Бронза состав в процентах: состав сплава в процентах, маркировка и применение

alexxlab | 06.02.2019 | 0 | Разное

Сплав бронзы состав в процентах

История бронзы суть история человеческой цивилизации. Это первый сплав, полученный человеком еще на заре 3 тысячелетия до н. э. Изменялся его состав, совершенствовалась технология получения, но своего огромного значения он не утрачивал никогда.

Что такое бронза

Бронза – сплавы меди, где основным легирующим компонентом могут выступать различные металлы и неметаллы. Свойства сплавов заметно зависит от соотношения компонентов и их качеств, а также фазового состава расплава.

Металл обладает массой превосходных свойств как пользовательских, так и декоративных. И сегодня мы рассмотрим состав сплава, виды, марки бронзы и их применение, краткое описание свойств материала и его характеристики, а также отличие бронзы от латуни.

Хотите расплавить бронзу для изготовления изделий? Тогда это видео вам поможет:

Понятие и особенности

Самый древний из известных составов включает в себя медь и олово, а также другие компоненты, содержание которых незначительно. Маркируется сплав в соответствии с составом, при этом доля меди не указывается, но может быть вычислена по содержанию других компонентов.

В зависимости от количества примесей сплав может иметь разный цвет. Материал, где доля меди составляет более 90%, имеет красноватый цвет, до 85% – желтый, а сплав с долей меди в 35% отличается серо-стальным цветом.

Но, что гораздо важнее, соотношение компонентов определяет свойства сплава. Так, красная бронза с долей олова в 2% отличается очень высокой пластичностью, ее можно ковать при нормальной температуре. А материал, содержащий 15% олова, становится твердым и прочным: в древности такой сплав использовали для изготовления оружия.

Эти свойства – пластичность и твердость в зависимости от сочетания ингредиентов и определили две самые важные исторические сферы применения сплава – искусство и война. Из бронзы отливали холодное оружие, пушечные ядра, сами орудия. Но она же использовалась для создания прекраснейших скульптур и украшений, составляющих достояние всего мира.

Современные сплавы имеют состав более сложный и включают самые необычные компоненты. Таким образом получают сплавы, пригодные для самых разных целей – от электротехники до водопроводов. Общее их свойство – основой остается медь.

2 медных сплава, однако, к бронзе отношения не имеют: это латунь – сплав меди с цинком, и мельхиор – с никелем. Латунь заметно уступает бронзам по коррозионной стойкости и твердости. Это сплав пластичный и сохраняет превосходную ковкость при самых разных составах. И если в искусстве предпочтение отдается бронзе, то в ювелирном деле латунь выигрывает.

Плюсы и минусы

Столь давняя известность и длительное использование материала может объясняться только массой его превосходных качеств. А также возможности эти качества изменить, используя в качестве легирующей добавки другой компонент.

• Разнообразие – одно из лучших свойств материала. Оловянные, алюминиевые, серебряные, бериллиевые бронзы применяются чрезвычайно широко в самых неожиданных сферах, поскольку добавка других металлов придают составу совершенно другие качества. Так, большинство бронзовых сплавов относительно плохо проводят электричество. Чего нельзя сказать о серебряной бронзе: при доле в какие-то 0,25% серебра сплав проводит ток не хуже меди.
• Бронзовые составы могут быть литьевыми и деформируемыми. То есть, для определенных целей можно получить сплав, подвергающийся холодной ковке – деформация при нормальной температуре, и сплав, который можно отливать.
• Бронзовые отливки дает минимальную усадку – от 0,5 до 1,5%. Это свойство объясняет популярность материала не только среди скульпторов, но и в сфере приборо- и станкостроения.
• Бронза – материал, который можно использовать и второй раз, и третий, и четвертый. Сплав отлично переносит повторные плавки.
• Сплав безопасен. Если при изготовлении его некоторые компоненты могут быть опасными – бериллий, например, то готовый материал совершенно нетоксичен.
• Она отличается исключительной коррозийной стойкостью: ни городской загазованный воздух, ни морская вода не вызывают деформации материала или снижения его качеств. Даже действию большинства кислот бронза не подвержена, поэтому часто используется при изготовлении кислотоупорной аппаратуры.
• Еще одно интересное качество многих сплавов – высокая упругость. Материал применяют при изготовлении разнообразных высокоточных пружин, отличающихся долговечностью.

К недостаткам сплава можно отнести его стоимость. Медь, а тем более олово – металлы хотя относительно распространенные, но дорогие в получении. Другие виды бронз – алюминиевая, например, стоит намного меньше, поскольку легирующим компонентом выступает более доступный по стоимости материал.

Можно назвать недостатком и низкую теплопроводность большинства сплавов. Однако это качество тоже нашло применение – при изготовлении аксессуаров для ванной или самих ванн и умывальников.

Разновидности

Различают бронзы по нескольким признакам, указывающим на состав и на более характерные свойства.

По составу выделяют:

• оловянные – сплавы могут быть двух- и многокомпонентными. Однако олово здесь остается вторым по массе ингредиентом;
• безоловянные – все остальные: алюминиевая, бериллиевая, кремниевая, свинцовая и так далее. Каждый из компонентов придает бронзе какие-то свойства. Так, бериллий обеспечивает материалу исключительную упругость и очень высокую износостойкость, а добавка кремния обеспечивает антифрикционные свойства.

По применению различают бронзы такие:

• деформируемые – сплавы легко поддаются ковке, их можно прокатывать, ковать, резать;
• литьевые – изделия получают методом литья, поскольку деформируется она только при высокой температуре. Из сплава получают отливки самой сложной конфигурации.

Более специфическое разделение бронз связано со структурой:

• однофазные – компоненты в твердом растворе образуют одну какую-то фазу;
• двухфазные в растворе появляются 2 фазы, что приводит обычно к радикальной смене свойств.

Про основные свойства, механические характеристики бронзы и отличие химического состава данного металла от латуни читайте ниже.

Бронза представляет собой сплав меди и специальных добавок, которые необходимы для придания металлу определенных технологических свойств. Бронза может содержать следующие компоненты: Sn (олово), Mn (марганец), Be (бериллий), Pb (свинец), Si (кремний), Cr (хром), P (фосфор), Fe (железо) и прочие элементы.

Бронзовый сплав имеет устойчивость к истиранию, коррозии, агрессивным средам, вроде морской воды. Эти свойства достигаются за счет добавления легирующих компонентов в определенных пропорциях. Соотношение компонентов регламентируется нормативными документами: ГОСТ, отраслевые стандарты, методики, стандарты предприятий.

Классификация сплава

В соответствии с наличием в составе легирующих компонентов принято выделять следующие виды бронз:

• оловянные – основной легирующий компонент в них олово;
• не содержащие олова вообще, то есть, безоловянные.

Помимо состава бронзы, есть еще один критерий их классификации – технологические параметры. Выделяются бронзы:

• деформируемые, предназначенные для обработки давлением;
• литейные для изготовления отливок.

Основные легирующие компоненты

Основной компонент, который определяет большую часть технических характеристик бронз – медь. Для придания сплаву необходимых параметров применяют специальные добавки – легирующие компоненты. Одним из распространенных легирующих компонентов, содержащихся в бронзе, является олово. Именно из оловянных бронз производили отливку колоколов и называли «колокольной» бронзой.

Также в качестве легирующего элемента могут быть использованы:

• Be – бериллий. Повышает прочность бронзы.
• Si – кремний и Zn, цинк для повышения устойчивости поверхности к истиранию. Эти же элементы увеличивают текучесть бронз, что положительно сказывается на качестве литья.
• Pb – свинец. Повышает антикоррозионные свойства металла.
• Al – алюминий. Повышает устойчивость к коррозии, устойчивость к окислению при высоких температурах и уменьшает реакцию металла с соединениями серы и продуктами выхлопа двигателей.

Марки бронз

Бронзы маркируются аббревиатурой «Бр», а также добавлением буквы или нескольких букв, которые обозначают легирующие добавки. Объем легирующих добавок определяется ГОСТами.

Различные марки бронз имеют свои индивидуальные особенности: химический состав, технические характеристики, область применения. По маркировке бронз можно узнать, какие в них входят компоненты, и по специальным таблицам определить назначение данного сплава и его технологические параметры.

Маркировка сплавов на примере оловянных бронз

Некоторые марки оловянных бронз показаны в приведенной ниже таблице. Здесь же можно найти важные технологические параметры сплава, а также область применения каждой конкретной марки бронз.

В данной таблице указан также способ литья бронз. «К» в соответствующем столбце означает, что литье производилось в кокиль, «П» – литье производилось в песчаную форму.

В столбце «марка» приведены наименования сплавов. «Бр» в названии марки обозначает бронзу, далее указываются присутствующие в сплаве легирующие компоненты.

Исходя из маркировок, видно, что в приведенных в таблице марках металла содержится олово. Некоторые помимо олова содержат цинк, свинец и фосфор.

Процентное соотношение компонентов бронз

Процентное соотношение элементов, также как и химический состав, закладывается в аббревиатуру марки сплава. В ней не указывается процентное содержание основного элемента – меди, но указывается содержание всех легирующих элементов в процентном соотношении.

К примеру, в марке БрО3Ц12С5 содержание компонентов такое:

остальные 80% приходятся на медь.

Количество процентов меди в сплаве оказывает влияние на его цвет. Чем больше меди, тем более яркий золотистый цвет имеет бронза. При содержании меди 50% цвет сплава станет белым, близким к цвету серебра. В соответствии с поставленными задачами можно получить различный цвет металла путем варьирования процентного соотношения легирующих элементов и меди.

Некоторые разновидности бронзовых сплавов

Наиболее часто требуется использование оловянных, бериллиевых, кремниевых и алюминиевых бронз.

Оловянная бронза

Оловянная бронза содержит олово в качестве основного легирующего компонента. Также могут содержаться фосфор, цинк, свинец, никель и пр.

В таблице приведены предельные содержания элементов в некоторых марках:

Как видно из таблицы, сплавы содержат не менее 80% меди. При увеличении объема олова в сплаве изменяются и его свойства:

• твердость и прочность металла возрастает;
• снижается пластичность;
• снижается ударная вязкость;
• увеличивается усталостная прочность.

Одним из легирующих компонентов является P (фосфор). Легирующим данный элемент называют в случае его содержания более 0,1%.

Фосфор при попадании в медный сплав раскисляет медь. Помимо этого, именно фосфор в качестве легирующей добавки увеличивает износостойкость металла. У данного состава есть и обратная сторона. Фосфор при превышении его содержания снижает пластичность получаемого металла. Поэтому при добавлении фосфора в качестве легирующего компонента в деформируемую оловянную бронзу крайне важно строго придерживаться ГОСТа и прочих регламентирующих документов.

Еще один легирующий компонент – Zn (цинк). Он добавляется в бронзу, которая не содержит фосфор. Цинк вводится в количестве, которое может раствориться. Часто вместе с цинком может быть введен свинец. Свинец слаборастворим, получаемые сплавы БрОЦС4-4-2,5 и БрОЦС4-4-4 представляют собой кристаллы твердого раствора и нерастворенные включения свинца. Добавление свинца повышает антифрикционные свойства металла и возможность его резки. Однако, свинец в качестве легирующего элемента снижает некоторые прочие механические свойства получаемого металла.

