Daugelį tūkstantmečių žmogus eksperimentavo su įvairiais metalais ir iš jų gaudavo vis daugiau didelio stiprumo lydinių. Tam buvo naudojami įvairūs cheminiai elementai. Bronzos amžius – tai era, kai išpopuliarėjo alavo ir vario lydinys (CuSn6). Kas yra ši medžiaga ir kodėl ji buvo tokia populiari?
Bronzos amžiaus istorija
Dėka patobulinto metalų, tokių kaip varis ir alavas, apdirbimo 3000 m. pr. Kr. prasidėjo bronzos amžius. Jai būdinga aktyvi tokio lydinio kaip bronzos gamyba, kuri buvo naudojama įrankiams ir papuošalams gaminti.
Šiuolaikinėje metalurgijos pramonėje, be vario ir alavo, taip pat naudojamos tokios medžiagos kaip aliuminis, fosforas, švinas ir cinkas. Pats pavadinimas kilęs iš persų kalbos žodžio „berenj“, kuris verčiamas kaip „varis“.
Žinoma, kad pirmoji bronza buvo pagaminta iš Cu ir arseno ir buvo vadinama arsenu. Tačiau dėl savo toksiškumo jis labai greitaipakeistas į alavo. Nenuostabu, kad kalviai dažnai buvo vaizduojami bjaurūs ir sugadinti. Tiesą sakant, taip ir buvo. Ilgas kontaktas su arsenu labai blogai paveikė jų organizmą. Dėl šios priežasties vario ir alavo lydinys vadinamas bronza, nes būtent šie komponentai jame yra dažniausiai.
Bronzos charakteristika
Visi žinome, kad toks metalas kaip varis yra labai minkštas, plastiškas ir visiškai trapus. Tuo pačiu metu jis turi labai aukštą elektros ir šilumos laidumą. Alavo ir vario lydinys yra medžiaga, kuri žymiai viršija šių cheminių elementų savybes atskirai. Kitaip tariant, bronza pasižymi dideliu kietumu, stiprumu, tačiau tuo pat metu ji yra gana lydi.
Šio lydinio atradimas suvaidino didelį vaidmenį metalurgijos pramonėje. Nepaisant to, kad vėliau buvo išrasta daug kitų medžiagų, net ir šiandien ji labai populiari dėl gerų mechaninių savybių.
Bronzos gebėjimas atsispirti korozijai
Viena iš svarbiausių lydinio savybių yra atsparumas korozijai. Tai ypač pasakytina apie tas kompozicijas, kuriose yra daug mangano ir silicio (daugiau nei 2 %).
Nustatyta, kad bronza pasižymi dideliu atsparumu korozijai, kai ji liečiasi su vandeniu (jūros ir gėlo vandens), koncentruotais šarmais ir rūgštimis, lengvųjų metalų sulfatais ir chloridais bei sausomis dujomis (be alavo bronza).
Žinoma, apskritailydinio korozijos savybės priklauso nuo legiruojančių elementų. Taigi didelis švino kiekis sumažina atsparumą korozijai, o nikelis padidina šią savybę.
Bronzos rūšys
Legiravimo elementai, kurių gali būti šio lydinio sudėtyje, gali žymiai pakeisti jo savybes, nuo jų priklauso ir bronzos rūšis. Be to, skardą galima pakeisti kitais elementais. Pavyzdžiui, BrAMTS-7-1 galima iššifruoti taip: 92% vario, 7% aliuminio, 1% mangano. Šios markės bronzos sudėtyje nėra alavo ir dėl to jis pasižymi dideliu atsparumu kintamoms apkrovoms. Jis naudojamas varžtams, sraigtams, veržlėms ir hidraulinių įrenginių dalims gaminti.
Kitas pavyzdys – alavo liejyklų bronza, kurios prekės ženklas yra BrO10S10. Jame yra iki 83% vario, 9% alavo, 8% švino ir iki 0,1% geležies, silicio, fosforo ir aliuminio. Jis skirtas dalims, kurios veikia esant dideliam specifiniam slėgiui, pvz., slydimo guoliams.
Nepaisant to, kad bronza yra alavo ir vario lydinys, kai kuriais atvejais toks cheminis elementas kaip Sn nenaudojamas. Kitas bealavos bronzos pavyzdys yra atsparus karščiui. Jo gamybai naudojamas tik 98–99% vario ir 1–2% kadmio. Pavyzdys yra prekės ženklas BrKd1. Tai karščiui atspari kadmio bronza, pasižyminti dideliu atsparumu karščiui ir elektros laidumu. Jis gali būti naudojamas varžinio suvirinimo aparatų dalių, elektros variklių kolektorių ir kitų aukštoje temperatūroje veikiančių ir geros kokybės dalių gamybai.laidumas.
Kitas lydinys, naudojamas automobilių guolių ir įvorių tarpikliams gaminti, yra slėginiu būdu apdorota alavo bronza. Vario ir alavo lydinyje yra tokių legiruojančių elementų kaip švinas (4%), cinkas (4%), aliuminis (0,002%), geležis (0,005%). Plieno rūšis vadinama BrOTsS4-4-4. Dėl šių cheminių elementų procentinės dalies šis lydinys gali būti apdorotas spaudimu ir pjovimu. Bronzos spalva priklauso ir nuo priemaišų. Taigi, kuo mažiau vario lydinyje, tuo mažiau ryški spalva: daugiau nei 90 % – raudona, iki 80 % – geltona, mažiau nei 35 % – pilka plieno.
