يجب فهم البرونز على أنه سبيكة معدنية تعتمد على النحاس ، وتضاف إليه مكونات السبائك ، زيادة صلابة المواد النهائية. وأكثر أنواع الأحرف المركبة استخدامًا هي القصدير والكروم والرصاص والنيكل والألمنيوم والمعادن الأخرى. الخصائص الفيزيائية للسبائك البرونزية ، وكذلك لونها وصلابتها ، سيكون لها خصائص مختلفة ، والتي تعتمد على النسبة المئوية لمكونات الرباط.
يتكون البرونز ، الذي يحتوي على لون أحمر واضح ، من كمية متزايدة من النحاس ، وإذا كانت السبائك تحتوي على صبغة رمادية من الفولاذ ، يتم تقليل محتوى النحاس فيها إلى 30-35 ٪. البرونز مادة شائعة تستخدم في مختلف المجالات الاقتصادية والصناعية.
الميزات
سبائك البرونز يتكون من النحاس والرباط ، والتي يمكن أن تكون إما على شكل معادن أو غير معدنية - تعتمد العلامات التجارية البرونزية على هذه التركيبة. من خلال التجارب التكنولوجية والبحث العلمي ، تم العثور على العلاقات المثلى بين القاعدة البرونزية ومكوناتها. كما تستخدم الإضافات في أغلب الأحيان:
- البريليوم.
- ألومنيوم
- زنك
- قصدير
- السيليكون.
- الفوسفور.
- حديد
- المنغنيز.
- يؤدي
- النيكل.
وفقًا للأدلة التاريخية ، تم إنشاء أول مادة برونزية منذ 3000 سنة ، وتتكون من النحاس والقصدير. في نسب صغيرة ، يعطي الصفيح المادة المذابة صلابة ومرونة ويسهل عملية الصهر نفسها. يظهر القصدير مثل هذه الخصائص إذا كان تركيزه في المادة لا يتجاوز 4-4.8٪. إذا كنت تأخذ القصدير حوالي 5 ٪ أو أكثر ، فستفقد السبائك النهائية مرونتها ، ومع تركيز القصدير أكثر من 20 ٪ ، فإن المواد الناتجة ستكون هشة.إذا تمت إضافة البريليوم إلى الصهر على النحاس ، فسيكون الناتج مادة صلبة مع زيادة المقاومة الفيزيائية والكيميائية.
يمكن قطع منتجات هذه السبائك المعدنية أو لحامها باستخدام أي نوع من أنواع اللحام.
عند مزج النحاس بالسيليكون والزنك ستكون المواد النهائية ليونة جيدة ، وهي مثالية لصب المنتجات. زادت المنتجات النهائية من مقاومة التآكل ولا تتأجج أثناء المعالجة الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك ، يتميز البرونز برباط من السيليكون والزنك بمستوى عالٍ من المقاومة للضغط الحراري للمعدن.
إذا تم إضافة الرصاص إلى النحاس ، يتم الحصول على معدن له خصائص مضادة للتآكل ، ومقاوم للانزلاق والاحتكاك ، ودائم ويصعب صهره.
الجمع بين النحاس والألمنيوم ، من الممكن الحصول على مادة ذات كثافة عالية ، ومؤشر انزلاق منخفض ، ومقاومة متزايدة لتكوين الصدأ ومقاومة البيئات العدوانية الكيميائية. هذا المعدن مناسب للقطع. إذا تمت إضافة الفوسفور إلى النحاس، ثم بالاشتراك مع بعض المركبات الأخرى للرباط ، سيقلل هذا المكون من الأداء الحمضي للسبائك.
عند إضافة أي نوع من الرباط إلى النحاس ، فإن قدرته على إجراء الحرارة تضعف بشكل كبير. كلما زاد عدد الأربطة في تكوين السبيكة ، كان مؤشرها لمستوى الموصلية الحرارية أسوأ.
أما بالنسبة لظهور السبائك البرونزية ، مع محتوى يصل إلى 90٪ من النحاس فيها ، فإن المعدن سيكون له لون أحمر ، ومع محتوى نحاسي يصل إلى 85٪ ، ستظهر المادة بلون أصفر.
ويلاحظ أنه إذا كانت السبيكة تتكون من نحاس بنسبة 50٪ فقط ، فستكون المادة منه بيضاء بلون فولاذي ، وللحصول على لون أسود ، يتم تقليل تركيز النحاس إلى 35٪. بمرور الوقت ، تغير جميع المواد النحاسية لونها: يغمق تحت تأثير التغيرات في درجات الحرارة والأحماض والأملاح والقلويات بتركيزات مختلفة.
