Bronse er en legeringssammensetning. Den kjemiske sammensetningen av bronse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Mange vet om bronse bare at skulpturer og monumenter er støpt av den. Faktisk er dette metallet ufortjent fratatt populær oppmerksomhet. Tross alt var det ikke forgjeves at i menneskehetens historie var det til og med en bronsealder - en hel epoke der legeringen inntok en dominerende posisjon. Det er et av få materialer som brukes i både industri og kunst. Egenskapene til en legering av kobber og tinn er rett og slett uunnværlige i mange bransjer. Den brukes i produksjon av verktøy, i maskinteknikk, støping av kirkeklokker og så videre. Samtidig finnes det i dag et stort antall metallkvaliteter, som hver har visse forhåndsmodellerte egenskaper.

Bruken av bronse i fortiden

Den første omtale av en legering av kobber og tinn dateres tilbake til det 4. årtusen f. Kr. Dette teknologiske gjennombruddethistorikere mener, tillot sivilisasjonen i Mesopotamia å ta en ledende posisjon på den tiden. Arkeologiske utgravninger utført i det sørlige Iran vitner om den utbredte bruken av bronse til fremstilling av pilspisser, dolker, spyd, økser og sverd. Blant funnene er det til og med interiørgjenstander, som møbler og speil, samt kanner, amforaer, vaser og tallerkener. Den samme legeringen ble brukt til å prege gamle mynter og lage smykker.

Bronse i middelalderen begynner å bli aktivt brukt i Europa. Slike massive gjenstander som kanoner og kirkekupler er laget av det. I en senere periode, med utviklingen av maskinteknikk, gikk et så allsidig metall heller ikke upåaktet hen. Den ble verdsatt hovedsakelig for sine anti-friksjon og anti-korrosjonsegenskaper. Samtidig skal det bemerkes at materialet som ble brukt tidligere var noe annerledes enn det bronse er i dag. Sammensetningen av legeringen inneholdt mange mindre urenheter, noe som forringet kvaliteten betydelig.

Kjemisk sammensetning av moderne bronse

I dag, innen materialvitenskap, er bronse en legering av to metaller: kobber og tinn, som kan brukes i forskjellige proporsjoner. For å gi metallet de ønskede kvalitetene kan sink, fosfor, magnesium, bly og silisium tilsettes dette paret. Tilstedeværelsen av tilfeldige urenheter ved hjelp av moderne teknologi er praktisk t alt redusert til null.

I de fleste tilfeller anses forholdet mellom kobber og tinn i proporsjoner på 85 til 15 prosent som akseptabelt. aksjereduksjonden andre komponenten under det angitte merket gir opphav til en rekke problemer, hvorav hoveddelen er likvasjon. Dette begrepet brukes av metallurger for å referere til prosessen med legeringsdelaminering og dens ujevne størkning.

påvirkning av legeringsfarge på kvaliteten

Informerte mennesker kan lære mye om et materiale bare ved å se på fargen som bronse har. Sammensetningen påvirker direkte denne parameteren. Som du kanskje gjetter, gir kobber legeringen en rød fargetone. Derfor vil reduksjon av prosentandelen til fordel for andre komponenter bety en gradvis overgang av farge til svakere toner.

Med den vanlige balansen av komponenter (85 % kobber), støpes bronse gult. Dette er den vanligste varianten som finnes. En hvit legering oppnås etter justering av forholdet til et forhold på 50:50. Men for at bronse skal bli grå, er det nødvendig å redusere mengden kobber til 35%.

Når det gjelder endringen i de praktiske egenskapene til legeringen når man eksperimenterer med sammensetningen, er situasjonen som følger. Duktiliteten til materialet vil direkte avhenge av innholdet av tinn i det. Jo mindre den er, jo mer formbar vil bronsen være, men denne påstanden er sann bare opp til en viss grense. Så når 50 %-merket er nådd, blir legeringen myk igjen.

Bronse i kunst

Sterkt og slitesterkt materiale, samtidig som det hadde et ganske lavt smeltepunkt og god duktilitet, kunne ikke annet enn å interessere kreative mennesker, spesielt skulptører. Allerede i V-IV århundrer f. Kr. i Hellas ble det utarbeidet til minste detaljteknologi for å lage bronsestatuer, som fortsatt er aktuelt i dag.

Den består i at statuen av brannsikkert materiale i utgangspunktet erstattes av voks, som ødelegges direkte under støping. For å gjøre dette, i henhold til tegningen, må det først lages en gipsmodell, og deretter en form for støping. Voksinnholdet smelter rett og slett når det utsettes for temperatur, og bronse tar plass, som avkjøler og stivner. Etter det gjenstår det bare å behandle og bringe til perfeksjon.

Artillerimetall

Til produksjon av kanoner, og senere annet militært utstyr, har bronse alltid vært brukt. Sammensetningen av legeringen som brukes til disse formålene inneholder som regel 90 % kobber og kun 10 % tinn.

Dette kommer av at materialet til verktøyene må være meget sterkt og ha høy rivebestandighet. Merket av bronse BrAZhMts10-3-1.5 har slike egenskaper. I tillegg til hovedkomponentene inneholder den 1-2 % mangan, som forbedrer anti-friksjon og temperaturegenskaper.

Kirkeklokkefremstilling

Blokkeringen må være melodisk, og lyden må glede øret på lang avstand. Merkelig nok, men bronse har slike musikalske talenter. For å forbedre lyden av klokken er den laget av en legering med et høyt innhold av tinn (fra 20 til 22%). Noen ganger er det også tilsatt noe sølv. Merker av bronse, som brukes til fremstilling av klokker og andre perkusjonsinstrumenter,er helt uegnet for praktisk bruk i andre bransjer. Dette skyldes at en slik legering har en finkornet struktur og økt sprøhet.

Fosfor og aluminiumbronse

Den første legeringen bestående av 90% kobber, 9% tinn og 1% fosfor ble brukt av Künzel i 1871. Det ble k alt fosforbronse, og materialet har funnet sin anvendelse hovedsakelig innen maskinteknikk. Ulike maskindeler er støpt fra den, som er utsatt for økt friksjon. Fosfor er nødvendig for å øke elastisiteten og forbedre anti-korrosjonsegenskaper. Den største fordelen med dette metallet er at det perfekt fyller alle utsparinger under støping.

Aluminiumsbronse, hvis sammensetning er preget av et høyt innhold av kobber (opptil 95%), ligner veldig på gull. I tillegg til skjønnhet har den en rekke andre ubestridelige fordeler. Tilsetning av 5 % aluminium gjør for eksempel at legeringen tåler langvarig eksponering for aggressive miljøer som høy surhet.

Som et materiale for produksjon av ulike maskindeler har dette metallet nesten universelt erstattet fosforbronse i papirfabrikker og kruttproduksjon på grunn av dets høyere rivemotstand.

Silisium- og manganbronse

Silisium tilsettes legeringen for å øke den elektriske ledningsevnen. Denne kvaliteten brukes i produksjon av telefonledninger. Referansesammensetningen til silisiumbronse er som følger: 97,12 % kobber, 1,14 % tinn, 0,05 % silisium.

Den vanskeligsteproduksjonsprosessen har en legering som inneholder mangan. Hele prosedyren foregår i flere stadier. Først tilsettes ferromangan til smeltet kobber. Deretter, etter å ha opprettholdt det angitte temperaturregimet, tilsettes tinn, og om nødvendig sink. Det engelske firmaet Bronce Company produserer flere kvaliteter av manganbronse med forskjellig viskositet og hardhet. En slik legering kan brukes i nesten alle bransjer.