Bronzinis darbas
Kaip minėta anksčiau, alavo ir vario lydinys yra gana patvari medžiaga. Sunku galąsti, pjaustyti ir dirbti su spaudimu. Apskritai tai liejimo medžiaga su mažu susitraukimu – apie vieną procentą. Ir net nepaisant mažo sklandumo ir polinkio į segregaciją, bronza naudojama sudėtingų konfigūracijų liejiniams gaminti. Meno liejimas nėra išimtis.
Lyginiai elementai, dedami į alavo ir vario lydinį, pagerina jo savybes ir sumažina kainą. Pavyzdžiui, legiravimas su švinu ir fosforu pagerina bronzos apdirbimą, o cinkas padidina atsparumą korozijai. Tam tikriems tikslams gaminami deformuoti lydiniai. Š alto kalimo metu jie lengvai keičia savo išvaizdą.
Taikymo sritis
Žinoma, bronzos naudojimas nepraranda savo populiarumo mūsų laikais. Suvenyrasgaminiai, dekoratyviniai interjero daiktai, dekoracijos vartams ir vartams… Be to, lydinys naudojamas furnitūros (rankenos, vyriai, spynos) ir santechnikos (maišytuvų, furnitūros, tarpiklių, maišytuvų) gamybai. Pramoninėse zonose bronza taip pat plačiai naudojama. Taigi, liejimo lydinys naudojamas guoliams, sandarinimo žiedams, įvorėms gaminti.
Plačiam bronzos naudojimui ypač įtakos turi jos korozinės savybės. Dėl šios priežasties jis naudojamas gaminant mechanizmų dalis, kurios veikia nuolat kontaktuodami su vandeniu. Didelis lydinio elastingumas leidžia iš jo gaminti spyruokles ir prietaisų dalis.
Bronzos lydymas
Žinoma, kiekvienas lydinys turi savo privalumų ir trūkumų. Bronza yra lydinys, sudarytas iš vario ir alavo, todėl puikiai toleruoja bet kokį perlydymą. Jis gali būti naudojamas kelis kartus visiškai skirtingiems tikslams. Kita vertus, jei bronzoje yra daug priemaišų, tokių kaip magnis, silicis, aliuminis, perlydant gali sumažėti mechaninės savybės.
Taip yra dėl to, kad legiruojantys elementai, gerinantys bronzos savybes, lydymosi metu oksiduojasi ir susidaro ugniai atsparūs oksidai, išsidėstę palei kristalinės gardelės ribas. Jie nutraukia ryšį tarp grūdelių, todėl bronza tampa trapesnė.
Kaip atskirti bronzą nuo žalvario ir vario
Vienas iš dažniausiai užduodamų klausimų yra skirtumasšis lydinys iš kitų panašios išvaizdos. Žinoma, pramonėje ir naudojant specialius reagentus tai yra gana paprasta. Bet ką daryti, jei medžiagą reikia nustatyti namuose?
Pradėkime nuo to, kad lydinys susideda iš alavo ir vario. Šių medžiagų masės procentais gali būti skirtingos. Kuo daugiau vario, tuo spalva bus ryškesnė, tačiau dėl alavo kiekio lydinyje jis bus sunkesnis nei, pavyzdžiui, grynas Cu.
Jei palygintume bronzą su žalvariu, pastarasis turi gelsvesnį atspalvį. Pats varis yra labai lankstus, tačiau jo pagrindu pagaminti lydiniai yra gana elastingi ir kieti. Taip pat kaitindami galite nustatyti, kuri medžiaga yra priešais jus. Taigi žalvaryje, veikiant aukštai temperatūrai, išsiskiria cinko oksidas ir produktas įgauna peleninę „apnašą“. Tačiau kaitinama bronza savo savybių nepakeis.
Meno kūriniai
Gana dažnai galite rasti įvairių bronzinių figūrėlių ir figūrėlių. Daug meno kūrinių buvo sukurta senovėje ir viduramžiais.
Lydiniai, kurių sudėtyje yra vario ir alavo, naudojami gaminant:
- Tvoros ir vartai, kurie ne tik nepaprastai gražūs, bet ir patvarūs.
- Laiptų konstrukcijų elementai.
- Suvenyrai ir skulptūrinės kompozicijos.
- Dekoratyviniai šviestuvai: šviestuvai ir šviestuvai.
- Daiktai vidaus apdailai.
Norint supykti reikiamąkompoziciją, sukurti specialų medžio, gipso ar polimerinių medžiagų modelį – vadinamąjį liejimą. Šios figūros ertmės užpildomos moliu ir pašalinamos išliejus. Po pagaminimo paviršius gali būti padengtas auksu, nikeliu, chromu arba sidabru.
Labai svarbu pažymėti, kad paprastai meno kūriniams gaminti naudojamas alavo ir vario lydinys be legiruojančių elementų. Taip yra dėl to, kad kuo daugiau tokių komponentų yra bronzoje, tuo didesnis jos susitraukimas, o tai neigiamai veikia gaminio kokybę ir formą.
