Bronz je složení slitiny. Chemické složení bronzu

Mnoho lidí ví o bronzovi, že z něj jsou odhozeny sochy a památky. Ve skutečnosti je tento kov bezvýhradně zbaven veřejné pozornosti. Ve skutečnosti nebylo v dějinách lidstva vůbec nic, ani věk bronzu - celá éra, během níž měla slitina dominantní postavení. Jedná se o jeden z mála materiálů používaných jak v průmyslu, tak v umění. Vlastnosti, které má slitina mědi s cínem, jsou prostě nenahraditelné v mnoha výrobních odvětvích. Používá se při výrobě zbraní, při výrobě strojů, při odlévání kostelních zvonků atd. Současně existuje velké množství kovových značek, z nichž každá má určité předem modelované vlastnosti.

Použití bronzu v minulosti

První zmínka o slitině mědi a cínu pochází ze 4. tisíciletí před naším letopočtem. Právě tento technologický průlom podle historiků umožnil, aby mezopotámská civilizace obsadila tehdejší vedoucí pozici. Archeologické vykopávky, uspořádané v jižním Íránu, ukazují rozšířené použití bronzu pro výrobu šipek, dýků, oštěpů, os, mečů. Mezi nálezy jsou i interiérové ​​předměty, například nábytek a zrcadla, stejně jako džbánky, amfory, vázy a talíře. Pro stříhání starých mincí a výrobu šperků byla použita stejná slitina.

Bronz ve středověku začíná být aktivně používán v Evropě. Vyrábí tak mohutné předměty, jako jsou děla a kostele. V pozdější době, s vývojem strojní budovy, tak univerzální kov také nezůstal bez povšimnutí. Jeho hodnota byla oceněna hlavně pro antifrikční a antikorozní vlastnosti. Současně je třeba poznamenat, že dříve použitý materiál byl poněkud odlišný od materiálu, který je dnes bronzový. Složení slitiny obsahovalo řadu menších nečistot, což výrazně zhoršovalo její kvalitu.

Chemické složení moderního bronzu

Dnes ve vědě o materiálech se bronz nazývá slitina dvou kovů: měď a cín, které mohou být použity v různých poměrech. K tomuto kovu lze přidat zinek, fosfor, hořčík, olovo a křemík, aby kov získal specifikované vlastnosti. Přítomnost náhodných nečistot pomocí moderních technologií je prakticky omezena na nulu.

Ve většině případů je poměr mědi k cínu v poměru 85 až 15 procent přijatelný. Pokles frakce druhé složky pod tuto úroveň vede k řadě problémů, z nichž hlavní je segregace. Tento termín metallurgists nazývá proces stratifikace slitiny a její nerovnoměrné mražení.

Vliv slitinových barev na kvalitu

Znalí lidé se hodně naučí o materiálu, a to pouze při pohledu na barvu, kterou má bronz. Kompozice přímo ovlivňuje tento parametr. Není těžké uhádnout, měď dodává slitině červený nádech. Proto snížení jeho procentuálního poměru ve prospěch ostatních složek bude znamenat postupný přechod barvy na tóny stmívání.

S obvyklým vyvážením složek (85% mědi), bronzové odlitky žloutnou. Tento druh odrůdy lze nalézt nejčastěji. Bílá slitina se získává po úpravě poměru na poměr 50:50. Ale aby byl bronz šedý, je nutné snížit množství mědi na 35%.

Pokud jde o změnu praktických vlastností slitiny při experimentování se svým složením, situace zde je následující. Tvarovatelnost materiálu bude záviset přímo na obsahu cínu v něm. Menší, ohebnější bronz, ale toto tvrzení je pravdivé jen na určitý limit. Takže když značka dosáhne 50%, slitina se opět stává měkkou.

Bronz v umění

Silný a trvanlivý materiál, který je dostatečně nízký teplota tání a dobrá měkkost, nemohl pomoci, ale zajímat tvůrčí lidi, zejména sochaře. Již v 5. až 4. století před naším letopočtem v Řecku byla technologie výroby bronzových soch zpracovávána na nejmenší detaily, které jsou dnes ještě významné. Spočívá v tom, že socha ohně odolného materiálu je zpočátku nahrazena voskem, který je během lití přímo zničen. K tomu je nutno nejdříve vyrobit sádrový model a potom se musí odlévat forma. Obsah vosku při vystavení se teplotě se jednoduše roztaví a jeho místo je obsazeno bronzem, který ochladí a tuhne. Poté zůstává pouze zpracovávat a přinášet dokonalost.

Dělostřelecký kov

Pro výrobu zbraní a později i jiných vojenských prostředků byl vždy používán bronz. Složení slitiny, která se používá pro tyto účely, obvykle obsahuje 90% mědi a pouze 10% cínu. To je způsobeno skutečností, že materiál pro nástroje musí být velmi silný a má zvýšenou odolnost proti prasknutí. Tyto vlastnosti mají bronzová značka BRAZhM10-3-1.5. Vedle hlavních komponent obsahuje 1 až 2% manganu, což zvyšuje antifrikční a teplotní charakteristiky.

Kostelní zvonky

Zvukové vyzvánění musí být melodické a jeho zvuk by měl potěšit slyšení ve velké vzdálenosti. Ironií je, že Bronz má takové hudební nadání. Pro zlepšení zvukového zvonu je vyroben ze slitiny se zvýšeným obsahem cínu (od 20 do 22%). Někdy také přidává trochu stříbra. Bronzové stupně, které se používají při výrobě zvonků a jiných bicích nástrojů, jsou absolutně nevhodné pro praktické použití v jiných průmyslových odvětvích. To je způsobeno skutečností, že taková slitina má jemně zrnitou strukturu a zvýšenou křehkost.

Fosfor a hliník bronz

Poprvé v roce 1871 použil Künzel slitinu sestávající z 90% mědi, 9% cínu a 1% fosforu. To bylo nazýváno fosfor bronz, a materiál našel jeho použití hlavně ve strojírenství. Z něj jsou odhozeny různé části strojů, které jsou vystaveny zvýšenému tření. Fosfor je nezbytný pro zvýšení pružnosti a zvýšení antikorozních vlastností. Hlavní výhodou tohoto kovu je, že dokonale vyplňuje všechny drážky v odlitku.

Hliníkový bronz, jehož složení je charakterizováno zvýšeným obsahem mědi (až 95%), vypadá velmi podobně jako zlato. Kromě krásy má řadu dalších nepopiratelných výhod. Přidání 5% hliníku například umožňuje, aby slitina odolávala dlouhodobé expozici agresivnímu médiu, například zvýšené kyselosti.

Jako materiál pro výrobu různých částí strojů má tento kov téměř všeobecně přemísťovaný fosforový bronz v papírenských listech a při výrobě prášku kvůli vyššímu odrazu od trhání.

Křemík a manganový bronz

Do slitiny se přidává křemík, aby se zvýšila elektrická vodivost. To je jeho kvalita používaná při výrobě telefonních drátů. Referenční složka křemíku bronzu je následující: 97,12% mědi, 1,14% cínu, 0,05% křemíku.

Nejsložitější výrobní proces se může pochlubit slitinou obsahující mangan. Celý postup prochází několika etapami. Nejprve se k roztavené mědi přidává ferromangan. Poté, po dosažení daného teplotního režimu se přidá cín a v případě potřeby zinek. Anglická společnost Bronce Company vyrábí několik stupňů manganového bronzu, který má různou viskozitu a tvrdost. Tato slitina může být použita prakticky ve všech průmyslových odvětvích.