Brons är en legeringskomposition. Den kemiska sammansättningen av brons

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Många vet bara om brons att skulpturer och monument är gjutna av den. Faktum är att denna metall är oförtjänt berövad populär uppmärksamhet. När allt kommer omkring var det inte förgäves att det i mänsklighetens historia till och med fanns en bronsålder - en hel era under vilken legeringen hade en dominerande ställning. Det är ett av få material som används inom både industri och konst. De egenskaper som en legering av koppar och tenn besitter är helt enkelt oumbärliga i många industrier. Det används vid tillverkning av verktyg, inom maskinteknik, gjutning av kyrkklockor och så vidare. Samtidigt finns det idag ett stort antal metallkvaliteter som var och en har vissa förmodellerade egenskaper.

Användningen av brons förr

Det första omnämnandet av en legering av koppar och tenn går tillbaka till det 4:e årtusendet f. Kr. Detta tekniska genombrotthistoriker tror, tillät civilisationen i Mesopotamien att ta en ledande position vid den tiden. Arkeologiska utgrävningar utförda i södra Iran vittnar om den utbredda användningen av brons för tillverkning av pilspetsar, dolkar, spjut, yxor och svärd. Bland fynden finns även inredningsföremål, som möbler och speglar, samt kannor, amforor, vaser och tallrikar. Samma legering användes för att prägla gamla mynt och göra smycken.

Brons under medeltiden börjar användas aktivt i Europa. Sådana massiva föremål som kanoner och kyrkkupoler är gjorda av det. Under en senare period, med utvecklingen av maskinteknik, gick en sådan mångsidig metall inte heller obemärkt förbi. Den uppskattades främst för dess antifriktions- och anti-korrosionsegenskaper. Samtidigt bör det noteras att materialet som användes tidigare skilde sig något från det som brons är idag. Legeringens sammansättning innehöll många mindre föroreningar, vilket avsevärt försämrade dess kvalitet.

Kemisk sammansättning av modern brons

I dag, inom materialvetenskap, är brons en legering av två metaller: koppar och tenn, som kan användas i olika proportioner. För att ge metallen de önskade egenskaperna kan zink, fosfor, magnesium, bly och kisel tillsättas till detta par. Förekomsten av slumpmässiga föroreningar med hjälp av modern teknik reduceras praktiskt taget till noll.

I de flesta fall anses förhållandet mellan koppar och tenn i proportioner på 85 till 15 procent vara acceptabelt. andelsminskningden andra komponenten under det angivna märket ger upphov till ett antal problem, av vilka det huvudsakliga är likvation. Denna term används av metallurger för att hänvisa till processen för legeringsdelaminering och dess ojämna stelning.

Inflytande av legeringsfärg på dess kvalitet

Informerade människor kan lära sig mycket om ett material bara genom att titta på färgen som brons har. Sammansättningen påverkar direkt denna parameter. Som du kanske gissar ger koppar legeringen en röd nyans. Därför kommer en minskning av andelen till förmån för andra komponenter att innebära en gradvis övergång av färg till svagare toner.

Med den vanliga balansen av komponenter (85 % koppar), ger brons gult. Detta är den vanligaste sorten som finns. En vit legering erhålls efter justering av förhållandet till ett förhållande av 50:50. Men för att brons ska bli grå är det nödvändigt att minska mängden koppar till 35%.

När det gäller förändringen av legeringens praktiska egenskaper när man experimenterar med dess sammansättning är situationen följande. Materialets duktilitet kommer direkt att bero på innehållet av tenn i det. Ju mindre det är, desto mer formbart kommer bronset att vara, men detta påstående är sant endast upp till en viss gräns. Så när 50 %-strecket nås blir legeringen mjuk igen.

Brons i konst

Starkt och hållbart material, samtidigt som det hade en ganska låg smältpunkt och god formbarhet, kunde inte annat än intressera kreativa människor, i synnerhet skulptörer. Redan under V-IV århundradena f. Kr. i Grekland utarbetades det till minsta detaljteknik för att göra bronsstatyer, vilket fortfarande är relevant idag.

Den består i att statyn av brandsäkert material till en början ersätts av vax, som förstörs direkt under gjutningen. För att göra detta, enligt ritningen, måste först en gipsmodell göras och sedan en form för gjutning. Vaxh alten smälter helt enkelt när den utsätts för temperatur, och brons tar dess plats, som kyler och stelnar. Efter det återstår bara att bearbeta och få till perfektion.

Artillerimetall

För tillverkning av kanoner, och senare annan militär utrustning, har brons alltid använts. Sammansättningen av legeringen som används för dessa ändamål innehåller i regel 90 % koppar och endast 10 % tenn.

Detta beror på att materialet till verktygen måste vara mycket starkt och ha hög rivhållfasthet. Märket brons BrAZhMts10-3-1.5 har sådana egenskaper. Förutom huvudkomponenterna innehåller den 1-2 % mangan, vilket förbättrar antifriktions- och temperaturegenskaper.

Kyrkans klocktillverkning

Klockringningen måste vara melodisk, och dess ljud måste glädja örat på långt avstånd. Konstigt nog, men brons har sådana musikaliska talanger. För att förbättra ljudet av klockan är den gjord av en legering med ett högt innehåll av tenn (från 20 till 22%). Ibland tillsätts det också lite silver. Märken av brons, som används vid tillverkning av klockor och andra slaginstrument,är helt olämpliga för praktisk användning inom andra industrier. Detta beror på att en sådan legering har en finkornig struktur och ökad sprödhet.

Fosfor och aluminiumbrons

Den första legeringen bestående av 90 % koppar, 9 % tenn och 1 % fosfor användes av Künzel 1871. Det kallades fosforbrons, och materialet har funnit sin tillämpning främst inom maskinteknik. Olika maskindelar gjuts av den, som utsätts för ökad friktion. Fosfor är nödvändigt för att öka elasticiteten och förbättra anti-korrosionsegenskaperna. Den största fördelen med denna metall är att den perfekt fyller alla urtag under gjutning.

Aluminiumbrons, vars sammansättning kännetecknas av en hög h alt av koppar (upp till 95%), är mycket lik guld till utseendet. Förutom skönhet har den ett antal andra obestridliga fördelar. Till exempel, tillsats av 5 % aluminium gör att legeringen tål långvarig exponering för aggressiva miljöer som hög surhet.

Som material för tillverkning av olika maskindelar har denna metall nästan universellt ersatt fosforbrons i pappersbruk och kruttillverkning på grund av dess högre rivhållfasthet.

Kisel- och manganbrons

Kisel läggs till legeringen för att öka den elektriska ledningsförmågan. Denna kvalitet används vid tillverkning av telefonledningar. Referenssammansättningen för kiselbrons är som följer: 97,12 % koppar, 1,14 % tenn, 0,05 % kisel.

Det svårastetillverkningsprocessen har en legering som innehåller mangan. Hela proceduren sker i flera steg. Först tillsätts ferromangan till smält koppar. Sedan, efter att ha bibehållit den angivna temperaturregimen, tillsätts tenn och om nödvändigt zink. Det engelska företaget Bronce Company tillverkar flera kvaliteter av manganbrons med olika viskositet och hårdhet. En sådan legering kan användas i nästan alla industrier.