Также может добавляться Ni (никель). Элемент повышает прочность, пластичность и способность к деформации.

Бериллиевая бронза

К данному типу относятся безоловянные дисперсионно упрочняемые сплавы меди и бериллия. Это означает, что растворимость легирующего элемента напрямую зависит от температуры. Закалка производится из однофазной области, то есть сразу из расплава. Очень важно правильно подобрать используемую температуру процесса. Именно эта величина определяет, насколько хорошо расплав перейдет в твердый раствор и насколько он будет гомогенным, что важно для придания металлу конкретных свойств. Оптимальная температура закалки 760-800 °С. При увеличении температуры более указанного диапазона есть вероятность увеличения зернистости металла и как результат снижения технологических параметров. Температура ниже указанного диапазона не позволяет твердому раствору насытиться бериллием в нужной степени.

Состав сплава бронзы и его основные компоненты

В современной промышленности существует большое количество различных сплавов черных и цветных металлов. Одним из самых древних и известных является бронза — сплав, в котором главным компонентом является медь. По историческим фактам известна целая эпоха, так называемый бронзовый век, в котором изготовление соответствующего медного сплава было основой металлургической промышленности. Этот период начинался приблизительно с конца IV тысячелетия до н. э., когда значительно улучшилась обработка меди и олова, и продолжался до XII века до н. э.

Основные свойства бронзовых сплавов

Физические свойства могут сильно меняться в зависимости от легирующих компонентов, но тем не менее можно выделить основные общие свойства материала:

• Плотность бронзы составляет от 7800−8700 кг/м3.
• Хорошая износостойкость, низкий коэффициент трения, сопротивление хрупкому разрушению при очень низких температурах (до 250 °С).
• Температура плавления 940−1140 °С.
• Легко поддается пайке и сварке.

Количество чистой меди в составе сплава, помимо физико-химических свойств, влияет на цвет. Так,

золотистый цвет имеют изделия с процентным содержанием меди около 85%. При уменьшении процента меди до 50% может получиться белый цвет, очень похожий на серебро, а при понижении до 35% и менее — черный.

Изготовление бронзы происходит посредством выплавки: исходное сырье помещается в горн или индукционную печь, где оно расплавляется с дальнейшим его перемешиванием и разливкой в требуемые формы.

Виды бронзы и их применение

С развитием металлургии и открытием разных видов металлов, появилось большое количество бронз, но основным металлом в формуле является медь. В зависимости от того, какие компоненты входят в состав, изменяются и свойства материала.

Знание этих особенностей позволяет применять бронзовые сплавы в различных видах промышленности в зависимости от предъявляемых к материалу требований. Бронзу часто выпускают в виде прокатных труб, проволоки и листов. Используется металл в производстве подшипников, втулок, рессор и прочих деталей, подверженных воздействию высокого давления и износа. Высокие антикоррозийные свойства позволяют применять данный материал также в условиях агрессивной внешней среды и при работе с различной химией. Помимо этого, применение бронзы распространено в художественных ковке и литье, из нее делают различные скульптуры, памятники и украшения.

Оловянная

Сплав меди и олова называется оловянным. Эти бронзы применялись в бронзовом веке, дошли до наших дней и являются наиболее применяемыми в промышленности. Из этого вида сплава часто отливались различные колокола, в связи с чем данный материал иногда называется колокольной бронзой.

Оловянистый материал почти не поддается механической обработке, поэтому изделия из него создаются исключительно литьем; имеет высокую твердость и прочность, а также антикоррозийные свойства. Стандартный сплав меди и олова характеризуется количественным соотношением 80:20, но может дополняться некоторыми металлами для изменения свойств:

• Добавление цинка (менее 10%) позволяет повысить антикоррозийную стойкость. Используется для создания деталей, которым нужно часто контактировать с водой и другими окислителями.
• Свинец и фосфор повышают антифрикционные свойства. Кроме того, сплав с добавлением этих металлов проще подвергается обработке.

Иногда наличие олова в изделии недопустимо и его заменяют другими металлами, позволяющими достичь требуемых характеристик, например, свинец, кремний, цинк, бериллий или алюминий. Такая бронза называется безоловянной, или специальной.

Свинцовая

Основной легирующий компонент — свинец, содержание которого может достигать 30%. Материал имеет хорошие антифрикционные свойства и высокую теплопроводность, может выдерживать давление до 30 мПа, поэтому применяется для изготовления подшипников, подвергающихся высокому давлению.

Кремниецинковая

Данный сплав состоит из 97% меди, 1.1% олова, 0.05% кремния и цинка. Является довольно пластичным и текучим, что позволяет применять его как материал в изделиях сложной формы. Имеет хорошее сопротивление при сжатии, обладает антифрикционными свойствами и упругостью. Не искрит при обработке, хорошо сопротивляется низким температурам, зачастую содержит добавки никеля и марганца.

Бериллиевая

Бериллиевый сплав является самым твердым из всех существующих видов бронз. Обладает высокими антикоррозийными свойствами, не искрит при обработке, не магнитится. В процессе закалки приобретает хорошую деформируемость и упругость.

Алюминиевая

Состав бронзы в процентах выглядит как 95% меди и 5% алюминия. Сплав очень хорошо сопротивляется агрессивным средам, жаропрочный, но имеет низкие антикоррозийные свойства и дает сильную усадку.

Сплав меди с цинком называется красной бронзой — латунью, а с никелем — мельхиором. Эти соединения являются отдельными материалами, их малое количество может присутствовать в любом сплаве, но должно быть ниже суммы всех остальных компонентов.

Маркировка сплавов

Для того чтобы определить состав бронзы и ее свойства, нужно знать принцип формирования его маркировки. Маркировка составляется в соответствии с ГОСТом, согласно которому принимаются следующие обозначения:

• Сначала ставятся буквы Бр, что означает Бронза;
• Затем в ряд идет перечисление легирующих компонентов: А — алюминий, О — олово, Н — никель, Ц — цинк, Мц — марганец и так далее;
• После каждой буквы указана цифра, которая показывают процент содержания примеси в сплаве;
• Количество меди в сплаве не прописывается, а высчитать его можно по указанному составу бронзы как разность в процентах между 100% от всего состава и суммой всех добавок.

Например, марка БрО3Ц7С5Н1 говорит о том, что это бронза, в составе которой 3% олова, 7% цинка, 5% свинца и 1% никеля. Остальные 84% состава приходятся на медь.

Знание принципов маркировки сплава позволит определять его состав и свойства, что поможет не ошибиться с выбором нужного материала.

Состав сплава бронзы и его основные компоненты

В современной промышленности существует большое количество различных сплавов черных и цветных металлов. Одним из самых древних и известных является бронза — сплав, в котором главным компонентом является медь. По историческим фактам известна целая эпоха, так называемый бронзовый век, в котором изготовление соответствующего медного сплава было основой металлургической промышленности. Этот период начинался приблизительно с конца IV тысячелетия до н. э., когда значительно улучшилась обработка меди и олова, и продолжался до XII века до н. э.

Основные свойства бронзовых сплавов

Физические свойства могут сильно меняться в зависимости от легирующих компонентов, но тем не менее можно выделить основные общие свойства материала:

• Плотность бронзы составляет от 7800−8700 кг/м3.
• Хорошая износостойкость, низкий коэффициент трения, сопротивление хрупкому разрушению при очень низких температурах (до 250 °С).
• Температура плавления 940−1140 °С.
• Легко поддается пайке и сварке.

Количество чистой меди в составе сплава, помимо физико-химических свойств, влияет на цвет. Так,

золотистый цвет имеют изделия с процентным содержанием меди около 85%. При уменьшении процента меди до 50% может получиться белый цвет, очень похожий на серебро, а при понижении до 35% и менее — черный.

Изготовление бронзы происходит посредством выплавки: исходное сырье помещается в горн или индукционную печь, где оно расплавляется с дальнейшим его перемешиванием и разливкой в требуемые формы.

Виды бронзы и их применение

С развитием металлургии и открытием разных видов металлов, появилось большое количество бронз, но основным металлом в формуле является медь. В зависимости от того, какие компоненты входят в состав, изменяются и свойства материала.

Знание этих особенностей позволяет применять бронзовые сплавы в различных видах промышленности в зависимости от предъявляемых к материалу требований. Бронзу часто выпускают в виде прокатных труб, проволоки и листов. Используется металл в производстве подшипников, втулок, рессор и прочих деталей, подверженных воздействию высокого давления и износа. Высокие антикоррозийные свойства позволяют применять данный материал также в условиях агрессивной внешней среды и при работе с различной химией. Помимо этого, применение бронзы распространено в художественных ковке и литье, из нее делают различные скульптуры, памятники и украшения.

Оловянная

Сплав меди и олова называется оловянным. Эти бронзы применялись в бронзовом веке, дошли до наших дней и являются наиболее применяемыми в промышленности. Из этого вида сплава часто отливались различные колокола, в связи с чем данный материал иногда называется колокольной бронзой.

Оловянистый материал почти не поддается механической обработке, поэтому изделия из него создаются исключительно литьем; имеет высокую твердость и прочность, а также антикоррозийные свойства. Стандартный сплав меди и олова характеризуется количественным соотношением 80:20, но может дополняться некоторыми металлами для изменения свойств:

• Добавление цинка (менее 10%) позволяет повысить антикоррозийную стойкость. Используется для создания деталей, которым нужно часто контактировать с водой и другими окислителями.
• Свинец и фосфор повышают антифрикционные свойства. Кроме того, сплав с добавлением этих металлов проще подвергается обработке.

Иногда наличие олова в изделии недопустимо и его заменяют другими металлами, позволяющими достичь требуемых характеристик, например, свинец, кремний, цинк, бериллий или алюминий. Такая бронза называется безоловянной, или специальной.

Свинцовая

Основной легирующий компонент — свинец, содержание которого может достигать 30%. Материал имеет хорошие антифрикционные свойства и высокую теплопроводность, может выдерживать давление до 30 мПа, поэтому применяется для изготовления подшипников, подвергающихся высокому давлению.

Кремниецинковая

Данный сплав состоит из 97% меди, 1.1% олова, 0.05% кремния и цинка. Является довольно пластичным и текучим, что позволяет применять его как материал в изделиях сложной формы. Имеет хорошее сопротивление при сжатии, обладает антифрикционными свойствами и упругостью. Не искрит при обработке, хорошо сопротивляется низким температурам, зачастую содержит добавки никеля и марганца.

Бериллиевая

Бериллиевый сплав является самым твердым из всех существующих видов бронз. Обладает высокими антикоррозийными свойствами, не искрит при обработке, не магнитится. В процессе закалки приобретает хорошую деформируемость и упругость.

Алюминиевая

Состав бронзы в процентах выглядит как 95% меди и 5% алюминия. Сплав очень хорошо сопротивляется агрессивным средам, жаропрочный, но имеет низкие антикоррозийные свойства и дает сильную усадку.

