Bronz je třeba chápat jako kovovou slitinu na bázi mědi a přidávají se k ní legující komponenty, zvýšení tvrdosti hotového materiálu. Nejčastěji používané ligatury jsou cín, chrom, olovo, nikl, hliník a další kovy. Fyzikální vlastnosti bronzové slitiny, jakož i její barva a tvrdost, budou mít různé vlastnosti, které závisí na procentuálním složení ligaturních složek.
Bronz, který má výrazný červený odstín, sestává ze zvýšeného množství mědi, a pokud slitina má šedivý odstín oceli, pak se obsah mědi v ní sníží na 30-35%. Bronz je oblíbený materiál, který se používá v různých hospodářských a průmyslových oborech.
Funkce
Slitina bronzu sestává z mědi a ligatury, která může být ve formě kovů nebo nekovů - na tomto složení závisí bronzové značky. Technologickými experimenty a vědeckým výzkumem jsou nalezeny optimální vztahy mezi bronzovou základnou a jejími komponenty. Jako přísady se nejčastěji používají:
- berylium;
- hliník
- zinek;
- cín;
- křemík;
- fosfor;
- železo
- mangan;
- vést
- nikl.
Podle historických důkazů první bronzový materiál byl vytvořen před 3000 lety a sestával z mědi a cínu. V malých proporcích cín dává roztavené látce tvrdost, pružnost a usnadňuje samotný proces tavení. Cín vykazuje takové vlastnosti, pokud jeho koncentrace v materiálu nepřesahuje 4–4,8%. Pokud užijete cín asi 5% nebo více, hotová slitina ztratí svou flexibilitu a při koncentraci cínu vyšší než 20% bude výsledný materiál křehký.Pokud se berylium přidá k tavení na měď, bude výstupem pevný materiál se zvýšenou fyzikální a chemickou odolností.
Výrobky z takové kovové slitiny mohou být řezány nebo svařovány pomocí jakéhokoli typu svařování.
Při kombinaci mědi se křemíkem a zinkem hotový materiál bude mít dobrou tažnost, což je ideální pro odlévání výrobků. Hotové výrobky mají zvýšenou odolnost proti opotřebení a během mechanického zpracování neiskrí. Kromě toho má bronz s ligaturou křemíku a zinku vysokou úroveň odolnosti vůči tepelnému stlačení kovu.
Je-li olovo přidáno k mědi, získá se kov, který má antikorozní vlastnosti, je odolný proti klouzání a tření a je odolný a těžko tavitelný.
Kombinace mědi s hliníkem, je možné získat materiál, který má vysokou hustotu, nízký index skluzu, zvýšenou odolnost proti tvorbě rzi a odolnost vůči chemicky agresivním prostředím. Takový kov je vhodný pro řezání. Pokud se do mědi přidává fosfor, potom ve spojení s některými dalšími sloučeninami ligatury tato složka sníží kyselinovou účinnost slitiny.
Pokud je k mědi přidán jakýkoli druh ligatury, je výrazně snížena její schopnost vést teplo. Čím více ligatur ve složení slitiny, tím horší má ukazatel úrovně tepelné vodivosti.
Co se týče vzhledu bronzové slitiny, s obsahem až 90% mědi, bude mít kov červený odstín a s obsahem mědi až 85% bude materiál vypadat se žlutým odstínem.
Je třeba poznamenat, že pokud slitina sestává z mědi pouze o 50%, potom bude materiál z ní bílý v barvě oceli a aby se získala černá barva, koncentrace mědi se sníží na 35%. Postupem času mění všechny měděné materiály barvu: ztmavne vlivem teplotních změn, kyselin, solí, zásad různých koncentrací.
Hlavní klasifikace slitin
Podle toho, kolik složek je obsaženo v bronzové slitině, je bronz podmíněně rozdělen na dvousložková (kov a ligatura, sestávající z 1 složky) nebo vícesložkové. Kromě toho se bronzové materiály dělí na cín a sloučeniny cínu. Formulace prosté cínu neobsahují cín. Jejich klasifikace se provádí s přihlédnutím k tomu, který kov místo cínu plní funkci ligatury.
Cín
Přidáním cínu do mědi můžete získat slévárenská slitina. Ale kromě vysokého indexu tání má tato kompozice také dobrou tvrdost. K tomuto kovu se často také přidává zinek, olovo a fosfor. Taková ligatura dává hotovému materiálu odolnost vůči korozi a činí jej ještě vhodnějším pro tavení a lití.
V cínové slitině fosfor působí jako deoxidační činidlo kovu a zinek snižuje náklady na materiál kvůli jeho nízké ceně a nemá zvláštní vliv na vlastnosti výsledného kovu. Aby bylo možné ušetřit ve slitinách cínu, je povoleno přidávat až 10% zinku. Cínové třídy bronzu jsou dobrou volbou pro obrábění a leštění. Hotové výrobky z cínů budou velmi trvanlivé.
