Durant molts mil·lennis, l'home ha experimentat amb diversos metalls i n'ha obtingut cada cop més aliatges d' alta resistència. Per a això, es van utilitzar diversos elements químics. L'edat del bronze és una època durant la qual es va popularitzar un aliatge d'estany i coure (CuSn6). Què és aquest material i per què va ser tan popular?
Història de l'edat del bronze
Gràcies a la millora en el processament de metalls com el coure i l'estany, l'any 3000 aC. va començar l'edat del bronze. Es caracteritza per la producció activa d'un aliatge com el bronze, que s'utilitzava per fer eines i joies.
A la indústria metal·lúrgica moderna, a més del coure i l'estany, també s'utilitzen materials com l'alumini, el fòsfor, el plom i el zinc. El nom en si prové de la paraula persa "berenj", que es tradueix com "coure".
Se sap que el primer bronze es va fer amb Cu i arsènic i s'anomenava arsènic. No obstant això, a causa de la seva toxicitat, és molt ràpidcanviat a peltre. No és d'estranyar que els ferrers sovint eren representats com lletjos i mutilats. De fet, ho era. El contacte prolongat amb l'arsènic va tenir un efecte molt dolent en el seu cos. Per aquest motiu, un aliatge de coure i estany s'anomena bronze, ja que són aquests components els que s'hi troben més sovint.
Característica del bronze
Tots sabem que un metall com el coure és molt tou, dúctil i absolutament fràgil. Al mateix temps, té una conductivitat elèctrica i tèrmica molt elevada. Un aliatge d'estany i coure és un material que supera significativament les característiques d'aquests elements químics per separat. En altres paraules, el bronze té una duresa i una resistència elevades, però al mateix temps és força fusible.
El descobriment d'aquest aliatge va tenir un paper important en la indústria metal·lúrgica. Tot i que després es van inventar molts altres materials, encara avui és molt popular per les seves bones propietats mecàniques.
La capacitat del bronze de resistir la corrosió
Una de les propietats més importants d'un aliatge és la seva resistència a la corrosió. Això és especialment cert per a aquelles composicions en què hi ha un contingut significatiu de manganès i silici (més del 2%).
S'ha trobat que el bronze presenta una alta resistència a la corrosió en contacte amb l'aigua (aigua marina i dolça), àcids i àcids concentrats, sulfats i clorurs de metalls lleugers i gasos secs (bronces sense estany).
Per descomptat, en generalles propietats de corrosió de l'aliatge depenen dels elements d'aliatge. Així, un alt contingut de plom redueix la capacitat de resistir la corrosió, mentre que el níquel augmenta aquesta propietat.
Tipus de bronze
Els elements d'aliatge, que poden estar en la composició d'aquest aliatge, poden canviar significativament les seves propietats, i el tipus de bronze també depèn d'ells. A més, la llauna es pot substituir per altres elements. Per exemple, BrAMTS-7-1 es pot desxifrar de la següent manera: 92% coure, 7% alumini, 1% manganès. Aquesta marca de bronze no conté estany i per això té una gran resistència a la càrrega alterna. S'utilitza per fabricar cargols, cargols, femelles i peces per a instal·lacions hidràuliques.
Un altre exemple és el bronze de fosa d'estany de la marca BrO10S10. Conté fins a un 83% de coure, un 9% d'estany, un 8% de plom i fins a un 0,1% de ferro, silici, fòsfor i alumini. Està dissenyat per a peces que funcionen sota pressions específiques elevades, com ara coixinets de fricció.
Malgrat que el bronze és un aliatge d'estany i coure, en alguns casos no s'utilitza un element químic com Sn. Un altre exemple de bronze sense llauna és resistent a la calor. Per a la seva fabricació només s'utilitza coure 98-99% i cadmi 1-2%. Un exemple és la marca BrKd1. És un bronze de cadmi resistent a la calor amb alta resistència a la calor i conductivitat elèctrica. Es pot utilitzar per a la fabricació de peces de màquines de soldadura per resistència, col·lectors de motors elèctrics i altres peces que funcionen a altes temperatures i que requereixen un bon funcionament.conductivitat.
Un altre tipus d'aliatge utilitzat per fabricar juntes en coixinets i coixinets d'automòbils és el bronze d'estany mecanitzat a pressió. Un aliatge de coure i estany conté elements d'aliatge com plom (4%), zinc (4%), alumini (0,002%), ferro (0,005%). El grau d'acer s'anomena BrOTsS4-4-4. És gràcies al percentatge d'aquests elements químics que aquest aliatge es pot processar per pressió i tall. El color del bronze també depèn de les impureses. Per tant, com menys coure conté l'aliatge, menys pronunciat serà el color: més del 90% - vermell, fins a un 80% - groc, menys del 35% - acer gris.