Сплав меди с цинком называется красной бронзой — латунью, а с никелем — мельхиором. Эти соединения являются отдельными материалами, их малое количество может присутствовать в любом сплаве, но должно быть ниже суммы всех остальных компонентов.

Маркировка сплавов

Для того чтобы определить состав бронзы и ее свойства, нужно знать принцип формирования его маркировки. Маркировка составляется в соответствии с ГОСТом, согласно которому принимаются следующие обозначения:

• Сначала ставятся буквы Бр, что означает Бронза;
• Затем в ряд идет перечисление легирующих компонентов: А — алюминий, О — олово, Н — никель, Ц — цинк, Мц — марганец и так далее;
• После каждой буквы указана цифра, которая показывают процент содержания примеси в сплаве;
• Количество меди в сплаве не прописывается, а высчитать его можно по указанному составу бронзы как разность в процентах между 100% от всего состава и суммой всех добавок.

Например, марка БрО3Ц7С5Н1 говорит о том, что это бронза, в составе которой 3% олова, 7% цинка, 5% свинца и 1% никеля. Остальные 84% состава приходятся на медь.

Знание принципов маркировки сплава позволит определять его состав и свойства, что поможет не ошибиться с выбором нужного материала.

что это такое? Состав сплава в процентах и свойства, алюминиевая и другие виды бронзы, ее применение

Металлы и сплавы

Бронза является одним из древнейших сплавов, который имеет долгую и богатую историю. Это один из первых подобных материалов, полученных еще на заре 3 тысячелетия до н. э. Роль бронзы и на сегодняшний день все еще остается довольно важной и весомой. В этой статье мы познакомимся поближе с данным сплавом, узнаем его состав и разберемся в том, где он чаще всего применяется.

Что это такое?

Прежде чем начинать разговор том, в каких областях чаще всего успешно применяется бронза, следует выяснить, что она собой представляет. Если подробно разбираться в определении и особенностях рассматриваемого материала, стоит выделить тот факт, что в составе сплава присутствуют такие важные компоненты, как медь и олово. Также бронза содержит и смесь других элементов, но в более скромных процентах. В итоге получается привлекательный и многокомпонентный сплав. Главную роль в его составе играет именно медь, а все остальное представлено легирующими элементами, без которых не обойтись в совершенствовании свойств и характеристик металла.

Бронза выглядит по-разному. Ее внешние параметры напрямую зависят от того, какие компоненты преобладают в ее составе. Так, традиционно известный сплав насыщенного красного оттенка свидетельствует о том, что в нем присутствует большой процент меди. Существуют и такие разновидности этого металла, которые имеют холодную стальную расцветку, близкую к белой – подобный внешний вид указывает на то, что в сплаве имеется не более 35% медного компонента.

Плюсы и минусы

Рассматриваемый сплав популярен уже очень много лет. С годами его актуальность не снижается, что обусловлено множеством преимуществ, которые ему присущи. Рассмотрим основные положительные характеристики бронзы, делающие ее востребованной.

1. Данный металл может похвастаться богатым многообразием. Существует много разных типов бронзы, например, оловянная, серебряная, алюминиевая и многие другие разновидности, имеющие свои формулы и особенности. Такие материалы оказываются полезными в разных областях, они содержат различные элементы, оказывающие влияние на физические свойства и особенности эксплуатации металла.
2. Существующие бронзовые сплавы подразделяются на литьевые и деформируемые подвиды. То есть для решения «своих» определенных задач есть возможность получить металл, который будет легко поддаваться холодной ковке – процесс деформирования при нормальных температурных значениях. Также удастся получить сплав, который возможно отливать.
3. Весомым преимуществом является то, что качественные отливки из рассматриваемого сплава демонстрируют самую незначительную усадку – всего 0,5-1,5%. Данное свойство обуславливает широкое распространение и востребованность материала не только среди профессиональных скульпторов, но и в сфере изготовления специальных промышленных станков и приборов.
4. Бронза относится к материалам, которые можно использовать несколько раз. Сплав абсолютно спокойно переносит дальнейшие переплавки, если в них появляется необходимость. Данная процедура не вредит материалу, не оказывает негативного воздействия на его свойства.
5. Один из самых важных плюсов бронзы заключается в том, что она является безопасной и экологичной. Если по ходу производства подобного сплава были задействованы потенциально опасные компоненты, например, бериллий, то готовый продукт от этого все равно не будет токсичным. На сегодняшний день далеко не каждый материал может похвастаться такими важными качествами.
6. Бронзовый сплав обладает высокой коррозийной стойкостью. На него не может негативно повлиять ни городской загазованный воздух, ни морская вода. Под действием подобных внешних факторов материал не портится, не теряет былой привлекательности. Большинство кислот бронза совершенно «не боится» и не подвергается их отрицательному воздействию. Именно поэтому данный материал часто используется для производства специальной кислотоупорной аппаратуры.
7. Бронза отличается еще одним любопытным качеством – она является упругой. Сплав во многих случаях применяют для изготовления различных высокоточных пружинных деталей, которые рассчитаны на длительный срок службы.

Несмотря на внушительный список преимуществ, бронзовый сплав все же не лишен определенных недостатков. Главным из них можно назвать стоимость практичного материала. Медь, а тем более олово – это материалы, которые используют во многих ситуациях, но в получении они оказываются дорогостоящими.

Прочие подвиды рассматриваемого сплава, например, алюминиевый вариант, обходятся в разы дешевле, потому что в их составе в качестве легирующего элемента применяется более доступное сырье.

К минусам бронзового сплава можно отнести и не самые высокие показатели его теплопроводности. Однако названная отличительная черта тоже смогла найти свое применение – например, в производстве различных аксессуаров для ванных комнат.

Основные характеристики

Характеристики и свойства бронзового сплава зависят от 2-х основных факторов – состава и структуры. Как указывалось выше, химический состав рассматриваемого материала разрабатывается для того, чтобы сплав получил определенные механические свойства и эксплуатационные характеристики. Самыми важными из них можно назвать твердость, прочность и пластичность сплава. Корректировать и перестраивать первые 2 параметра возможно за счет изменения соотношения олова в составе. Так, его доля в содержании основного материала связана со степенью твердости и пластичностью.

На показатели твердости и прочности бронзы самое большое влияние оказывает количество бериллия в составе. Определенные марки сплава, в которых предусмотрен названный элемент, могут быть более прочными, нежели нержавеющая сталь. Чтобы добавить пластичности, бериллиевый сплав предварительно проходит этап закалки. При этом важную роль играют не количественные значения вносимых веществ, а степень выраженности свойств, которые запланировано получить в итоге.

То есть при равном количестве 2-х разных элементов, один из них способен поменять свойства и характеристики сплава в большей степени, нежели второй.

Структура бронзового сплава отвечает за вмещаемую способность материи в отношении разных элементов. Данную особенность можно рассмотреть подробнее на примере важного компонента – олова. К примеру, 1-фазная структура имеет не более 6-8% названного элемента. Если превысить его показатели количеством предела растворимости (достигает 15%), то сможет сформироваться 2-я фаза твердого раствора.

Однофазное сырье характеризуется более высокими показателями пластичности. Двухфазный бронзовый сплав оказывается более жестким, но при этом и более хрупким. Указанные технические характеристики сказываются на дальнейшем применении рассмотренных материалов: так, сырье первого типа больше подойдет для ковки, а двухфазные варианты станут лучшим решением для дальнейшего литья.

Каждый из видов бронзового сплава имеет свои отличительные особенности. Ознакомимся с ними на примере литьевого оловянного материала.

1. Степень плотности сплава зависит от процентного содержания олова – при его доле в 8-4% она будет составлять от 8,6 до 9,1 кг/куб. см.
2. Температура плавления будет находиться в зависимости от состава сплава и может составить от 880-1060 градусов Цельсия.
3. Уровень теплопроводности рассматриваемого материала может достигать 0,098-0,2 кал/см, что является скромным показателем.
4. Электропроводность достигает 0,087-0,176 мкОм*м. Данный показатель также является небольшим.
5. Степень интенсивности коррозии в условиях морской воды равна 0,04 мм/год. Если же сплав находится в обстановке открытого воздуха, то данное значение будет другим и составит 0,002 мм/год.

Если металл обладает подобными характеристиками, пользователям не придется переживать о том, что он начнет быстро ржаветь.

Обзор видов

Бронзовый сплав делится на несколько разных видов. Классификация материала происходит по нескольким основным признакам. Остановимся на каждом из них.

По химическому составу

Исходя непосредственно из химического состава бронзы, выделяют следующие ее разновидности.

• Оловянная. В составе материала данного подвида присутствует 3,5-7% олова. Сплав может похвастаться высокой прочностью, надежностью и упругостью после предварительно проведенной обработки давлением. Материал обладает отличными литейными качествами. Усадка может достигать 1% (как в случае с литейным чугуном).

Главный недостаток данного материала скрывается в появлении микроскопических пор по ходу кристаллизации отливки.

• Безоловянная. В данную категорию входят такие разновидности сплавов, в химическом составе которых нет дорогого олова. Вместо него включают более доступные и недорогие материалы.

• Алюминиевая. Максимально пластичный материал. Его литейные свойства оказываются более низкими, нежели у дорогой оловянистой бронзы, однако в составе отсутствуют микропоры. В составе предусмотрен никель, фосфор и железо – компоненты, улучшающие свойства алюминиевого сплава.

• Кремниевая. Высокопрочный подвид материала, устойчив к появлению коррозии, является электропроводным. Материал не боится низких или высоких температур, щелочной среды. Чтобы металл имел более высокие прочностные характеристики, химический состав дополнительно легируют марганцем и обрабатывают путем холодной деформации.

• Берилловый сплав разрешено подвергать термической обработке с применением закалки и искусственного старения. Основным недостатком данного вида можно считать высокую стоимость бериллия.

Из-за этого кремниевый бронзовый сплав применяется исключительно в производстве специальных узлов, которые должны отличаться высокой износостойкостью и долговечностью.

По обработке

Бронзовые сплавы разделяются, исходя из типов обработки.

• Деформируемая. В производстве деталей из бронзы используется такие популярные технологии, как ковка, протяжка, резка, фрезеровка.

• Литейная. Отдельный вид бронзового сплава. Детали, которые состоят из этого металла, изготавливают путем металлургии.

По структуре

Разные виды бронзовых сплавов разделяются и по своей структуре. Выделяют следующие варианты.

• Однофазные. Имеющиеся в таком металле компоненты в твердом растворе формируют только одну определенную фазу.
• Двухфазные. Продукцию получают при помощи литья, потому что деформируется она исключительно под воздействием высоких температурных показателей. Из двухфазного сплава возможно получить отливки максимально сложных и замысловатых конфигураций.

Область использования и маркировка

В настоящее время существует несколько разных марок бронзы. Они отличаются друг от друга непосредственно по составу, который определяет характеристики, параметры и область применения сплава. Чтобы ориентироваться было удобнее, разработана особая система маркировки, в которую включены буквенные и цифровые символы (отражают первые значения в названиях химических элементов).

