Какой состав сплава бронзы: свойства металла, изготовление и применение

Бронза представляет из себя сплав меди, в котором легирующими компонентами являются металлы и неметаллы. Свойства материала меняются в зависимости от того, что в него добавлено. Сплав обладает пользовательскими и декоративными возможностями. Подробнее о них и разновидностях металла мы расскажем далее.

Особенности

В составе бронзы есть медь, олово и прочие компоненты в незначительном количестве. Процентное содержание меди не указывается на маркировке, оно вычисляется по соотношению с другими составляющими. Например, в БрАМЦ-7-1 есть 1% марганца и 7% алюминия, поэтому все остальное (92%) приходится на медь.

Бронза - это сплав каких металлов

Цвет материала меняется из-за примесей. Если в составе меди более 90%, то она красная, менее 85% — желтая, до 35% — серая. Красная бронза отличается пластичностью, ее легко ковать при низкой температуре. Сплав с высоким содержанием олова более прочный, раньше из такого делали оружие.

Из-за пластичности и твердости материал использовали только для создания предметов искусства или оружия. Из бронзы делали пушечные ядра, копья, украшения, скульптуры. Сейчас в сплавы добавляют различные компоненты, из-за чего бронза становится пригодна для разных сфер деятельности.

Бронза - это сплав каких металлов

Достоинства материала:

  • Упругость. Сплавы подходят для создания долговечных пружин благодаря своим качествам.
  • Разнообразие. Вариативность основного состава позволяет менять качества материала. Сплавы с бронзой и серебром даже проводят ток, хотя это не свойственно такому материалу.
  • Пластичность. Для некоторых задач создают сплавы, которые подвергаются ковке без предварительного нагрева и деформируются при этом в желаемую форму.
  • Минимум усадки. Этот показатель не превышает 1,5%. Благодаря этому свойству материал используется не только у скульпторов, но и в танкостроении.
  • Повторное использование. Материал с легкостью переносит вторую или третью плавку.
  • Безопасность. Даже при использовании опасных для здоровья компонентов итоговый сплав получается нетоксичным.
  • Стойкость к коррозии. Даже воздух, морская вода и большинство кислот не вступают в реакцию с металлом.

Из недостатков у меди выделяют только стоимость. Трудоемкий процесс получения металла вынуждает производителей устанавливать высокую цену. Однако, это относится не ко всем видам бронзы.

Разновидности

В зависимости от технологии производства бронзу делят на деформируемую и литейную. Первая категория поддается механической обработке. Она используется для ковки, перфорации, штамповки. В деформируемых сплавах олова содержится до 6%, чем и объясняется пластичность. Безоловянные сплавы не уступают по физическим и механическим свойствам, а иногда даже превосходят первую категорию.

Остальные разновидности бронзы делятся в зависимости от добавляемых компонентов. Перечислим основные сплавы:

  • Оловянные. Основными компонентами выступает медь и олово. Этот материал механически не обрабатывается, поэтому все изделия создаются только литьем. Оловянная бронза прочная, твердая, не поддается коррозии.

Бронза - это сплав каких металлов

  • Свинцовые. В таких сплавах свинец иногда достигает 30%. У этой группы материалов низкий коэффициент трения, высокая теплопроводность, во время изготовления они подвергаются высокому давлению.

Бронза - это сплав каких металлов

  • Алюминиевые. В составах содержится только 5% алюминия, все остальное медь. Они не поддаются воздействию агрессивной среды, имеют слабую усадку.

Бронза - это сплав каких металлов

  • Бериллиевые. Это самый твердый из всех сплавов, он не поддается коррозии, не магнитится и не скрипит. После закалки становится упругим и легко меняет форму.

Бронза - это сплав каких металлов

  • Кремниецинковые. В основном состоит из меди (97%), а также олова, цинка и кремния. Материал получается пластичным, текучим, поэтому используется для создания конструкций сложной формы. Упругие сплавы выдерживают низкие температуры.

Бронза - это сплав каких металлов

Изготовление

Бронза получается после плавления, а затем смешивания присадок и сплавов, которые обеспечат материалу необходимые свойства. Независимо от разновидности сплава, во время изготовления используются тигельные горны и индукционные печи.

Бронза - это сплав каких металлов

В качестве исходного сырья обычно берется лом меди или руда. Лом добавляют вместе с присадкам во время плавки. При использовании медной руды действия следующие:

  1. В разогретую печь кладут медную руду и флюсовые добавки. Плавление начинается при температуре в 1200 °C.
  2. Используют флористую медь в качестве химического окислителя. Половину материала иногда загружают вместе с флюсом, остальное добавляется с помощью ковша.
  3. Все присадочные металлы подогревают до 100 °C и добавляют их в расплав.
  4. Материал настаивают 30 минут, а затем снимают образовавшийся шлак, разливают по формам.

Область применения

Долговечность, ковкость и устойчивость к агрессивным внешним факторам позволяют использовать бронзу в декоративной и промышленной сфере.

Сплав предпочитают люди искусства, они делают из него скульптуры, статуэтки, украшения, декоративные элементы для карнизов, перил, лестниц. Среди предметов обихода тоже встречаются бронзовые элементы, например, подсвечники, вешалки, обрамления для зеркал.

Бронза - это сплав каких металлов

В промышленной сфере литейная бронза применяется для сложных конструкций — подшипников, уплотнительных колец, шестеренок, втулок. Бронза устойчива к морской воде, поэтому из нее делают механизмы для проведения работ. Деформируемые сплавы подходят для изготовления пружин, измерительных приборов, токоведущих элементов.

Бериллиевая бронза благодаря упругости и устойчивости подходит для создания интегральных схем, оборудования с оптоволокном, контактов с пружинами. Из этих сплавов создаются детали миниатюрных размеров, которые устанавливаются в смартфоны, коммуникаторы, планшеты. В строительстве бронза используется редко, поскольку дорого стоит. Из нее регулярно делают долговечные сантехнические элементы, фурнитуру.

Бронза - это сплав каких металлов

Незаменимый с древних времен металл используется во многих сферах. Сочетание прочности и эстетичного внешнего вида позволяют и дальше специалистам находить новые области применения этих сплавов.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here