التصنيف الرئيسي للسبائك
وفقًا لعدد المكونات الموجودة في سبائك البرونز ، يتم تقسيم البرونز بشكل مشروط إلى مكونان (معدن ورباط ، يتكون من مكون واحد) أو متعدد المكونات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقسيم المواد البرونزية إلى مركبات الصفيح والقصدير. تركيبات خالية من القصدير لا تحتوي على القصدير. يتم تصنيفها مع الأخذ بعين الاعتبار أي المعدن ، بدلاً من القصدير ، يؤدي وظيفة الرباط.
بيوتر
بإضافة القصدير إلى النحاس ، يمكنك الحصول عليه سبائك المسبك. ولكن ، بالإضافة إلى مؤشر الذوبان العالي ، فإن هذه التركيبة لها أيضًا صلابة جيدة. في كثير من الأحيان يضاف الزنك والرصاص والفوسفور إلى هذا المعدن. مثل هذا الرباط يعطي مقاومة المواد النهائية للتآكل ويجعله أكثر ملاءمة للصهر والصب.
في سبائك القصدير يعمل الفوسفور كمزيل للأكسدة المعدني ، ويقلل الزنك من تكلفة المادة بسبب سعرها المنخفض ، وليس له تأثير خاص على خصائص المعدن الناتج. من أجل الحفظ في سبائك القصدير ، يُسمح بتضمين ما يصل إلى 10 ٪ من الزنك. تعتبر درجات البرونز من الصفيح خيارًا جيدًا للمعالجة والتلميع. ستكون المنتجات النهائية من درجات الصفيح متينة للغاية.
يتم استخدام سبائك برونزية تحتوي على ما يصل إلى 8 ٪ من شوائب القصدير الختم والدرفلة والتزوير. يتم استخدام هذه المواد لصنع الأسلاك والقضبان من مختلف الأشكال ، وكذلك الصفائح المعدنية. يتم استخدام سبيكة حيث يحتل القصدير ما يصل إلى 20 ٪ في شكل الرباط لتصنيع منتجات الصب. في عملية الصب ، يملأ هذا البرونز القالب تمامًا وفي نفس الوقت لديه جزء صغير من الانكماش. تسمح هذه المواد بتصنيع المنتجات ذات الأشكال المعقدة ، بالإضافة إلى الأشياء ذات الأهمية الفنية.
بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم برونز القصدير لتصنيع المكونات والآليات التي ستعمل في مياه البحر.
المنيوم
في سبائك البرونز ، غالبًا ما يستخدم الألمنيوم.يحتوي الرباط على من 6 إلى 12٪ من هذه المواد. يمكن أن تتكون سبائك الألومنيوم البرونزية من مكون واحد (الألومنيوم) أو العديد من الإضافات ، عندما يكون الحديد والنيكل والمنغنيز موجودًا أيضًا في السبائك. تقلل إضافة الألمنيوم إلى البرونز من كثافة المواد النهائية ، لذلك يتم استخدام سبائك خفيفة الوزن على نطاق واسع في صناعة السفن وصناعة الطيران.
المواد مع إضافة الألمنيوم لديها قوة احتكاك أكبر ، وبالتالي ، يتم استخدام السبائك أيضًا لتصنيع أجزاء لأدوات الماكينات ووحدات معدات التدفئة ومركبات الطرق.
صامت
يمكن إضافة السيليكون إلى البرونز بنسبة 3 إلى 5٪. تتفوق السبائك النهائية على سبائك القصدير في خصائصها المضادة للتآكل ، ولديها أيضًا مؤشرات عالية على الاستقرار المرن والمرونة الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السبائك بالسيليكون غير ممغنطة وتناسب جيدًا اللحام الكهربائي واللحام.
منتجات نحاس تامة الصنع بالسيليكون لديها مقاومة عالية للبيئات الكيميائية العدوانية في شكل أحماض وقلويات ، وكذلك غازات. يتم استخدام هذه المواد لتصنيع خطوط أنابيب الغاز أو شبكة مياه الصرف الصحي.
يمكن أن يتم مزج سبائك البرونز السليكوني مع المنجنيز.
