Bronz je složení slitiny. Chemické složení bronzu

Mnoho lidí ví o bronzu, jenže z nich jsou odhaleny sochy a památky. Ve skutečnosti je tento kov bezvýhradně zbaven veřejné pozornosti. Ve skutečnosti nebylo ani v historii lidstva ani věk bronzové - celá doba, během níž se slitina stala dominantním postavením. Jedná se o jeden z mála materiálů používaných jak v průmyslu, tak v umění. Vlastnosti, které má slitina mědi s cínem, jsou prostě nepostradatelné v mnoha odvětvích výroby. Používá se při výrobě zbraní, v strojírenství, při odlévání kostelních zvonků a podobně. 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, jak věří historikové, umožnil civilizaci Mezopotámie v té době obsadit vedoucí postavení. Archeologické vykopávky prováděné v jižním Íránu svědčí o rozšířeném použití bronzu pro výrobu šipek, dýků, oštěpů, os, mečů. Mezi nálezy jsou i interiérové předměty, například nábytek a zrcadla, stejně jako džbány, amfory, vázy a talíře. Pro razbu 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. To bylo oceněno, z větší části, 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 množství malých 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 lze použít 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. Snížení podílu druhé složky pod touto úrovní vyvolává řadu problémů, z nichž hlavní je segregace. Tento termín metallurgists nazývá proces stratifikace slitiny a její nerovnoměrné mražení.

Vliv barvy slitiny na její kvalitu

Informovaní lidé se o materiálu mohou dozvědět hodně, jen když se dívají na barvu, kterou má bronz. Kompozice přímo ovlivňuje tento parametr. Není těžké uhádnout, měď dává slitině červený nádech. Snížení jeho procentuálního poměru ve prospěch ostatních složek znamená postupný přechod barvy na tóny stmívání.

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

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

Bronz v umění

Silný a trvanlivý materiál, přestože má dostatečně nízkou teplotu tání a dobrou tvárnost, se mohl jen zajímat o kreativní lidi, zejména o 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. Skládá se ze skutečnosti, že socha ohně odolného materiálu je zpočátku nahrazena voskem, který je během lití přímo zničen. K tomu je třeba nejdříve vyrobit sádrový model a potom formu pro lití. Obsah vosku, když je vystaven teplotě, se prostě roztaví a jeho místo je obsazeno bronzem, který ochlazuje a ztuhne. Poté zůstává pouze zpracováváním a dokonalostí.

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. Takové kvality patří 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. Byl nazýván fosforovým bronzem a materiál našel svou aplikaci především ve strojírenství. Od něj se odlévají 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.

Hliník bronz, jehož složení je charakterizováno zvýšeným obsahem mědi (až 95%), ve vzhledu je velmi podobné zlatu. 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 tento kov téměř všeobecně nahradil fosforový bronz v papírenských listech a při výrobě prášků kvůli vyšší odolnosti proti 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 křemíkového bronzu je následující: 97,12% mědi, 1,14% cínu, 0,05% křemíku.

Nejsložitější výrobní proces se může pochlubit slitinou obsahujícím mangan. Celý postup prochází několika etapami. Nejprve se do 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.