Цифры в марках указывают на количество компонентов, предусмотренных в сплаве (в процентных долях). Правда, объем меди обычно не отражается в этих обозначениях.

Этот показатель принято высчитывать в качестве разницы между общим составом бронзы и числом дополнительных легирующих элементов.

В настоящее время бронзовый сплав применяется во многих сферах. Ознакомимся с их списком.

1. Сплав, в котором имеется всего 2% олова, прекрасно подойдет для ковки в условиях обычной температуры, поскольку отличается хорошей пластичностью. Составы, в которых концентрация этого элемента достигала 15%, широко применялись еще в древние времена – из них делали много разных предметов.
2. Качественную закаленную бронзу, в содержании которой имеется бериллий, часто используют в изготовлении пружинных деталей, рессор или мембран.
3. Материал, богатый на алюминий, чаще всего используется в неблагоприятных условиях (химическое производство, высокая влажность).
4. Сплавы с кремнием и цинком тягучие и подходят для производства предметов путем литья.
5. Применяется рассматриваемый материал для производства разной электротехники, поскольку не магнитится.
6. Из материала, не отличающегося теплопроводностью, изготавливают ванны, умывальники, сантехнические устройства, которые часто используются в домашних (и не только) условиях.
7. Бронзовый сплав также может применяться в автомобилестроении или авиастроении.

Как отличить в домашних условиях?

Бронза имеет достаточно разных отличий от других подобных металлов. Нет ничего сложного в искусстве «вычисления» данного материала. Разберем, как можно легко и просто отличить бронзу в домашних условиях.

• Бронза отличается от многих других сплавов высокой прочностью и жесткостью. Таким образом, металл легко отличить от меди или латуни. Достаточно буквально проверить материал «на зубок» – на поверхности бронзового сплава следов остаться не должно, как и в случае с надавливанием.

• Можно провести эксперимент с солевым раствором (200 г на 1 л воды). Медное изделие спустя 10-15 минут приобретет более насыщенный и броский оттенок, нежели бронзовая деталь.

• Прибегают к нагреву металла примерно до 600 градусов Цельсия (подобную температуру можно получить, используя специальную бензиновую горелку). Если поднести прибор, например, к латуни, на материале проявится темная пленка из оксида цинка. На бронзовом изделии она не будет видна.

• Если нагреть латунь, она будет гнуться. Если же такую операцию провести в отношении бронзы, она своих свойств и формы не поменяет. Если есть возможность и образец металла, его можно попробовать расплавить. Та же латунь станет гореть белым пламенем, раскидывая белоснежные хлопья, – таким образом происходит выгорание цинка.

• Отличить бронзу от латуни можно другим достоверным способом: поместите несколько стружек каждого из металлов в отдельные резервуары, а потом влейте туда разбавленную азотную кислоту (1 часть кислоты и 1 часть воды). Немного выждите, пока большая часть компонентов успеет раствориться. Далее нужно подогреть мензурки и довести растворы до состояния кипения. 30 минут нужно подержать их на маленьком огне. Жидкость, в которой находятся кусочки латуни, будет прозрачной, а в сосуде с бронзовой стружкой образуется белоснежный осадок из олова.

Как ухаживать?

Изделия, произведенные из бронзового сплава, нуждаются в правильном периодическом уходе. Пренебрегать им не следует. Рассмотрим подробнее, как надо грамотно ухаживать за подобными предметами.

1. Изделия из благородной бронзы смотрятся эффектно и привлекательно только в том случае, если являются хорошо очищенными, ухоженными. Следует регулярно удалять с поверхности предметов все появившиеся пыльные скопления и загрязнения. Для этого лучше всего использовать слегка увлажненную тряпочку. Изо всех сил тереть изделия не нужно – будьте аккуратны.
2. Чтобы изначальное лаковое покрытие продержалось на бронзовых изделиях как можно дольше, можно периодически мыть их со слабым мыльным раствором. Эти действия будут необходимы для того, чтобы на объектах не появлялись трещины либо разрушения лакового слоя.
3. Если вы являетесь большим любителем вещей, отполированных буквально до безупречного блеска, рекомендуется чистить бронзу с использованием специализированных порошков и реактивов. Неплохой репутацией может похвастаться, к примеру, особый очиститель для бронзы «Трилон».
4. Завершив работы по глубокой очистке изделий из бронзового сплава, поверхность металла желательно хорошенько отполировать. Лучше всего с этой задачей справится сухая шерстяная ткань.
5. Иногда для чистки бронзы используют сухой зубной порошок, предварительно разведенный в воде с добавлением нашатырного спирта. Нужен 1 стакан порошка, 1 чайная ложка спирта. Желательно использовать для чистки жесткую щетку.
6. Древним и традиционным способом очистки бронзы является такой вариант: использование воды, в которой предварительно варились бобовые культуры. Далее чистку тоже проводят с применением жесткой щеточки. После этого чистое изделие из металла надо еще раз ополоснуть и протереть сухой тканью дочиста.

Если для чистки бронзы запланировано использовать тряпку, лучше взять фланелевый вариант. Особенно тщательно и скрупулезно требуется вычищать места со складками и углублениями, поскольку именно здесь пыль и грязь копятся наиболее активно.

Чистку изделий следует проводить регулярно, чтобы на них не скапливались лишние включения.

О том, что такое бронза и где применяется, смотрите в следующем видео.

состав сплава. Химический состав бронзы

Многие люди знают о бронзе лишь то, что из нее отливают скульптуры и памятники. На самом деле, этот металл обделен народным вниманием незаслуженно. Ведь не зря в истории человечества был даже бронзовый век – целая эпоха, на протяжении которой сплав занимал доминирующее положение. Это один из немногих материалов, использующихся как в промышленности, так и в искусстве. Качества, которыми обладает сплав меди с оловом, являются просто незаменимыми во многих отраслях производства. Ее используют при изготовлении орудий, в машиностроении, отливании церковных колоколов и так далее. При этом сегодня насчитывается большое количество марок металла, каждая из которых обладает определенными, заранее смоделированными свойствами.

Применение бронзы в прошлом

Первые упоминания о сплаве меди и олова датированы IV тысячелетием до нашей эры. Именно этот технологический прорыв, как считают историки, позволил цивилизации Месопотамии занять в то время лидирующее положение. Археологические раскопки, проводимые в Южном Иране, свидетельствуют о повсеместном использовании бронзы для изготовления наконечников стрел, кинжалов, копий, топоров, мечей. Среди находок встречаются даже предметы интерьера, например, мебель и зеркала, а также кувшины, амфоры, вазы и тарелки. Для чеканки древних монет и изготовления украшений применялся этот же сплав.

Бронза в средние века начинает активно использоваться в Европе. Из нее изготовляют такие массивные предметы, как пушки и церковные купола. В более поздний период, с развитием машиностроения, столь универсальный металл тоже не остался незамеченным. Его по достоинству оценили, главным образом, за антифрикционные и антикоррозийные свойства. Вместе с тем необходимо отметить, что материал, используемый раньше, несколько отличался от того, которым сегодня является бронза. Состав сплава содержал множество второстепенных примесей, значительно ухудшающих его качество.

Химический состав современной бронзы

Сегодня в материаловедении бронзой называют сплав двух металлов: меди и олова, которые могут использоваться в самых разных пропорциях. Для придания металлу заданных качеств к этой паре могут добавляться цинк, фосфор, магний, свинец и кремний. Присутствие случайных примесей при помощи современных технологий практически сведено к нулю.

В большинстве случаев приемлемым считается соотношение меди с оловом в пропорциях 85 на 15 процентов. Уменьшение доли второго компонента ниже указанной отметки порождает целый ряд проблем, основной из которых является ликвация. Данным термином металлурги называют процесс расслоения сплава и его неравномерное застывание.

Влияние цвета сплава на его качество

Знающие люди могут много узнать о материале, лишь посмотрев на цвет, которым обладает бронза. Состав непосредственно влияет на этот параметр. Как нетрудно догадаться, красный оттенок сплаву придает медь. Поэтому уменьшение ее процентного соотношения в пользу других компонентов будет означать постепенный переход цвета к более тусклым тонам.

При обычном балансе составляющих (85% меди) бронза отливает желтизной. Такую ее разновидность можно встретить чаще всего. Белый сплав получается после доведения соотношения до пропорции 50:50. А вот чтобы бронза стала серой, необходимо уменьшить количество меди до 35%.

Что касается изменения практических характеристик сплава при экспериментировании с его составом, то здесь ситуация следующая. Ковкость материала будет напрямую зависеть от содержания в нем олова. Чем его меньше, тем более податливой будет бронза, но данное утверждение верно только до определенного предела. Так, при достижении отметки в 50% сплав вновь становится мягким.

Бронза в искусстве

Прочный и долговечный материал, обладающий при этом достаточно низкой температурой плавления и хорошей ковкостью, не мог не заинтересовать творческих людей, в частности скульпторов. Уже в V-IV веках до нашей эры в Греции была отработана до мельчайших деталей технология изготовления бронзовых статуй, которая актуальна и сегодня.

Заключается она в том, что изваяние из огнестойкого материала первоначально заменяется воском, который непосредственно при литье уничтожается. Для этого по рисунку сначала должна быть изготовлена гипсовая модель, а после форма для отливки. Восковое содержание при воздействии температуры попросту плавится, и его место занимает бронза, которая остывает и затвердевает. После чего ее остается только обработать и довести до совершенства.

Артиллерийский металл

Для изготовления пушек, а в дальнейшем и другой военной техники, всегда использовалась бронза. Состав сплава, который применяется для этих целей, как правило, содержит 90% меди и лишь 10% олова.

Это связано с тем, что материал для орудий должен быть очень прочным и обладать повышенным сопротивлением разрыву. Такими качествами обладает марка бронзы БрАЖМц10-3-1.5. Помимо основных компонентов, в ее составе содержится 1-2% марганца, что повышает антифрикционные и температурные характеристики.

Изготовление церковных колоколов

Колокольный звон обязан быть мелодичным, а его звук должен радовать слух на большом расстоянии. Как ни странно, но бронза обладает такими музыкальными талантами. Для улучшения звучания колокола его изготовляют из сплава с повышенным содержанием олова (от 20 до 22%). Иногда в него также добавляют немного серебра. Марки бронзы, которые используют при изготовлении колоколов и других ударных инструментов, для практического применения в других отраслях абсолютно непригодны. Это связано с тем, что такой сплав обладает мелкозернистой структурой и повышенной хрупкостью.

Фосфорная и алюминиевая бронза

Впервые сплав, состоящий из 90% меди, 9% олова и 1% фосфора был применен Кюнцелем в 1871 году. Он был назван фосфорной бронзой, а нашел свое применение материал главным образом в машиностроении. Из него отливаются различные детали машин, которые подвержены повышенному трению. Фосфор необходим для увеличения упругости и повышения антикоррозийных свойств. Главным достоинством этого металла является то, что он идеально заполняет любые углубления при отливке.