المنغنيز
في مختلف الصناعات سبيكة برونزية تحتوي على المنجنيز من 4 إلى 5٪. تتميز المادة بالسمات المميزة: قوة عالية ومرونة ومقاومة للتآكل. تصنع هذه السبائك أجزاء لآليات مختلفة. عندما يكون محتوى المنجنيز في السبائك البرونزية أكثر من 1٪ ، تزداد صلابة المادة ، لكن اللزوجة والانصهار للمادة ينخفضان.
بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب لحام السبائك التي تحتوي على المنجنيز.
الرصاص
عند إضافة مكون الرصاص إلى النحاس ، يتم الحصول على سبيكة عالية القوة ومقاومة للتآكل. يتم استخدامه في تصنيع المحامل التي تدور لمدة طويلة ، تحت ضغط عال وفي ظروف عالية السرعة. يستخدم البرونز مع ربطة الرصاص لتصنيع أجزاء من الأجهزة التي تعمل في البيئات الكيميائية العدوانية ، وتستخدم المواد للحماية من الإشعاع ، في تصنيع الذخيرة ، والزجاج ، مثل أصباغ التلوين المختلفة لحبر الطباعة.
البريليوم
إضافة البريليوم إلى النحاس يشكل سبيكة برونزية ، حيث لوحظ زيادة خصائص القوة والمرونة والسيولة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المواد موصلية كهربائية جيدة وموصل حراري. السبيكة مقاومة للتآكل ، وتنتج منتجات على شكل نوابض وآليات معقدة ، وتستخدم المواد في الهندسة الكهربائية في تصنيع منتجات الألياف البصرية والدوائر الدقيقة.
سبائك البريليوم البرونزية يسمح لك بأداء أصغر التفاصيل منه ، والتي يمكن استخدامها في الأجهزة وتكنولوجيا الكمبيوتر والهاتف وأجهزة الوسائط المتعددة وما إلى ذلك. يتراوح معيار محتوى البريليوم في السبائك من 0.7-2.5 ٪.
بعد المعالجة الحرارية الخاصة ، يتم إخماد السبائك ، مما يمنحها خصائص زيادة الصلابة.
بمناسبة
من أجل تمييز السبائك البرونزية عن بعضها البعض ، تم إدخال علامة معينة. كذلك هناك جداول فنية خاصةيمكن من خلالها للتقني تحديد نوع معين من البرونز لاستخدامه في أداء مهمة معينة ، وتوضيح البيانات المجدولة حول تكوين السبيكة ، وخصائصها الفيزيائية الكيميائية وإمكانيات التطبيق.
من بعضها البعض ، تختلف العلامات التجارية الموجودة من البرونز في تكوين الرباط كنسبة مئوية من النحاس. وسم سبائك البرونز له تسمية أبجدية رقمية. على سبيل المثال ، قد يعني فك شفرة مثل هذه العلامة التجارية أن الحروف في الاسم ستتوافق مع العناصر الكيميائية ، وستشير الأرقام إلى النسبة المئوية للرباط. وفقًا لـ GOST ، لا تحتوي البيانات الرقمية على مؤشرات للمحتوى في سبائك النحاس، لأنه من الواضح أنه المكون الرئيسي.
ولكن يجب أن تتوافق جميع معايير الرباط مع معايير الدولة المعمول بها.
اختصار سبائك البرونز. التالي هو الحرف الذي يشير إلى المكون الرئيسي للرباط ، ثم المكونات الأخرى. أما بالنسبة للأرقام ، فهي مرتبة ترتيبًا تنازليًا ، تشير إلى النسبة المئوية لمكونات الرباط. على سبيل المثال ، البرونز BRAZHN 10-4-5 هو سبيكة مصنوعة من النحاس مع الألومنيوم والحديد والنيكل. علاوة على ذلك ، الألمنيوم في السبائك هو 10٪ ، الحديد - 4٪ ، النيكل - 5٪. والباقي من النحاس.
عندما تكون العلامة التجارية للسبائك البرونزية غير معروفة ، تخضع المواد للتحليل الكيميائي والفيزيائي. هناك حاجة إلى بيانات دقيقة للعمال الذين يحتاجون إلى تحديد وزن قطعة العمل من خلال الجاذبية النوعية للسبائك. كل مصنع للصلب لديه مختبر تقني خاص به ، والذي يساعد على حل المشاكل من هذا النوع.
البرونز - أي نوع من المعادن وأين يتم استخدامه - شاهد الفيديو أدناه.