Funcionament de bronze
Com s'ha esmentat anteriorment, un aliatge d'estany i coure és un material bastant durador. És difícil esmolar, tallar i treballar amb pressió. En general, es tracta d'un material de fosa amb una contracció baixa, aproximadament un un per cent. I tot i la poca fluïdesa i la tendència a la segregació, el bronze s'utilitza per fer foses amb configuracions complexes. El càsting d'art no és una excepció.
Els elements d'aliatge que s'afegeixen a un aliatge d'estany i coure milloren les seves propietats i redueixen el preu. Per exemple, l'aliatge amb plom i fòsfor millora el processament del bronze, mentre que el zinc augmenta la seva resistència a la corrosió. Per a determinades finalitats, es fabriquen aliatges deformats. Canvien fàcilment la seva aparença quan utilitzen forja en fred.
Àmbit d'aplicació
Per descomptat, l'ús del bronze no perd la seva popularitat en els nostres temps. Souvenirproductes, elements decoratius d'interior, decoracions per a portes i portes… A més, l'aliatge s'utilitza per a la fabricació d'accessoris (manetes, frontisses, panys) i accessoris de fontaneria (aixetes, ferramentes, juntes, aixetes). A les zones industrials, el bronze també té àmplies àrees d'ús. Per tant, l'aliatge de fosa s'utilitza per fabricar coixinets, anells de tancament i casquilles.
L'ús generalitzat del bronze es veu especialment afectat per les seves propietats corrosives. Per aquest motiu, s'utilitza per a la fabricació de peces de mecanismes que funcionen en contacte constant amb l'aigua. L'elevada elasticitat de l'aliatge permet fabricar-hi molles i peces d'instrumentació.
Fosa de bronze
Per descomptat, cada aliatge té els seus pros i contres. El bronze és un aliatge format per coure i estany i, per tant, tolera perfectament qualsevol refusió. Es pot utilitzar diverses vegades per a finalitats completament diferents. D' altra banda, si el bronze conté una gran quantitat d'impureses com ara magnesi, silici, alumini, les propietats mecàniques poden disminuir durant la refusió.
Això es deu al fet que els elements d'aliatge que milloren les característiques del bronze s'oxiden durant la fusió i formen òxids refractaris, que es troben al llarg dels límits de la xarxa cristal·lina. Trenquen l'enllaç entre els grans, fent que el bronze sigui més trencadís.
Com distingir el bronze del llautó i el coure
Una de les preguntes més freqüents és la diferènciaaquest aliatge d' altres semblants en aparença. Per descomptat, dins de la indústria i amb l'ajuda de reactius especials, això és bastant senzill. Però, què passa si necessiteu determinar el material a casa?
Comencem pel fet que l'aliatge està format per estany i coure. Les masses d'aquestes substàncies en percentatge poden ser diferents. Com més coure, més brillant serà el color, però a causa del contingut d'estany de l'aliatge, serà un ordre de magnitud més pesat que, per exemple, el Cu pur.
Si comparem el bronze amb el llautó, aquest últim té un to més groguenc. El coure en si és molt dúctil, però els aliatges basats en ell són força elàstics i durs. També podeu determinar quin material teniu davant mitjançant la calefacció. Així, al llautó, sota la influència de l' alta temperatura, s'allibera òxid de zinc i el producte adquireix una "placa" cendrosa. Però el bronze, quan s'escalfa, no canviarà les seves propietats.
Obres d'art
Sovint pots trobar diverses figuretes i figuretes de bronze. Moltes obres d'art es van crear a l'antiguitat i a l'edat mitjana.
Els aliatges que contenen coure i estany s'utilitzen per fer:
- Tanques i portes, que no només són increïblement belles, sinó que també són duradores.
- Elements de les estructures d'escales.
- Records i composicions escultòriques.
- Il·luminació decorativa: aplics i canelobres.
- Articles per a la decoració d'interiors.
Per tal de pixar el necessaricomposició, creeu un model especial de fusta, guix o materials polimèrics: l'anomenat motllura. Les cavitats d'aquesta figura s'omplen d'argila i s'eliminen després de la fosa. Després de la fabricació, la superfície es pot xapar amb or, níquel, crom o plata.
És molt important tenir en compte que, per regla general, s'utilitza un aliatge d'estany i coure sense elements d'aliatge per fer obres d'art. Això es deu al fet que com més components d'aquest tipus estan presents al bronze, més gran és la seva contracció, la qual cosa afecta negativament la qualitat i la forma del producte.
