Brons is 'n allooisamestelling. Die chemiese samestelling van brons

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Baie mense weet net van brons dat beelde en monumente daaruit gegiet word. Trouens, hierdie metaal word onverdiend van populêre aandag ontneem. Dit was immers nie verniet dat daar in die geskiedenis van die mensdom selfs 'n Bronstydperk was nie - 'n hele era waartydens die legering 'n dominante posisie beklee het. Dit is een van die min materiale wat in beide die industrie en kuns gebruik word. Die eienskappe wat 'n legering van koper en tin besit, is eenvoudig onontbeerlik in baie industrieë. Dit word gebruik in die vervaardiging van gereedskap, in meganiese ingenieurswese, die giet van kerkklokke, ensovoorts. Terselfdertyd is daar vandag 'n groot aantal metaalgrade, wat elkeen sekere, vooraf gemodelleerde eienskappe het.

Die gebruik van brons in die verlede

Die eerste vermelding van 'n legering van koper en tin dateer terug na die 4de millennium vC. Hierdie tegnologiese deurbraakhistorici meen, het die beskawing van Mesopotamië toegelaat om 'n leidende posisie in daardie tyd in te neem. Argeologiese opgrawings wat in suidelike Iran uitgevoer is, getuig van die wydverspreide gebruik van brons vir die vervaardiging van pylpunte, dolke, spiese, byle en swaarde. Onder die vondste is daar selfs binne-items, soos meubels en spieëls, asook kanne, amforas, vase en borde. Dieselfde legering is gebruik om antieke munte te slaan en juweliersware te maak.

Brons in die Middeleeue begin aktief in Europa gebruik word. Sulke massiewe voorwerpe soos kanonne en kerkkoepels word daarvan gemaak. In 'n later tydperk, met die ontwikkeling van meganiese ingenieurswese, het so 'n veelsydige metaal ook nie ongesiens verbygegaan nie. Dit is veral waardeer vir sy anti-wrywing en anti-roes eienskappe. Terselfdertyd moet daarop gelet word dat die materiaal wat vroeër gebruik is, ietwat anders was as wat brons vandag is. Die samestelling van die legering het baie geringe onsuiwerhede bevat, wat die kwaliteit daarvan aansienlik verswak het.

Chemiese samestelling van moderne brons

Vandag, in materiaalwetenskap, is brons 'n legering van twee metale: koper en tin, wat in verskillende verhoudings gebruik kan word. Om die metaal die verlangde eienskappe te gee, kan sink, fosfor, magnesium, lood en silikon by hierdie paar gevoeg word. Die teenwoordigheid van willekeurige onsuiwerhede met behulp van moderne tegnologieë word feitlik tot nul verminder.

In die meeste gevalle word die verhouding van koper tot tin in verhoudings van 85 tot 15 persent as aanvaarbaar beskou. aandeelverminderingdie tweede komponent onder die aangeduide punt gee aanleiding tot 'n aantal probleme, waarvan die belangrikste likasie is. Hierdie term word deur metallurge gebruik om te verwys na die proses van legeringsdelaminering en die ongelyke stolling daarvan.

Invloed van legeringskleur op die kwaliteit daarvan

Inligte mense kan baie oor 'n materiaal leer deur net te kyk na die kleur wat brons het. Die samestelling beïnvloed hierdie parameter direk. Soos jy dalk raai, gee koper die legering 'n rooi tint. Daarom sal die vermindering van sy persentasie ten gunste van ander komponente 'n geleidelike oorgang van kleur na dowwer kleure beteken.

Met die gewone balans van komponente (85% koper), giet brons geel. Dit is die mees algemene variëteit wat gevind word. 'n Wit legering word verkry nadat die verhouding tot 'n verhouding van 50:50 aangepas is. Maar om brons grys te maak, is dit nodig om die hoeveelheid koper tot 35% te verminder.

Wat die verandering in die praktiese eienskappe van die legering betref wanneer daar met die samestelling daarvan geëksperimenteer word, is die situasie soos volg. Die rekbaarheid van die materiaal sal direk afhang van die inhoud van tin daarin. Hoe kleiner dit is, hoe meer smeebaar sal die brons wees, maar hierdie stelling is slegs waar tot 'n sekere perk. Dus, wanneer die 50% merk bereik word, word die legering weer sag.