Алюминиевая бронза, состав которой отличается повышенным содержанием меди (до 95%), по внешнему виду очень похожа на золото. Кроме красоты, она имеет и ряд других неоспоримых преимуществ. Так, например, добавление 5% алюминия позволяет сплаву выдерживать длительное время воздействие агрессивной среды, такой как повышенная кислотность.

Как материал для изготовления различных частей машин, данный металл практически повсеместно вытеснил фосфорную бронзу на бумажных фабриках и в пороховом производстве из-за более высокого противодействия разрыву.

Кремниевая и марганцевая бронза

Кремний добавляют в сплав для повышения электропроводности. Это ее качество используется при производстве телефонных проводов. Эталонный состав кремниевой бронзы выглядит следующим образом: 97,12% меди, 1,14% олова, 0,05% кремния.

Самым сложным процессом получения может похвастаться сплав с содержанием марганца. Вся процедура проходит в несколько этапов. Сначала ферроманган добавляют в расплавленную медь. Затем, выдержав заданный температурный режим, добавляется олово, а при необходимости цинк. Английская фирма Bronce Company изготовляет несколько сортов марганцевой бронзы, обладающей различной вязкостью и твердостью. Применяться подобный сплав может практически во всех отраслях производства.

СОСТАВ БРОНЗ, СВОЙСТВА БРОНЗ, ПЛОТНОСТЬ БРОНЗЫ

 

Бронза – это название сплава состоящего из меди и различных легирующих элементов, основной добавкой считается олово, что и определило название оловянистые бронзы. Высокие литейные свойства бронзы определяются исключительно малой усадкой, которую имеет бронза. Усадки оловянистой бронзы меньше чем у латуни и сталей. Усадку можно выразить в цифрах, если усадка бронзы 1, то у латуни это уже 1,5, а у сталей 2. Наиболее сложные по конфигурации отливки обычно делают из бронзы, например, художественное бронзовое литье.

Текучесть бронзы в расплавленном состоянии небольшая, вследствие большой разницы температур между бронзами с различным содержанием олова. По этой же причине бронза не дает концентрированной усадочной раковины и для отливки бронз нет необходимости иметь большие прибыли. По этой же причине отливки из бронзы редко удается получить высокой плотности, рассеянные усадочные поры по всему объему отливки понижают ее герметичность.

Влияние олова на механические свойства меди в сплаве бронзы,такое же, как и влияние цинка, но более резкое. Уже при содержании около пяти процентов олова пластичность бронзы начинает падать. Прочность бронзы начинает падать при содержании олова около двадцати процентов, когда в структуре слишком много  В – фазы и сплав становится хрупким.

В литой бронзе наличие включений твердого эвтектоида обеспечивает высокую стойкость против истирания, и поэтому бронза с содержанием олова на десять и более процентов является одним из наилучших антифрикционных материалов и широко применяется как подшипниковый сплав. Плотность бронзы с учетом добавления различных элементов тоже различная и может колебаться процентов на двадцать относительно 8 г/см3.

Благодаря высокой химической стойкости бронзы из них делают трубопроводную арматуру. Таким образом основное применение бронзы это сложные отливки, вкладыши подшипников и трубопроводная арматура. Для удешевления в большинстве промышленных бронз добавляют от пяти до десяти процентов цинка. Цинк в этих количествах растворяется в меди и не влияет существенно на структуру сплава.

Для лучшей обрабатываемости в бронзу вводят  от трех до пяти процентов свинца, который присутствует в виде обособленных включений, обеспечивающих ломкость стружки при ее обработке на металлорежущих станках. Фосфор вводится в бронзу как раскислитель и устраняет хрупкие включения окиси олова. При наличии около одного процента фосфора такую бронзу принято называть фосфористой. Фосфор при его содержании более 0,2 процента образует твердые включения, повышая антифрикционные свойства бронзы.

Бронзу маркируют начальными буквами  Бр , затем следуют буквы, показывающие какие легирующие элементы содержаться в ней, а потом цифры показывающие количество процентов этих элементов в бронзе. Например, БрАЖ 9-4, БрОЦС 5-5-5, БрКМц 3-1, БрОФ 7-0,2, БрБ 2.

Кроме всех перечисленных сплавов бронз существуют сплавы бронзы с добавлением алюминия, кремния, бериллием и другими элементами. Малой величиной усадки оловянистые бронзы превосходят другие бронзы, но другие бронзы превосходят оловянистую по другим параметрам. бронза с алюминием и кремнием лучше по механическим свойствам, алюминиевая превосходит по  химической стойкости, бронза с добавлением кремния и цинка имеет лучшую жидко текучесть. Бериллиевая бронза отличается от остальных высокой твердостью и упругостью.

Свойства бронз содержащие от пяти до десяти процентов алюминия обладают ценными технологическими и механическими свойствами. Эти бронзы кристаллизуются в узком интервале температур, из за этого приобретают высокую жидко текучесть и дают концентрированную усадочную раковину. Кроме простых бронз существуют бронзы с большим содержанием алюминия и добавления магния, железа и никеля.

Бронзы с содержанием алюминия применяются для изготовления различных втулок, направляющих седел, фланцев, шестеренок и много других преимущественно мелких по ответственных деталей.

Сплав бронзы с содержанием кремния около четырех процентов является как бы заменителем оловянистых бронз, но бронзы с кремнием  лучшие показатели по коррозионной стойкости, механическим свойствам и плотности бронзы  в отливках.

Бронзы с добавлением Бериллия около двух процентов БрБ 2 , бериллиевые бронзы, представляют особый интерес. Этот сплав дисперсионно твердеющий. При комнатной температуре растворимость бериллия в меди не превышает 0,2 процента, но закалка от 800 градусов фиксирует перенасыщенный раствор. Если закаленный сплав с содержанием бериллия подвергнуть искусственному старению при температуре 300 – 350 градусов, твердость сплава достигает 350 –  400 Hв.

Высокая прочность бронзы и упругость при высокой химической стойкости, хорошей свариваемости, обработке резанием делают бронзу с добавлением бериллия подходящим материалом для производства  ответственных деталей, специальных пружин, мембран, пружин и контактов и много другого где требуются эти качества.  Высокая стоимость бериллия препятствует широкому распространению этой бронзы и применяется для действительно для ответственных деталей со специальными свойствами.

Бронза с добавлением 30 процентов свинца является высоко качественным антифрикционным материалом широко применяемым в машиностроении. Структура такого сплава состоит из отдельных зерен меди и свинца. Если свинец равномерно вкраплен в медь, то антифрикционные свойства сплава высокие.

Бронза состав

Марка сплава	Содержание элементов в процентах
	Sn	Zn	Pb	P	Al	Mn	Fe	Ni	Be
БрОФ 7	6 – 8	—	—	0,1 – 0,25	—	—	—	—	—
БрОЦС 6	5 – 7	5 – 7	2 – 4	—	—	—	—	—	—
БрОФ 10	9 – 11	—	—	0,6 – 1,0	—	—	—	—	—
БрА 7	—	—	—	—	6 – 8	—	—	—	—
БрАМц 9	—	—	—	—	8 – 10	1,5 – 2,5	—	—	—
БрАЖН 10	—	—	—	—	9,5 – 11	—	3,5 – 5,5	3,5 – 5,5	—
БрБ 2	—	—	—	—	—	—	–	—	2,0 – 2,3

2. Химический состав древних бронз и других медных сплавов

Бронзами в тесном смысле этого слова называют сплавы меди с оловом в различных весовых отношениях, но с преобладанием меди. Присутствие других металлов, кроме олова, в древних бронзах следует рассматривать как побочные примеси. Такими примесями в упомянутых бронзах являются: цинк, свинец, сурьма, железо, серебро, иногда никель, кобальт, золото, а также другие металлы, очевидно попадавшие в сплав непосредственно из медных и оловянных руд в самом процессе плавки.

Цвет бронзы изменяется в зависимости от ее состава; с увеличением процентного содержания олова в сплаве цвет бронз переходит из розового и красного (90—99% меди) в желтый (до 85% меди), затем в белый (до 72% меди) и, наконец/в стально-серый (до 35% меди).

Бронзы могут иметь также и золотистые оттенки: напр., античная золотистая бронза содержит, по F. Wibel’ю, около 88% меди и. 12% олова..

Латунью, или желтою медью, называют сплав меди с различным содержанием цинка, обычно около 32%; латунь характеризуется красивым желтым цветом.

У народов античного мира, греков и римлян, медь и ее сплавы бронза и латунь назывались одинаково: des у римлян, χαλχός у греков.

Древние египтяне, по указанию Berthelot, ¹ называли медь и бронзу одним словом chomt.

Эти термины сохранились до нашего времени, иногда латунь, т. е. сплав меди с цинком, ошибочно называют желтой или зеленой медью, в отличие от красной или чистой меди.

Коринфская бронза (airin de Corinthe), по мнению Berthelot, ² была сплавом меди с золотом и серебром, Berthelot ³ указывает, что под названием орихалк в древности, вероятно, разумели все желтые сплавы, напоминающие своим блеском золото; об этом сплаве Платон говорит в своей «Атлантиде» как о драгоценном металле.

По Брандту, бронза, употреблявшаяся римлянами и в средние века, редко была сплавом только меди и олова, но обыкновенно содержала свинец в таком количестве, что надо считать его прибавленным умышленно. G. Richter указывает, что в античных бронзах более раннего происхождения содержание олова было меньше, чем в бронзах более позднего происхождения; напр., некоторые топоры из Трои содержали лишь от 3,87% до 5,70% олова. Бронзы из Микен уже содержат олова больше, от 10 до 13%. В греческих бронзовых сосудах содержание олова бывает обычно от 10 до 14%, а в монетах от 2 до 17%. В зеркалах содержание олова обычно выше, чем в других бронзах, а именно, от 19 до 32%.

Составные части	Проценты
Олово	4,36	5,52
Медь	82,72	72,09
Свинец	9,90	20,31
Железо	0,55	1,73
Цинк	1,86	0,67
Мышьяк	следы	следы

С давних времен китайцами и индусами изготовлялись музыкальные инструменты в форме тарелок, называющиеся там-там, гонгами и др., состоящие из сплава меди и 2.0% олова.

Особую группу среди древних бронз представляют китайские и японские художественные бронзы, отличающиеся своим составом от бронз других народов Азии и Европы.

Китайские и японские бронзы, замечательные по покрывающей их темной патине, содержат, по исследованию М. Morin, ⁴ свинец в количестве до 20%. Приводим из этой работы данные двух анализов бронз.

Некоторые китайские и японские бронзы бывают весьма хрупкими, разбивающимися при небольшом толчке.

Кроме бронз в прямом значении слова, японцы изготовляют другие медные сплавы, содержащие вместо олова драгоценные металлы: золото и серебро.

По исследованию проф. Roberts-Austen’a, ⁵ из этих сплавов, применяемых японскими художниками, наибольший интерес представляют два сплава: shaku do и shibu ichi. Первый из них, как показывают анализы, содержит до 4% золота; в schibu ichi содержание серебра доходит до 49%. Патины этих сплавов имеют весьма красивые цвета: на shaku do пурпурно-красный, а на shibu ichi — серый. Кроме того, японцы готовят особый сплав, называемый kuromi и содержащий медь, олово, кобальт и другие металлы.

