno kakovost

Obveščeni se lahko veliko naučijo o materialu, če pogledajo barvo, ki jo ima bron. Sestava neposredno vpliva na ta parameter. Kot lahko uganete, baker daje zlitini rdeč odtenek. Zato bo zmanjšanje njegovega odstotka v korist drugih komponent pomenilo postopen prehod barve v zatemnjene tone.

Z običajnim ravnovesjem komponent (85 % bakra) bron odda rumeno barvo. To je najpogostejša sorta, ki jo je mogoče najti. Belo zlitino dobimo po prilagoditvi razmerja na razmerje 50:50. Da pa bron postane siv, je treba količino bakra zmanjšati na 35%.

Kar zadeva spremembo praktičnih lastnosti zlitine pri eksperimentiranju z njeno sestavo, je situacija naslednja. Dudtilnost materiala bo neposredno odvisna od vsebnosti kositra v njem. Manjši kot je, bolj kovljiv bo bron, vendar ta izjava drži le do določene meje. Torej, ko je dosežena oznaka 50 %, zlitina spet postane mehka.

Bron v umetnosti

Močan in trpežen material, čeprav ima dokaj nizko tališče in dobro duktilnost, ni mogel ne zanimati ustvarjalnih ljudi, zlasti kiparjev. Že v V-IV stoletju pred našim štetjem je bilo v Grčiji izdelano do najmanjših podrobnostitehnologija izdelave bronastih kipov, ki je še danes aktualna.

Sestoji iz tega, da se kip iz ognjevarnega materiala sprva nadomesti z voskom, ki se uniči neposredno med vlivanjem. Za to je treba po risbi najprej izdelati mavčni model, nato pa kalup za litje. Vsebina voska se ob izpostavljenosti temperaturi preprosto stopi, njegovo mesto pa zavzame bron, ki se ohladi in strdi. Po tem ostane le še obdelati in pripeljati do popolnosti.

Artilerijska kovina

Za izdelavo topov in kasneje druge vojaške opreme se je od nekdaj uporabljal bron. Sestava zlitine, ki se uporablja za te namene, praviloma vsebuje 90% bakra in le 10% kositra.

To je posledica dejstva, da mora biti material za orodje zelo močan in imeti visoko odpornost na trganje. Blagovna znamka bronastega BrAZhMts10-3-1,5 ima takšne lastnosti. Poleg glavnih sestavin vsebuje 1-2% mangana, ki izboljša lastnosti proti trenju in temperaturo.

izdelava cerkvenih zvonov

Zvončanje mora biti melodično, njegov zvok pa mora ugajati ušesu na veliki razdalji. Čudno, toda bron ima takšne glasbene talente. Za izboljšanje zvoka zvonca je izdelan iz zlitine z visoko vsebnostjo kositra (od 20 do 22%). Včasih se ji doda tudi nekaj srebra. Blagovne znamke brona, ki se uporabljajo pri izdelavi zvoncev in drugih tolkal,so popolnoma neprimerni za praktično uporabo v drugih panogah. To je posledica dejstva, da ima taka zlitina drobnozrnato strukturo in povečano krhkost.

fosfor in aluminijev bron

Prvo zlitino, sestavljeno iz 90 % bakra, 9 % kositra in 1 % fosforja, je leta 1871 uporabil Künzel. Imenovali so ga fosforni bron, material pa je svojo uporabo našel predvsem v strojništvu. Iz njega se ulijejo različni strojni deli, ki so podvrženi povečanemu trenju. Fosfor je potreben za povečanje elastičnosti in izboljšanje protikorozijskih lastnosti. Glavna prednost te kovine je, da odlično zapolni vse vdolbine med litjem.

Aluminijev bron, katerega sestava je značilna visoka vsebnost bakra (do 95%), je po videzu zelo podoben zlatu. Poleg lepote ima številne druge nesporne prednosti. Na primer, dodajanje 5 % aluminija omogoča zlitini, da prenese dolgotrajno izpostavljenost agresivnim okoljem, kot je visoka kislost.

Kot material za izdelavo različnih strojnih delov je ta kovina zaradi svoje večje odpornosti na trganje skoraj povsod nadomestila fosforni bron v papirnicah in proizvodnji smodnika.

Silicij in manganov bron

Silicij je dodan zlitini za povečanje električne prevodnosti. Ta kakovost se uporablja pri proizvodnji telefonskih žic. Referenčna sestava silicijevega brona je naslednja: 97,12 % bakra, 1,14 % kositra, 0,05 % silicija.

Najtežjeproizvodni proces se ponaša z zlitino, ki vsebuje mangan. Celoten postopek poteka v več fazah. Najprej se staljenemu bakru doda feromangan. Nato po vzdrževanju določenega temperaturnega režima dodamo kositer in po potrebi cink. Angleško podjetje Bronce Company izdeluje več vrst manganovega brona z različno viskoznostjo in trdoto. Takšna zlitina se lahko uporablja v skoraj vseh panogah.