Používá se bronzová slitina, která obsahuje až 8% cínových nečistot lisování, válcování a kování. Takový materiál se používá k výrobě drátu, tyčí různých tvarů a také z plechu. Používá se slitina, kde cín zaujímá až 20% ve formě ligatury pro výrobu odlitků. Při odlévání takový bronz zcela vyplňuje formu a současně má malou část smrštění. Takový materiál umožňuje výrobu komplexně tvarovaných výrobků, jakož i předmětů uměleckého významu.
Kromě toho se cínový bronz používá k výrobě součástí a mechanismů, které budou fungovat v mořské vodě.
Hliník
V bronzových slitinách se často používá hliník.Ligatura obsahuje 6 až 12% takového materiálu. Slitiny hliníku z bronzu se mohou skládat z jedné složky (hliníku) nebo mnoha přísad, pokud je ve slitině přítomno také železo, nikl a mangan. Přidání hliníku k bronzu snižuje hustotu hotového materiálu, takže lehká slitina je široce používána v lodním stavitelství a v leteckém průmyslu.
Materiál s přídavkem hliníku má větší pevnost ve tření, proto se slitina také používá k výrobě dílů pro obráběcí stroje, topná zařízení, silniční vozidla.
Křemičitý
Křemík lze přidat do bronzu v poměru 3 až 5%. Hotová slitina překonává slitiny cínu ve svých antikorozních vlastnostech a má také vysoké ukazatele mechanické stability a pružnosti. Kromě toho nejsou slitiny se silikonem magnetizovány a hodí se dobře k elektrickému svařování a pájení.
Hotové měděné výrobky s křemíkem mají vysokou odolnost vůči agresivnímu chemickému prostředí ve formě kyselin a zásad, jakož i plynů. Takový materiál se používá pro výrobu plynovodů nebo systému odpadních vod.
Křemíkový bronz lze dodatečně legovat s manganem.
Mangan
V různých průmyslových odvětvích slitina bronzu obsahující ve svém složení mangan: od 4 do 5%. Materiál má charakteristické vlastnosti: vysoká pevnost, flexibilita a odolnost proti korozi. Takové slitiny tvoří součást různých mechanismů. Když je obsah manganu v bronzové slitině vyšší než 1%, zvyšuje se tvrdost materiálu, ale snižuje se viskozita a tavitelnost látky.
Kromě toho je obtížné svařovat slitiny s manganem.
Olovo
Když se do mědi přidá olověná složka, získá se vysoce pevná slitina odolná proti otěru. Používá se při výrobě ložisek, která se otáčí po dlouhou dobu, za vysokého tlaku a za podmínek vysoké rychlosti. Bronz s olověnou ligaturou se používá k výrobě částí zařízení pracujících v agresivním chemickém prostředí, materiál se používá k ochraně před zářením, při výrobě munice, skla, jako různých barevných pigmentů tiskařské barvy.
Berylium
Přidání berylia do mědi tvoří bronzovou slitinu, ve které jsou zaznamenány zvýšené charakteristiky pevnosti, pružnosti a tekutosti. Kromě toho má materiál dobrá elektrická vodivost a je tepelným vodičem. Slitina je odolná vůči korozi, vyrábí výrobky ve formě pružin a složitých mechanismů, materiál se používá v elektrotechnice při výrobě výrobků z optických vláken a mikroobvodů.
Slitina berylia bronzová umožňuje provádět nejmenší detaily, které lze použít v přístrojové, počítačové a telefonní technice, multimediálních zařízeních atd. Norma obsahu berylia ve slitině se pohybuje od 0,7 do 2,5%.
Po speciálním tepelném zpracování je slitina kalena, což jí dává vlastnosti zvýšené tvrdosti.
Značení
Za účelem rozlišení bronzových slitin od sebe bylo zavedeno určité značení. Stejně tak existují speciální technické tabulkypomocí kterého může technolog určit, kterou konkrétní značku bronzu použít pro provedení konkrétního úkolu, objasněte tabulkové údaje o složení slitiny, jejích fyzikálně-chemických vlastnostech a možnostech použití.
Existující bronzové značky se od sebe liší složením ligatury v procentech mědi. Značení bronzových slitin má alfanumerické označení. Například dešifrování takové značky může znamenat, že písmena v názvu budou odpovídat chemickým prvkům a čísla znamenají procento ligatury. Podle GOST digitální data neobsahují údaje o obsahu slitiny mědi, protože je zřejmé, že jde o hlavní složku.
Všechny ligaturní normy však musí odpovídat zavedeným státním standardům.
Slitina bronzu je zkrácena Br. Další je písmeno označující hlavní složku ligatury a poté další komponenty. Pokud jde o čísla, jsou uspořádána v sestupném pořadí, což ukazuje procento ligaturních složek. Například bronz značky BRAZHN 10-4-5 je slitina vyrobená z mědi s hliníkem, železem a niklem. Kromě toho je hliník ve slitině 10%, železo - 4%, nikl - 5%. Zbytek je měď.
Když značka bronzové slitiny není známa, materiál podléhá chemické a fyzikální analýze. Přesné údaje jsou potřebné pro pracovníky, kteří potřebují určit hmotnost obrobku měrnou hmotností slitiny. Každá ocelárna má svou vlastní technickou laboratoř, která pomáhá řešit problémy tohoto druhu.
Bronz - jaký druh kovu a kde se používá - viz video níže.