В заключение приводим данные анализов различных древних: бронзовых предметов (табл. 1), сообщаемые G. Brinton Philips’ом; ⁶ анализы бронз с Кавказа, произведенные лабораторией Института исторической технологии, даны в таблице 2.

Таблица 1

Название предмета	Место нахождения	Дата предмета	Проценты						Примечание
			Сu	Sn	Pb	Fe	Со	As
Чаша	Луксор	XI египет. дин.	85,8	3,5	8,5	0,2	—	—	7% Sb
Гвозди	Мемфис	XXVI египет. дин.	74,6	0,9	21,3	0,3	—	—
Обломок	»	—	92,0	6,5	0,8	0,3	—	—
Чаша	Микены	—	99,4	—	0,2		—	0,2
Рукоятка меча	»	—	99,4	0,1	—	—	—	—
Обломок	Афины Акрополь	520 до н. э.	88,1	9,7	0,3	—	—	—
Топор-	Таормина	600 до н. э.	90,3	7,3	0,2	0,5	—	—
Зеркало	Карфаген	—	82,0	14,4	—	0,6	—	—
Часть светильника	Пикеринг в Йоркшире	—	83,8	10,2	5,3	0,4	—	—
Серп	Саратов	1600 до н. э.	91,5	—	—	6,2	0,3	—
Чаша	Цейлон	XII столетие	77,5	19,6	0,2	—	0,4	—
Зеркало	Китай	1000 н. э.	65,2	9,7	23,2	—	—	—
Ложка	Корея	900—1400 н. э.	77,2	21,5	—	0,7	—	—
Зеркало	Япония	1300 н. э.	73,2	10,8	14.5	—	—	—
Нож	Перу	—	96,8	3,0	—	0,3	—	—
			94,3	4,8	—	—	—	—
			96,2	3,7	—	—	—	—
Топор	Перу	—	93,7	5,0	—	—	—	—

Таблица 2. Примеры анализа древних бронз по данным Института исторической технологии (1933—1934 г.)

Название предмета	Район находки	Место находки	Датировка	Проценты								Примечание
				Си	Sn	Рb	Zn	Fe	Sb	Ag	As
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Топор	Бассейн р. Кубани	Андрюковская	Конец III— нач. II тысяч. до н. э.	98,04	—	0,16	—	0,78	—	сл.	0,94,	Кроме того, в этих бронзах встречаются примеси некоторых других элементов
Кинжал	Сев. склон Центр. Кавказ	Фаскау	Конец II— нач. I тысяч. до н. э.	86,6	10,78.	0,45	—	0,58	сл.	сл.	сл.
Обломок топора	То же	Коллекция Бобринского	То же	85,71	11,72	0,47	сл.	0,11	—	сл.	сл.
Пряжка	То же	Кумбулта	Первый век н. э.	71,12	2,46	3,92	17,00	0,52	—	сл.	сл.
Меч	Центр. Закавказье	Ворнак	Конец II— нач. I тысяч. до н. э.	88,54	9,72	сл.	—	—	сл.	сл.	сл.
Наконечн. копья	То же	Цинондали	То же	96,4	—	0,69	—	—	3,05	б. сл.	сл.
Секира	То же	Арчадзор	То же	88,2	9,59	0,82	—	—	сл.	сл.	сл.
Наконечник посоха	То же	Ворнак	То же	89,2	9,05	0,48	сл.		есть	сл.	есть
Изображение идола	Сев. Урал	Палкана	Начало н. э.	95,1	1,13	0,10	—	—	сл.	сл.	сл.
Изображение зверя	То же	Чердынь	VI—VIII вв. н. э.	78,13	17,43	2,50	сл.	—	есть	сл.	сл.
Бляшка	Сев. Зауралье	Тазовская губа	То же	82,2	14,3	2,5	—	0,8	сл.	сл.	сл.
Бляха	То же	Остяцкий могильник	XVII—XVIII вв. н. э.	32,7	6,0	1,1	сл.	—	сл.	сл.	сл.

Как видно из приведенных примеров, состав древних бронз: представляет большое разнообразие.

Ледебур полагает, что эти «бронзы» представляют нечистую медь, в том виде, как она выплавлялась из руд, со всеми примесями.

Древние памятники из медных сплавов часто бывают весьма неоднородными в различных частях одного и того же предмета; кроме того, часто обнаруживаются поры и другие недостатки отливок: многие египетские бронзы имеют неметаллическую, сердцевину — сплавленное песчано-глинистое ядро, по терминологии Ратгена, представляющее прототип современных литейных шишек.

Новейшая художественная бронза отличается от бронзы древних европейских народов тем, что она содержит, кроме меди и олова, еще значительное количество (иногда до 35—40%) цинка, прибавляемого для удешевления сплава.

Говоря о химическом составе древних бронз и предметов из археологических раскопок, следует отметить различную окисляемость меди и олова в античных бронзах, находившихся в земле. Это явление впервые было замечено Berthelot в 1894 г. при анализе обломка браслета из сокровищницы Dahchoui’a (XII династии в Египте).⁷

Для анализа было взято металлическое вещество из центральной части предмета, наиболее удаленной от поверхностного слоя патины. Патина анализировалась отдельно.

Анализ не разрушенной металлической части отличается значительно меньшим содержанием олова. Berthelot объясняет это тем, что медь окислилась сильнее олова, поэтому содержание олова в неметаллической части объекта выше, чем в металле.

Данное Berthelot объяснение было подтверждено позднейшими исследованиями Е. С. Ельчанинова над бронзовыми стрелами,⁸ найденными на острове Березани (на Черном море), относящимися к VI или V веку до н. э. Оказалось, что части, подвергшиеся наибольшему разрушению, содержали олова сравнительно больше, чем менее разрушенные, т. е. под влиянием процессов медленных реакций при лежании в земле и действия почвенных вод медь потерялась в большей степени, чем олово.

Эту различную способность металлов к окислению следует иметь в виду при анализах древних бронз, чтобы не получить неправильного представления о первоначальном составе металла исследуемого предмета.

_____

¹ М. Berthelot, Les origines de ralchitnie, 1885 г., стр. 225.

² М. Berthelot, Stir le cuivre des aneiens, Annales de ehimie et de physique, 1887 г., стр. 14.

³ Bertlielot, Les origirtes de l’alchimie, 1885 г., стр. 226,

⁴ L. Knab, Traiteclesalliagesetaes depots nietalliques, Paris, 1892 г., стр. 157.

⁵ L. Knab, указ. раб.

⁶ American Anthropologist, 1922 г., т. 24, стр. 129.

⁷ J. de Morgan, Fouilles a Dahchour, 1894 г., стр. 139.

⁸ Журнал Русского химического общества, 1903 г., стр. 1277.

Первоисточник: 

Очерки по методике технологического исследования реставрации и консервации древних металлических изделий. Выпуск 130. ОГИ3. М-Л., 1935

Какой процент бронзы? Свойства и применение

Бронза – это сплав двух металлов. Он широко используется в самых разных сферах жизни человека: от автомобильной до дизайна интерьера.

Что такое бронза?

Медь, плавленая с оловом. Также для его производства вместо последних могут использоваться алюминий, марганец, бериллий и другие элементы. Кроме того, в составе в небольшом количестве присутствуют различные примеси.

Также на основе меди создается латунь, для изготовления которой используется цинк.

В наше время существуют марки этого сплава, которые имеют разный состав. Бронза разных пород может быть самой разной. Разные марки используются для разных целей.

Цвет этого сплава напрямую зависит от процентного соотношения меди и олова, из которых он состоит. При уменьшении количества первого и увеличении второго цвет теряет красный цвет и приобретает серый оттенок.

Когда впервые появилась бронза?

Этот сплав известен с очень древних времен.Его начали производить и использовать гораздо раньше, чем железо. В его состав входили только медь и олово. Бронза того времени не содержала примесей. Впервые он был получен около пяти тысяч лет назад, то есть в III тысячелетии до нашей эры. е. Период использования этого сплава называют «бронзовым веком». Так продолжалось до I тысячелетия до нашей эры. э., то есть до тех пор, пока люди не научились добывать железо.

Бронза широко использовалась для изготовления всех видов изделий, в том числе ювелирных украшений, статуэток, оружия и утвари.

Бронза. Состав и применение

Из этого сплава изготавливают прокат: пруток, арматуру, листы, а также все виды другой продукции, например сетку, подшипники, любые детали различного оборудования. Также бронзу используют в строительстве и архитектуре для изготовления памятников, элементов декора. Кроме того, этот сплав находит применение в сантехнике – из него делают трубы.

Основная группа – оловянные бронзы. Из названия понятно, что олово – один из основных металлов, входящих в состав.Эта бронза делится на два вида: обрабатывающая под высоким давлением и литейная.

Обрабатываемое давление Br. ОТС 4-4-2,5. Он включает олово в количестве от трех до пяти процентов, свинец (от 1,5 до 3,5 процента), цинк (от трех до пяти процентов) и немного железа (0,05 процента). Остальное медь.

В эту же группу входит бронза состава , в состав которой входит от шести до семи процентов олова, 0,1-0,25 процента фосфора, а также 0.02% железа и столько же свинца. Этот Br. От 6,5 до 0,15.

Следующая группа – бронза литейная. Добавки в виде железа в его состав не входят. Из этой бронзы часто изготавливают предметы искусства, фигурные изделия и др.

руб. OTS6-6-3 состоит из пяти-семи процентов олова, 5,5-6,8 процентов цинка и меди.

Состав Br. ОТССН3-7-5-1 включает 2,5-4,5% олова, 6,5-7,5% цинка, 4,6-5,4% свинца и 0,8-1.2 процента никеля.

Часто в наше время олово заменяли другими металлами, так как оно дешевле. Такие сплавы образуют другие группы.

Бронза, не содержащая олова, зачастую не уступает по качеству. Такие его виды широко используются в автомобильной промышленности и других подобных отраслях.

Алюминиевая бронза

Этот металл чаще всего выступает в роли заменителя олова. Его количество в сплаве может составлять около 10 процентов. Бронза, состав и свойства которой известны с давних времен, немного отличается от алюминия.Он более дорогой, так как олово, из которого с древних времен производили этот сплав, дороже алюминия.

Однако алюминиевая бронза хоть и дешевле, но все же обладает высокими прочностными и антифрикционными свойствами. В основном он производит втулки, подшипники, червячные колеса и т.п.

Самая распространенная марка бронзы этой группы – Br. АЖН10-4-4. В его состав входит 9,5-11 процентов алюминия, 3,5-5,5 процента марганца и столько же железа. Остальное медь.

Бериллиевые бронзы

В таких сплавах содержится около двух процентов бериллия.

Они обладают повышенной прочностью и твердостью, поскольку проходят специальную термообработку, которая способствует повышению характеристик материала. Основное применение этих бронз – изготовление инструментов, таких как молотки, долота и т. Д.

Кремнистая бронза

Эта группа сплавов содержит в своем составе 2-3% кремния. Они устойчивы к коррозии, а также обладают хорошими литейными свойствами.

Из этого материала чаще всего изготавливают ленту, проволоку, пружины и т.п.

Никелевая бронза

В качестве примеси содержит никель. К их основным характеристикам можно отнести вязкость, хорошую устойчивость к кислотам и высоким температурам.

Патинированная бронза

Также очень распространен этот вид. Патинирование бронзы придает ей эффект старины и играет декоративную функцию. Но, кроме того, он еще и защищает материал от коррозии. Метод патинирования этого сплава аналогичен технологии серебрения.В результате процедуры получается черная бронза, состав которой не меняется.

Латунь

В составе бронзы и латуни есть один основной компонент: медь. Это также самый важный и широко используемый сплав на основе этого металла. Однако в качестве второго элемента в данном случае используется цинк, а не олово. Добавки в виде свинца, железа и кремния также присутствуют в небольших количествах.

Какая добавка содержится в той или иной марке латуни, можно понять по маркировке, в которой после буквы А (что означает «латунь») стоит еще одна, например С (свинец) в обозначении LS59-1. представил.Следовательно, можно понять, что сплав содержит 59 процентов меди, 1 свинец и остальное цинк.

Цвет латуни и ее свойства зависят от процентного содержания в ней меди. Есть три основные группы: красные, желтые и белые. Красный содержит в своем составе более 80 процентов меди, такую ​​латунь еще называют «томбак». Используется для производства тонких листов.

Желтый процент меди ниже – 40-80%. В основном используется для изготовления ключей, гарнитур, а также в автомобильной промышленности.

Белая разновидность латуни содержит 20-40% меди. Он очень хрупкий, поэтому сформировать его можно только методом литья.

с >>.

Какой состав бронзы имеет процент.

Бронза – сплав двух металлов. Он широко используется в различных сферах жизни человека: от автомобилестроения до дизайна интерьера.

Что такое бронза?

Это медь, легированная оловом. Также при ее производстве вместо последнего могут использоваться алюминий, марганец, бериллий и другие элементы. Кроме того, в составе в небольшом количестве содержатся различные примеси.

также создан на основе медной латуни, из которой получают цинк.

В наше время существуют марки сплавов, состав которых различен. Бронза разных пород может быть самой разной. Разные названия используются для разных целей.

Цвет сплава

зависит от процентного содержания меди и олова, из которых он состоит. При уменьшении количества первого и второго цветов он теряет красный цвет и становится серым.

Когда впервые появилась бронза?

Этот сплав известен с очень древних времен. Его начали изготавливать и использовать гораздо раньше, чем железо.В его состав входят только медь и олово. Бронза в то время не содержала примесей. Впервые ее получили около пяти тысяч лет назад, то есть в III тысячелетии до н. Э. Период, когда использование этого сплава называется – «Бронзовый век». Он длился до I тысячелетия до н. Э., То есть до того времени, когда люди научились добывать железо.

Бронза широко используется для изготовления различных изделий, в том числе украшений, статуэток, оружия и утвари.

Бронза.Состав и применение

из этого сплава изготавливают прокат: стержни, клапаны, листы, а также всевозможные другие изделия, такие как сетки, подшипники, любые детали различного оборудования. Также бронзу используют в строительстве и архитектуре для производства. памятников, элементов декора. Кроме того, сплав находит применение в сантехнике – из него делают трубы.

основная группа – оловянная бронза. Из названия ясно, что олово является одним из основных металлов, входящих в его состав. Бронза этого типа делится на два типа: один используется для лечения высокого кровяного давления, а также как литье.

на давление обработки составляет Br.OCS 4-4-2,5. Он содержит олово в количестве от трех до пяти процентов, свинец (от 1,5 до 3,5 процентов), цинк (от трех до пяти процентов) и немного железо (0,05%). Все остальное – медь.

В эту группу вошла композиция бронзы , которая включает 6-7% олова, 0,1-0,25% фосфора, 0,02% железа и тот же свинец. Это Br.PF 6,5-0,15.

следующая группа – литье из бронзы. В ее состав не входят добавки в виде железа.Бронза этого типа часто используется для производства предметов искусства, фурнитуры и так далее. D.

Br.OTSS6-6-3 состоит из пяти-семи процентов олова, 5,5-6,8 процентов цинка и меди.

В состав Бр.ОЦСН3-7-5-1 входят 2,5-4,5% олова, 6,5-7,5% цинка, 4,6-5,4% и 0,8-1,2% свинца и никеля.

часто в наше время стали заменять олово другими металлами, так как оно дешевле. Такие сплавы образуют другую группу.

Бронза, не содержит олова, часто уступает по качеству.Эти типы широко используются в автомобильной промышленности и других подобных отраслях.

алюминиевая бронза

Этот металл чаще всего выступает в роли заменителя олова. Его количество в сплаве может составлять около 10 процентов. Бронза, состав и свойства которой известны с древних времен, немного отличаются от алюминия. стоит дороже, так как олово, издревле используемое для изготовления сплава, дороже алюминия.

Однако алюминиевая бронза хоть и дешевле, но все же обладает высокими прочностными и антифрикционными свойствами.Потому что в основном это подшипники скольжения, червячные колеса и прочее.

Самая распространенная марка этой группы – бронза Бр.АЖН10-4-4. В ее состав входят 9,5-11% алюминия, 3,5-5,5% марганца и столько же железа. Остальное – медь.

бериллиевая бронза

В этом виде сплава содержится около двух процентов бериллия.

Обладают высокой прочностью и твердостью, так как подвергаются специальной термической обработке, улучшающей характеристики материала.Основное применение этой бронзы – изготовление таких инструментов, как молотки, долота и т. Д. D.

Сплав кремниевой бронзы Эта группа включает в свой состав 2,3% кремния. Они устойчивы к коррозии и имеют хорошие литейные свойства.

Из такого материала часто изготавливают ленту, проволоку, пружинящие изделия и тому подобное.

Никелевая бронза

в качестве примесей содержит никель. В число основных характеристик входят прочность, хорошая стойкость к кислотам и высоким температурам.

Патинированная бронза

В наше время очень распространен этот вид. Патинированная бронза придает ему эффект старины и играет декоративную функцию. Но кроме этого, она также защищает материал от коррозии. сплав аналогичен технологии вороненного серебра. В результате процедуры получается черная бронза, структура которой не изменяется.

Латунь

Составная бронза и латунь имеют одну общую черту – основной компонент – медь.Это также самый важный и широко используемый основной сплав металла. Однако в качестве второго элемента в данном случае используется цинк вместо олова, а также в небольшом количестве присутствуют добавки в виде свинца, железа и кремния.

Какая добавка содержится в той или иной марке латуни, можно понять из маркировки, на которой после буквы A (что означает «латунь») введена другая, например C (свинец) в обозначении LS59-1. из этого мы можем понять, что сплав содержит 59 процентов меди, 1 – свинец, а остальное – цинк.

Цвет латуни и ее свойства зависят от процентного содержания в ней меди. Выделяют три основные группы: красный, желтый и белый. Красный содержит в своем составе более 80 процентов меди, этот вид латуни еще называют «красной латунью». «.Используется для производства тонких листов.

Процент желтой меди ниже – 40-80%. В основном используется для изготовления ключей, гарнитур, так как используется в автомобильной промышленности.

Белая латунь содержит 20-40% меди.Он очень хрупкий, поэтому сформировать его можно только методом литья.

.

Состав алюминиевой бронзы, свойства, плотность, обрабатываемость

Алюминиевая бронза, определение

Относится к группе сплавов меди и алюминия, которые отмечены высокими антикоррозийными свойствами и прочностью на разрыв.

Состав из алюминиевой бронзы

Он состоит из группы сплавов, в которых алюминий в качестве основного элемента добавлен к меди. Это в отличие от стандартной бронзы или латуни. В промышленных целях используются различные разновидности алюминиевой бронзы, в том числе 4.От 5% до 11,5% алюминия по весу, а остальные включают медь с другими веществами в небольших количествах, такими как железо, никель, марганец, кремний и цинк. ISO 428 классифицирует их следующим образом:

• CuAl5
• CuAl8
• CuAl8Fe3
• CuAl9Mn2
• CuAl10Fe3
• CuAl10Fe5Ni5.

CuA15 также содержит небольшое количество мышьяка (не более 0,4%).

Свойства алюминиевой бронзы

Знайте о некоторых основных физических и химических свойствах алюминиевой бронзы.

Рисунок 1 – Алюминиевая бронза
Источник – boltman.com

• Эта группа сплавов предлагает более высокий предел прочности на разрыв и сопротивление по сравнению с другими сплавами бронзы.
• Эти сплавы немагнитны.
• Устойчивы к потускнению.
• Они испытывают низкую скорость окисления при высоких температурах.
• Сплавы этой категории обладают низкой реакционной способностью к сернистым соединениям и другим продуктам горения.
• Эти сплавы устойчивы к морской воде. Медь, присутствующая в этой группе сплавов, предотвращает накопление морских организмов, таких как водоросли, мидии и т. Д.
• Антикоррозионные свойства некоторых из этих сплавов могут быть дополнительно улучшены термообработкой.
• Они часто изготавливаются коммерческими производителями, улучшая его свойство оставаться свободным от искр на объектах с взрывчатыми материалами и окружающей средой.

Прочность на разрыв из алюминиевой бронзы

Предел прочности на разрыв у этой группы сплавов разный.Для непрерывного литья в форму он составляет 82 ksi или 565 МПа для сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Оно составляет 113 тыс. Фунтов на квадратный дюйм или 780 МПа для сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Предел текучести алюминиевой бронзы

Предел текучести этой группы сплавов варьируется в зависимости от постоянного литья. Для типичного образца с удлинением 0,5% под нагрузкой предел текучести составляет 34 тыс. Фунтов на квадратный дюйм или 235 МПа для сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Это 62 ksi или 430 МПа из сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4.3% никеля и 11% алюминия.

Удлинение

Типичное удлинение составляет 6% в 2 дюймах (или 6% в 51 мм) сплава алюминиевой бронзы, который включает 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия. Относительное удлинение составляет 20% на 2 дюйма (20% на 51 мм) сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия.

Твердость по Роквеллу

Твердость по шкале В по шкале В составляет 80/80 для сплава этой категории, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Твердость 99/99 для сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4.3% никеля и 11% алюминия.

Усталостная прочность

Усталостная прочность при 108 циклах литья в песчаные формы составляет 22 тысячи фунтов на квадратный дюйм (или 152 МПа) для сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Усталостная прочность составляет 31 ksi (или 214 МПа) для сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Алюминиевая бронза Плотность

Плотность этого сплава составляет 0,269 фунта / дюйм 3 при 68 ° F (или 7,45 г / см3 при 20 ° C) сплава, содержащего 83,2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия.Плотность составляет 0,276 фунта / дюйм 3 при 68 ° F (или 7,64 г / см3 при 20 ° C) сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5% никеля (включая Co), 9% алюминия и 1%. Mangenese.

