Бронза состав сплава

Заинтересовавшись металлом под названием бронза, я погрузился в информационные источники, чтобы узнать про неё как можно больше. Первое, что попалось мне на глаза, были исторические факты.

Bronza-sostav-splava

Оказывается, появление бронзы задокументировано ещё в пятом тысячелетии до нашей эры. Изделия из неё нашли в Сербии. В России же, Николай Веселовский, русский археолог, обнаружил древние залежи сплава в виде артефактов (датированного четвёртым тысячелетием до н.э.) около реки Кубань в 1897 году.

С течением времени об этом металле узнали и в Египте, где он стал важнейшим декоративным материалом. А вообще, в человеческой истории существует эпоха под названием бронзовый век. Он датируется с тридцать пятого по одиннадцатый века до нашей эры, хотя, в разных культурах разные даты, и бронза играет в нём ведущую роль.

Состав бронзы

Мне стало интересно, из чего же она состоит? Выяснив, что бронза – это сплав, в основе которого медь, а также другие металлы, я продолжил изучение материалов.

К металлам, входящим в её состав, можно отнести: кремний, свинец, алюминий, бериллий и прочие, кроме цинка, никеля и их смеси. Эти элементы, делают лучше её основные характеристики и их называют легирующими.

Добавки, также присутствуют в сплаве. Это фосфор, цинк, хром, марганец или железо. Изменение его состава меняет и свойства готового продукта. Так, если присутствие меди больше 35%, цвет конечного материала ярко-огненный.

Составы и марки бронзы определены специальными ГОСТ. Обычно их обозначают сочетанием “Бр” и букв (легирующие компоненты) с цифрами (их содержание). Например, БрА7 – алюминиевая бронза, а БрО7 – оловянная бронза.

Классификация бронзы

“Но ведь, наверное, существуют различные виды со своими свойствами?” – не давал мне покоя пытливый ум. Прочитав несколько статей и заглянув в пару книжек, я разобрался и с этим вопросом.

Металл классифицируют по трём признакам:

  • содержанию в его составе олова;
  • типу главного элемента, который считается легирующим;
  • подверженности механической деформации.

Существует две категории её состава:

  1. Безоловянная, по некоторым свойствам превосходящая другую категорию и не уступающая ей по физико-механическим показателям.
  2. Оловянная, содержащая более 4% олова. Обладает минимальным уровнем усадки при литье, износостойкостью и хорошо ведёт себя при обработке.

С точки зрения технологичных процессов бронзу можно разделить на два вида.

Литейный сплав

Из него изготавливают детали механизмов и машин, которые работают в агрессивных средах, где присутствуют износ и трение.

Деформируемый сплав

Santexnicheskie-izdeliya-iz-bronzy'

Отлично поддаётся обработке, включающей ковку, гибку, перфорирование и штамповку. Содержание олова при этом в нём менее 6%.

Свойства бронзы

Главные компоненты в составе сплава определяют его свойства, но, и без их воздействия, основными считаются следующие:

  • высокий антикоррозийный фактор;
  • плавление при температуре 950 градусов по Цельсию;
  • отличная свариваемость;
  • значение плотности 7500-8700 кг/м3;
  • стойкость к солёной воде и кислотам.

Если же рассматривать качества, которые добавляют металлу легирующие компоненты, то они будут такими:

  • упругость, отсутствие магнитности, отсутствие искр при ударе (кремниевая бронза);
  • жаропрочность, хорошая пружинистость, устойчивость к отрицательным температурам (бериллиевая бронза);
  • большая сопротивляемость ударным и термическим нагрузкам, коэффициент трения очень низкий (свинцовая бронза);
  • хорошая плотность, малый удельный вес, устойчивость к химически активным веществам, хорошее сопротивление воздействию атмосферных явлений (алюминиевая бронза);
  • все качества, описанные выше и большая востребованность (оловянная бронза).

Получение бронзы

Tipy'-pechej-dlya-izgotovleniya-bronzy'

Следующим разделом, который мне был интересен не менее, чем предыдущие, оказался про создание сплава. Он оказался довольно занимательным, ведь процесс производства определяет качество полученного металла.

Существует несколько видов технологии этого процесса.

Классический

Медь и дополнительные элементы плавят во вращающихся втулках из чугуна или стали. При этом способе, обращают внимание на плавку безоловянных сплавов. Во время неё должны чётко контролироваться температура и однородность расплава, который заливают в форму.

Плавление в электрических индукционных печах

 

Применяя данный способ, используют древесный уголь. Им создают кремнистые и бериллиевые сплавы. В итоге получают слитки, идущие на дальнейшую переработку.

Если рассмотреть последний способ подробнее, то он выглядит следующим образом:

  1. Разогревают печь и засыпают в неё уголь. Если он отсутствует, используют флюс.
  2. Заполняют печь медью. Она расплавляется.
  3. Далее её раскисляют фосфористой медью.
  4. Содержимое печи насыщают легирующими примесями, равномерно увеличивая температуру отжига.
  5. Перемешивают получившийся расплав и продолжают его нагрев.
  6. Производят повторное раскисление, а затем отливку в формы.
  7. Формы проходят пресс-обработку.

Применение бронзы

Я знаю, область применения заинтересовавшего меня металла очень велика, но хотелось конкретики: Где? Для чего? Как?

Свойства сплава являются определяющим фактором для применения. Они, как было написано выше, зависят от легирующего элемента в его составе. Иногда его называют присадкой.

Если таким элементом является свинец, то бронзу называют свинцовой. Её применяют для изготовления подшипников, антифрикционных деталей и сальников.

Сплав, в котором роль присадки играет бериллий, называется бериллиевая бронза. Из неё делают датчики нагрузки, различные пружины, детали, которые сохраняют форму при многократных деформациях. Также, благодаря высокой электропроводимости, её используют в низкоточных контактах.

Кремниевая бронза используется для создания проволоки, гаек, винтов, болтов, стяжек, крепёжных деталей.

Из алюминиевой бронзы изготавливают гребные винты для кораблей, детали для самолётных шасси, бижутерию, монеты, мелкие элементы машиностроения.

Из оловянной бронзы можно делать паровую и водяную арматуру, детали, работающие в едких средах (хлористые соли, кислоты, растворы щёлочи и других), втулки, шестерни, золотники.

Я не пожалел ни времени, ни сил, которые потратил на “знакомство” с бронзой, ведь я не только расширил свой кругозор, но и узнал ответы на давно интересовавшие меня вопросы!

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *