Z czego wykonany jest brąz i gdzie jest używany?

Brązowy to jeden z najstarszych stopów o długiej i bogatej historii. Jest to jeden z pierwszych takich materiałów uzyskanych na początku III tysiąclecia p.n.e. NS. Rola brązu do dziś jest nadal dość ważna i znacząca. W tym artykule przyjrzymy się bliżej temu stopowi, poznamy jego skład i dowiemy się, gdzie jest najczęściej używany.

Przed przystąpieniem do rozmowy na temat obszarów, w których najczęściej z powodzeniem wykorzystywany jest brąz, warto dowiedzieć się, czym jest. Jeśli rozumiesz szczegółowo definicję i cechy omawianego materiału, warto podkreślić fakt, że w Stop zawiera tak ważne składniki jak miedź i cyna. Również brąz zawiera i mieszanka innych pierwiastków, ale w bardziej skromnych procentach. Wynik jest atrakcyjny i wieloskładnikowy stop... To miedź odgrywa główną rolę w jej składzie, a wszystko inne reprezentują pierwiastki stopowe, których nie można pominąć w poprawie właściwości i właściwości metalu.

Brąz wygląda inaczej. Jego parametry zewnętrzne bezpośrednio zależą od tego, jakie składniki przeważają w jego składzie. Czyli tradycyjnie znany stop nasycony czerwony odcień wskazuje, że zawiera duży procent miedzi. Istnieją również odmiany tego metalu, które mają przeziębienie kolor stalizbliżony do białego - ten wygląd wskazuje, że stop zawiera nie więcej niż 35% składnika miedzi.

Omawiany stop jest popularny od wielu lat.Z biegiem lat jego znaczenie nie maleje ze względu na wiele zalet, które są z nim związane. Rozważmy główne pozytywne cechy brązu, które sprawiają, że jest on poszukiwany.

1. Ten metal może pochwalić się bogatą różnorodnością. Istnieje wiele różnych rodzajów brązu, na przykład cyny, srebro, aluminium i wiele innych odmian o własnych recepturach i właściwościach. Takie materiały okazują się przydatne w różnych dziedzinach, zawierają różne pierwiastki, które wpływają na właściwości fizyczne i cechy pracy metalu.
2. Istniejące stopy brązu dzielą się na podtypy odlewane i kute. To znaczy, aby rozwiązać „swoje” określone zadania, możliwe jest uzyskanie metalu, który łatwo podda się kuciu na zimno - procesowi deformacji w normalnych wartościach temperatury. Możliwe będzie również uzyskanie stopu nadającego się do odlewania.
3. Istotną zaletą jest to, że wysokiej jakości odlewy z omawianego stopu wykazują najmniejszy skurcz - tylko 0,5-1,5%. Ta właściwość determinuje szerokie rozpowszechnienie i zapotrzebowanie na materiał nie tylko wśród profesjonalnych rzeźbiarzy, ale także przy produkcji specjalnych maszyn i urządzeń przemysłowych.
4. Brąz to materiał, który może być używany wielokrotnie. Stop absolutnie spokojnie toleruje dalsze przetapianie, jeśli to konieczne. Ta procedura nie uszkadza materiału, nie wpływa niekorzystnie na jego właściwości.
5. Jedną z najważniejszych zalet brązu jest to, że jest bezpieczny i przyjazny dla środowiska. Jeśli podczas produkcji takiego stopu zaangażowane były potencjalnie niebezpieczne składniki, na przykład beryl, to gotowy produkt z tego nadal nie będzie toksyczny. Dziś nie każdy materiał może pochwalić się tak ważnymi cechami.
6. Stop brązu jest wysoce odporny na korozję. Nie może na nią niekorzystnie wpływać ani zanieczyszczone powietrze miasta, ani woda morska. Pod wpływem takich czynników zewnętrznych materiał nie psuje się, nie traci swojej dawnej atrakcyjności. Większość kwasów brązu wcale się nie „boi” i nie jest narażona na ich negatywne działanie. Dlatego materiał ten jest często wykorzystywany do produkcji specjalnego sprzętu kwasoodpornego.
7. Brąz ma jeszcze jedną ciekawą cechę – jest elastyczny. W wielu przypadkach stop jest używany do produkcji różnych precyzyjnych części sprężynowych, które są zaprojektowane z myślą o długiej żywotności.

Pomimo imponującej listy zalet, stop brązu wciąż nie jest pozbawiony pewności niedogodności... Głównym z nich jest Cena £ praktyczny materiał. Miedź, a tym bardziej cyna, to materiały używane w wielu sytuacjach, ale ich pozyskanie jest drogie.

Wady stopu brązu nie obejmują najwyższych jego wskaźników przewodność cieplna... Jednak wspomniana cecha wyróżniająca potrafiła również znaleźć swoje zastosowanie – np. w produkcji rozmaitych akcesoriów do łazienek.

Charakterystyka i właściwości stopu brązu zależą od 2 głównych czynników - składu i struktury. Jak wspomniano powyżej, skład chemiczny przedmiotowego materiału jest tak zaprojektowany, aby stop uzyskał określone właściwości mechaniczne i parametry użytkowe. Najważniejsze z nich to twardość, wytrzymałość i ciągliwość stopu... Możliwe jest skorygowanie i odbudowanie pierwszych 2 parametrów poprzez zmianę proporcji cyny w składzie. A więc jego udział w treści głównego materiału jest związany z dyplomem twardość oraz plastyczność.

Największy wpływ na wskaźniki twardości i wytrzymałości brązu mają ilość berylu w składzie... Niektóre gatunki stopów, w których znajduje się wymieniony pierwiastek, mogą być mocniejsze niż stal nierdzewna. Aby zwiększyć ciągliwość, stop berylu jest wstępnie hartowany. W tym przypadku to nie ilościowe wartości wprowadzonych substancji odgrywają ważną rolę, ale stopień manifestacji właściwości, które planuje się w rezultacie uzyskać.

Struktura stopu brązu odpowiada za zdolność akomodacji materii w stosunku do różnych pierwiastków. Tę cechę można bardziej szczegółowo rozważyć na przykładzie ważnego elementu - cyny. Na przykład struktura 1-fazowa ma nie więcej niż 6-8% nazwanego pierwiastka. Jeśli przekroczysz jego wskaźniki o wielkość granicy rozpuszczalności (osiąga 15%), może powstać druga faza stałego roztworu.

Jednofazowy surowce charakteryzują się wyższymi wartościami plastyczności. Dwufazowy stop brązu okazuje się twardszy, ale też bardziej kruchy. Określone właściwości techniczne wpływają na dalsze wykorzystanie rozważanych materiałów: na przykład surowce pierwszego typu są bardziej odpowiednie do kucia, a opcje dwufazowe będą najlepszym rozwiązaniem do dalszego odlewania.

Każdy rodzaj stopu brązu ma swoje charakterystyczne cechy. Zapoznajmy się z nimi na przykładzie odlewanego materiału cynowego.

1. Stopień gęstości stopu zależy od zawartości procentowej cyny – przy jej udziale 8-4% będzie się wahać od 8,6 do 9,1 kg/m3. cm.
2. Temperatura topnienia będzie zależeć od składu stopu i może wynosić od 880-1060 stopni Celsjusza.
3. Poziom przewodności cieplnej przedmiotowego materiału może osiągnąć 0,098-0,2 cal / cm, co jest skromnym wskaźnikiem.
4. Przewodność elektryczna osiąga 0,087-0,176 μOhm * m. Ta liczba jest również niewielka.
5. Szybkość korozji w wodzie morskiej wynosi 0,04 mm/rok. Jeśli stop znajduje się na wolnym powietrzu, wartość ta będzie inna i wyniesie 0,002 mm / rok.

Stop brązu dzieli się na kilka różnych typów. Klasyfikacja materiału odbywa się według kilku głównych kryteriów. Zastanówmy się nad każdym z nich.

Na podstawie bezpośrednio składu chemicznego brązu wyróżnia się następujące odmiany.

• Stop cyny z ołowiem... Materiał tego podgatunku zawiera 3,5-7% cyny. Stop charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, niezawodnością i sprężystością po wstępnej obróbce ciśnieniowej. Materiał ma doskonałe właściwości odlewnicze. Skurcz może sięgać nawet 1% (jak w przypadku żeliwa).

• Bez cyny... Ta kategoria obejmuje takie rodzaje stopów, w których składzie chemicznym nie ma drogiej cyny. Zamiast tego uwzględniono łatwiej dostępne i tańsze materiały.

• Aluminium... Maksymalna ilość tworzywa sztucznego. Jego właściwości odlewnicze są niższe niż w przypadku drogiego brązu cynowego, ale w składzie nie ma mikroporów. W składzie zawiera nikiel, fosfor i żelazo - składniki poprawiające właściwości stopu aluminium.

• Krzem... Podrodzaj materiału o wysokiej wytrzymałości, odporny na korozję, przewodzi prąd elektryczny. Materiał nie boi się niskich lub wysokich temperatur, środowiska alkalicznego. Aby metal miał wyższe właściwości wytrzymałościowe, skład chemiczny jest dodatkowo stapiany z manganem i przetwarzany przez odkształcenie na zimno.

• Stop Beryl może być poddany obróbce cieplnej poprzez hartowanie i sztuczne starzenie... Główną wadą tego typu jest wysoki koszt berylu.

Stopy brązu są klasyfikowane na podstawie rodzaju obróbki.

• Odkształcalny... W produkcji części z brązu wykorzystywane są tak popularne technologie, jak kucie, przeciąganie, cięcie i frezowanie.

• Odlewnia... Oddzielny rodzaj stopu brązu. Części składające się z tego metalu są wytwarzane przez metalurgię.

Różne rodzaje stopów brązu są również podzielone w swojej strukturze. Rozróżnia się następujące opcje.

• Jednofazowy... Składniki obecne w takim metalu w roztworze stałym tworzą tylko jedną określoną fazę.
• Dwufazowy... Produkty uzyskuje się przez odlewanie, ponieważ odkształcają się wyłącznie pod wpływem wskaźników wysokiej temperatury. Ze stopu dwufazowego można uzyskać odlewy o najbardziej skomplikowanych i skomplikowanych konfiguracjach.

Obecnie istnieje kilka różnych gatunki brązu. Różnią się od siebie bezpośrednio składem, który decyduje o właściwościach, parametrach i zakresie stopu. Aby ułatwić nawigację, opracowano specjalny system oznaczeń, który zawiera symbole alfabetyczne i numeryczne (odzwierciedlają pierwsze wartości w nazwach pierwiastków chemicznych).

Liczby w markach wskazują liczbę składników zawartych w stopie (w procentach). To prawda, że ​​ilość miedzi zwykle nie znajduje odzwierciedlenia w tych oznaczeniach.

Obecnie stop brązu znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach. Zapoznajmy się z ich listą.

1. Stop zawierający tylko 2% cyny doskonale nadaje się do kucia w normalnych temperaturach ze względu na dobrą ciągliwość. Kompozycje, w których stężenie tego pierwiastka sięgało 15%, były szeroko stosowane w czasach starożytnych - wykonywano z nich wiele różnych przedmiotów.
2. Wysokiej jakości utwardzony brąz, który zawiera beryl, jest często używany do produkcji części sprężyn, sprężyn lub membran.
3. Materiał bogaty w aluminium najczęściej wykorzystywany jest w niesprzyjających warunkach (produkcja chemiczna, duża wilgotność).
4. Stopy z krzemem i cynkiem są ciągliwe i nadają się do produkcji przedmiotów metodą odlewania.
5. Materiał, o którym mowa, jest używany do produkcji różnego rodzaju elektrotechniki, ponieważ nie jest namagnesowany.
6. Często używane w domu (i nie tylko) wanny, umywalki, armatura wodno-kanalizacyjna wykonane są z materiału, który nie różni się przewodnością cieplną.
7. Stop brązu może być również stosowany w budownictwie samochodowym lub lotniczym.

Brąz różni się od innych podobnych metali. W sztuce „obliczania” danego materiału nie ma nic trudnego. Zobaczmy, jak łatwo i łatwo odróżnisz brąz w domu.

• Brąz różni się od wielu innych stopów wysoką wytrzymałością i sztywnością. W ten sposób metal można łatwo odróżnić od miedzi lub mosiądzu. Wystarczy dosłownie sprawdzić materiał „na ząb” – na powierzchni stopu brązu nie powinny pozostać żadne ślady, jak w przypadku nacisku.

• Możesz eksperymentować z roztworem soli (200 g na litr wody). Po 10-15 minutach kawałek miedzi nabierze intensywniejszego i chwytliwego odcienia niż kawałek brązu.

• Uciekają się do podgrzewania metalu do około 600 stopni Celsjusza (Podobną temperaturę można uzyskać za pomocą specjalnego palnika benzynowego).Jeśli zbliżysz urządzenie na przykład do mosiądzu, na materiale pojawi się ciemna warstwa tlenku cynku. Nie będzie widoczny na przedmiocie z brązu.

• Jeśli podgrzejesz mosiądz, będzie się wyginał. Jeśli taka operacja zostanie przeprowadzona w odniesieniu do brązu, nie zmieni on jego właściwości i kształtu. Jeśli jest okazja i próbka metalu, możesz spróbować go stopić. Ten sam mosiądz zacznie palić się białym płomieniem, rozpraszając śnieżnobiałe płatki - tak wypala się cynk.

• Brąz od mosiądzu można odróżnić w inny niezawodny sposób.: Włóż kilka wiórów każdego z metali do oddzielnych pojemników, a następnie wlej rozcieńczony kwas azotowy (1 część kwasu i 1 część wody). Poczekaj chwilę, aż większość składników zdąży się rozpuścić. Następnie rozgrzej zlewki i zagotuj roztwory. Musisz trzymać je na małym ogniu przez 30 minut. Ciecz, w której znajdują się kawałki mosiądzu, będzie przeźroczysta, aw naczyniu z opiłkami brązu utworzy się śnieżnobiały osad cyny.

Produkty wykonane ze stopu brązu wymagają odpowiedniej okresowej konserwacji. Nie należy ich lekceważyć. Przyjrzyjmy się bliżej, jak właściwie dbać o takie przedmioty.

1. Przedmioty wykonane ze szlachetnego brązu wyglądają efektownie i atrakcyjnie tylko wtedy, gdy są dobrze wyczyszczone i zadbane. Wszelkie nagromadzenie kurzu i zabrudzenia pojawiające się na powierzchni przedmiotów należy regularnie usuwać. Najlepiej użyć do tego lekko wilgotnej szmatki. Nie musisz z całych sił pocierać produktów - bądź ostrożny.
2. Aby jak najdłużej zachować oryginalny lakier na przedmiotach z brązu, można je okresowo myć łagodnym roztworem mydła. Działania te będą konieczne, aby na przedmiotach nie pojawiły się pęknięcia lub zniszczenie warstwy lakieru.
3. Jeśli jesteś wielkim fanem rzeczy, które są dosłownie wypolerowane do idealnego połysku, zaleca się czyszczenie brązu przy użyciu specjalistycznych proszków i odczynników. Na przykład specjalny oczyszczacz do brązu „Trilon” może pochwalić się dobrą opinią.
4. Po zakończeniu prac związanych z dogłębnym czyszczeniem wyrobów ze stopów brązu wskazane jest dokładne wypolerowanie powierzchni metalu. Najlepiej do tego nadaje się sucha wełniana szmatka.
5. Czasami do czyszczenia brązu używa się suchego proszku do zębów, uprzednio rozcieńczonego w wodzie z dodatkiem amoniaku. Potrzebujesz 1 szklankę proszku, 1 łyżeczkę alkoholu. Do czyszczenia zaleca się użycie sztywnej szczotki.
6. Ta opcja to starożytny i tradycyjny sposób oczyszczania brązu: użycie wody, w której wcześniej gotowano rośliny strączkowe. Dalsze czyszczenie odbywa się również za pomocą sztywnej szczotki. Następnie czysty metalowy produkt należy ponownie spłukać i wytrzeć suchą szmatką.

Jeśli planujesz użyć szmatki do czyszczenia brązu, lepiej wziąć flanela opcja. Szczególnie starannie i skrupulatnie należy oczyścić miejsca z fałdami i zagłębieniami, ponieważ to tutaj kurz i brud gromadzą się najaktywniej.

O tym, czym jest brąz i gdzie jest używany, zobacz następny film.