Удельное электрическое сопротивление

Это 80,2 Ом x см / фут при 68 ° F (или 13,3 мкм-см при 20 ° C) сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Удельное электрическое сопротивление составляет 122,8 Ом x см / фут при 68 ° F (или 20,4 мкОм-см при 20 ° C) сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности равен 20.8 британских тепловых единиц x фут / (час x фут2 x градус F) при 68 ° F (или 36,0 Вт / м x град. K при 20 ° C) сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5% никеля (включая Co) , 9% алюминия и 1% марганца. Теплопроводность составляет 33,9 БТЕ x фут / (час x фут2 x град F) при 68 ° F или (58,7 Вт / м x град K при 20 ° C) для сплава, содержащего 83,2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия. ,

Электропроводность

Его электропроводность составляет 7% IACS при 68 ° F (или 0,041 Сименса / см при 20 ° C) для сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4.5% никеля (включая Co), 9% алюминия и 1% марганца. Электропроводность сплава, содержащего 83,2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия, составляет 13% IACS при 68 ° F (или 0,075 Сименс / см при 20 ° C).

Обрабатываемость

Это 20 (латунь для свободной резки [C36000] = 100) сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5% никеля (включая Co), 9% алюминия и 1% марганца. Обрабатываемость составляет 60 (Free Cutting Brass [C36000] = 100) сплава, содержащего 83,2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия.

Что делает алюминиевую бронзу антикоррозийной?

Алюминиевый компонент сплавов вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием тонкого прочного поверхностного слоя оксида алюминия (оксида алюминия). Этот слой помогает противостоять коррозии.

Использование алюминиевой бронзы

Использование этой группы сплавов можно резюмировать следующим образом:

• Это предпочтительнее приложений, в которых устойчивость к коррозии является важным фактором. Он используется в производстве приборов, включая аэрокосмическое оборудование и компоненты двигателей (особенно морских судов).
• Его немагнитные свойства делают его идеальным для работы с сильными магнитами, такими как аппараты МРТ.
• Он предпочтительнее нержавеющей стали или других сплавов, не содержащих меди, в оборудовании, где колонизация морских организмов представляет угрозу.
• Этот сплав также используется в ювелирных изделиях из-за его золотого цвета.
Электроды
• из алюминиевой бронзы используются для сварки и наплавки стыков между сталью и медными сплавами. Такие электроды находят яркое применение на морских судах и химической промышленности в насосах, гребных винтах и ​​т. Д.

Артикул:

http://www.aurorametals.com/alloys.htm

http://www.wolframalpha.com/input/?i=aluminium+bronze&a=*C.aluminium+bronze-_*Word-

http://www.csudh.edu/oliver/chemdata/alloys.htm

,

Белая бронза, триметалл медь-олово-цинк: расширение возможностей применения и новые разработки в меняющемся ландшафте

Ричард Э. ДеПото и Аль Грюнвальд К., Uyemura & Co. Ltd., и Йорг Вебер и Клаус Лейендекер, Umicore Galvanotechnik GmbH

РЕЗЮМЕ

Эта статья посвящена возобновившемуся интересу к применению триметалла белой бронзы (сплав Cu-Sn-Zn). Повышенный интерес вызван несколькими факторами.Постоянно растущие требования к электронной частоте и ужесточение границ полосы пропускания требуют компонентов, устойчивых к коррозии, немагнитных и имеющих более высокие свойства твердости. Стоимость драгоценных металлов резко выросла, при этом серебро постоянно продается по цене более 25 долларов за унцию. Последние исследования и разработки в области применения улучшили управление технологическим процессом, упростили аналитические измерения и, как следствие, повысили эффективность гальванического покрытия из трехметаллических сплавов. Новые патентованные усовершенствования на основе рецептур, включая высокоскоростную версию, были введены для расширения сферы использования продукта и приложений.Исторически сложилось так, что химические процессы трехметаллической «белой бронзы» было трудно контролировать, и слишком часто получали менее желательный и менее эффективный сплав, чем требовалось. Последние разработки приложений позволили улучшить эти химические системы, определили наиболее важные параметры контроля и контрольные точки и стандартизировали предпочтительные аналитические методы для точного контроля сплава. В частности, эти усовершенствованные методы позволяют наносить покрытие на предпочтительный сплав, что приводит к более высоким характеристикам и расширению применения в электронной промышленности.

Ключевые слова: триметалл, медь-олово-цинк, покрытие сплава, электроника, белая бронза

Введение

Гальваническое покрытие медно-оловянных сплавов проводилось в течение многих лет и широко используется для различных целей. приложений. Наиболее распространенные процессы – это покрытие латуни в декоративных целях и покрытие медно-оловянным покрытием электронных компонентов. В последнее время возрастает потребность в высокопроизводительных и специальных слоях, осажденных электролитическим способом.Например, декоративные слои и электроника теперь должны соответствовать более высоким техническим требованиям к коррозионной стойкости, твердости отложений и износостойкости.

Свойства монометаллических отложений довольно стабильны и могут быть лишь немного улучшены. Акцент на усовершенствовании процесса ограничивается улучшенными добавками для отбеливания и выравнивания, которые улучшают металлургические свойства, такие как пластичность, удлинение и общую стабильность процесса. Путем нанесения двух или более металлов одновременно с образованием покрытия из сплава мы можем добиться свойств, недоступных для систем с одним металлом.Свойства и производительность можно варьировать, учитывая неограниченное количество легирующих элементов и составов сплавов. Таким образом, свойства отложений можно адаптировать к конкретным требованиям и индивидуальным приложениям.

Прекрасным примером этого подхода является нанесение гальванических покрытий на сплавы олова, сплавы медь-олово и, в частности, сплавы медь-олово-цинк. Сплавы медь-олово, изобретенные более 40 лет назад, в настоящее время совершенствуются и используются в самых разных областях, от ювелирных изделий и архитектуры до деталей соединителей в медицине и электронике.В большинстве производственных процессов медно-оловянные сплавы покрывают кислотными медными отложениями, которые имеют тенденцию выравнивать нижележащие отложения и увеличивать адгезию покрытия сплава

Белая бронза на самом деле не является бронзой. Это сплав, состоящий из комбинации меди, олова и цинка. Сплавы трех металлов имеют белый цвет, похожий на блестящий никель, серебро или родий, и чрезвычайно устойчивы к потускнению и коррозии. Сплав состоит из 55% меди, 30% олова и 15% цинка.

Толчком к разработке процессов для этого сплава является изначально закон о запрете на использование никеля, впервые введенный около 15 лет назад и предназначенный для бижутерии. Требования к отсутствию никеля теперь распространяются на застежки для одежды, внутреннюю отделку автомобилей и многочисленные приложения для коммерческой и бытовой электроники. Поскольку в Европейском Союзе никель запрещен к применению в любом возможном контакте с кожей, триметалл считается предпочтительной, практичной и безопасной альтернативой для предметов, которые могут контактировать с кожей.Поразительно, но сегодня, по оценкам, 15% населения имеют аллергическую реакцию на никель, по сравнению с только 10% в 1980-х годах, что указывает на рост числа связанных с никелем аллергии. Трехметаллическая белая бронза устраняет эту проблему и зарекомендовала себя как экономичная и безопасная альтернатива.

Благодаря своему внешнему виду и химическим свойствам – высокой стойкости к коррозии и износу, пайке, немагнитности, гладкости и непористости – триметалл является идеальной заменой никелю и серебру для высокочастотных радиочастотных разъемов и другой электроники. Приложения.Ярко-белый финиш трехметаллического покрытия можно также использовать в качестве грунтовки для палладиевых, палладий-никелевых, серебряных или золотых изделий или в качестве финишного покрытия для этих покрытий. Трехметаллическое покрытие создает нетоксичный немагнитный осадок, обладающий высокой устойчивостью к коррозии. Это покрытие и покрытие для металла имеет низкую пористость и низкий коэффициент трения. Бессвинцовое трехметаллическое покрытие идеально подходит для пайки.

В этой статье основное внимание уделяется нашей работе над недавним достижением в области трехметаллического покрытия – запатентованного сплава медь-олово-цинк **, который, помимо многих других преимуществ, отвечает требованиям к надежному заменителю никеля.Мы обсуждаем здесь как рабочие свойства, так и некоторые рабочие характеристики, необходимые для многих приложений, указанных выше.

Трехметаллическая химия

Процесс нанесения покрытия представляет собой гальванический раствор на основе цианида с органическими добавками, которые обеспечивают превосходную яркость и некоторую степень выравнивания даже при толщине всего 2 или 3 мкм. Химический состав работает либо в стоечном, либо в цилиндрическом режиме и подходит для осаждения на основе стали, латуни, меди или цинка, отлитого под давлением.Важная особенность химии триметаллов – это метательная сила процесса. Этот процесс позволяет покрыть ползунок застежки-молнии той же толщины, что и внешняя сторона застежки. Покрытие может быть выполнено даже в бочках. Эта характеристика метательной силы в сочетании с электрической износостойкостью, не потускнением и низкой стоимостью сделала белую бронзу популярной среди компаний, которые раньше, вероятно, использовали бы серебро с покрытием против потускнения. Процесс и химия относительно просты, хорошо понятны и используют стандартные аналитические возможности.Ванны обычно имеют очень долгий срок службы. Фактически, в зависимости от производителя, многим используемым сегодня решениям для ванн исполнилось семь или восемь лет, и они по-прежнему работают хорошо.

Одной из немногих процедурных корректировок, рекомендуемых при запуске процесса производства трех металлов, является частота аналитических измерений по сравнению с системами из одного металла. Поскольку наша цель состоит в том, чтобы жестко контролировать соотношение сплавов в металлическом покрытии, поддержание соответствующего соотношения концентраций отдельных металлов является важной характеристикой.По мере того, как один из них покрывает целевой сплав, концентрация металла соответственно будет падать и поддерживать баланс металла. Хотя это явное преимущество, небольшие корректировки всегда являются частью хорошо отлаженного процесса. Металлы добавляются по установленному графику, основанному на ампер-часах покрытия, и их легко вычислить и очень предсказуемо. Конкретные хелатирующие агенты металлов и комплексообразователи, такие как гидроксид, цианид и органические добавки, также потребляются в соответствии с ампер-часами и разложением по времени, и их необходимо анализировать чаще.Типичные химические добавки и анализы выполняются посменно и при запуске, но вскоре становятся предсказуемыми и хорошо понятными методами.

Последовательность процесса

Основная последовательность процесса изображена на рис. 1 ниже и очень похожа на процессы нанесения одного металла, которые существуют на любом предприятии по нанесению покрытия. Этапы предварительной обработки состоят из замачивания очистителя, за которым следует стандартный этап обратной электроочистки. За этой стадией следует кислотная активация перед нанесением стандартного цианистого меди.В некоторых процессах используется кислотная медь из-за ее более высокой способности к выравниванию и того факта, что трехметаллическое покрытие имеет тенденцию более точно дублировать лежащие под ним поверхности.

.