Brons in kuns

Sterk en duursame materiaal, terwyl dit 'n redelik lae smeltpunt en goeie rekbaarheid het, kon nie anders as om kreatiewe mense, veral beeldhouers, te interesseer nie. Reeds in die V-IV eeue vC in Griekeland is dit tot in die fynste besonderhede uitgewerktegnologie vir die maak van bronsbeelde, wat vandag nog relevant is.

Dit bestaan daarin dat die standbeeld van brandbestande materiaal aanvanklik deur was vervang word, wat direk tydens gietery vernietig word. Om dit te doen, volgens die tekening, moet eers 'n gipsmodel gemaak word, en dan 'n gietvorm. Die wasinhoud smelt eenvoudig wanneer dit aan temperatuur blootgestel word, en brons neem sy plek in, wat afkoel en verhard. Daarna bly dit net om te verwerk en tot volmaaktheid te bring.

Artilleriemetaal

Vir die vervaardiging van kanonne, en later ander militêre toerusting, is brons nog altyd gebruik. Die samestelling van die legering wat vir hierdie doeleindes gebruik word, bevat as 'n reël 90% koper en slegs 10% tin.

Dit is as gevolg van die feit dat die materiaal vir die gereedskap baie sterk moet wees en hoë skeurweerstand moet hê. Die brons handelsmerk BrAZhMts10-3-1.5 beskik oor sulke eienskappe. Benewens die hoofkomponente bevat dit 1-2% mangaan, wat teenwrywing en temperatuureienskappe verbeter.

Kerkklokmaak

Die lui van klokke moet melodies wees, en die klank daarvan moet die oor op 'n groot afstand behaag. Vreemd genoeg, maar brons het sulke musikale talente. Om die klank van die klok te verbeter, is dit gemaak van 'n legering met 'n hoë inhoud tin (van 20 tot 22%). Soms word ook silwer daarby gevoeg. Handelsmerke van brons, wat gebruik word in die vervaardiging van klokke en ander perkussie-instrumente,is heeltemal ongeskik vir praktiese gebruik in ander industrieë. Dit is te wyte aan die feit dat so 'n legering 'n fynkorrelige struktuur en verhoogde brosheid het.

Fosfor- en aluminiumbrons

Die eerste legering wat uit 90% koper, 9% tin en 1% fosfor bestaan, is in 1871 deur Künzel gebruik. Dit is fosforbrons genoem, en die materiaal het sy toepassing hoofsaaklik in meganiese ingenieurswese gevind. Verskeie masjienonderdele word daaruit gegiet, wat onderhewig is aan verhoogde wrywing. Fosfor is nodig om elastisiteit te verhoog en anti-roes eienskappe te verbeter. Die grootste voordeel van hierdie metaal is dat dit enige uitsparings perfek vul tydens giet.

Aluminiumbrons, waarvan die samestelling gekenmerk word deur 'n hoë inhoud van koper (tot 95%), is baie soortgelyk in voorkoms aan goud. Benewens skoonheid, het dit 'n aantal ander onmiskenbare voordele. Byvoorbeeld, deur 5% aluminium by te voeg, kan die legering langtermyn blootstelling aan aggressiewe omgewings soos hoë suurheid weerstaan.

As 'n materiaal vir die vervaardiging van verskeie masjienonderdele, het hierdie metaal amper universeel fosforbrons in papiermeulens en buskruitproduksie vervang as gevolg van sy hoër skeurweerstand.

Silicon en mangaanbrons

Silicon word by die legering gevoeg om elektriese geleidingsvermoë te verhoog. Hierdie kwaliteit word gebruik in die vervaardiging van telefoondrade. Die verwysingssamestelling van silikonbrons is soos volg: 97,12% koper, 1,14% tin, 0,05% silikon.

Die moeilikstedie produksieproses spog met 'n legering wat mangaan bevat. Die hele prosedure vind in verskeie fases plaas. Eerstens word ferromangan by gesmelte koper gevoeg. Dan, nadat die gespesifiseerde temperatuurregime gehandhaaf is, word tin bygevoeg, en indien nodig, sink. Die Engelse firma Bronce Company vervaardig verskeie grade mangaanbrons met verskillende viskositeit en hardheid. So 'n legering kan in byna alle nywerhede gebruik word.