Багатьом подобається, як виглядає бронза, склад ж її цікавить когось рідко. А адже завдяки його варіаціям існує велика кількість видів цього сплаву з різними якостями, через що застосування бронзи практично не має меж. Маркування, хімсклад і колір бронзи
Бронзою називається сплав міді з оловом (а не з сріблом, як вважають деякі). Це самий основний вид. Крім головних інгредієнтів, з яких складається матеріал, бувають ще цинкові, свинцеві, марганцеві, алюмінієві добавки. Але якими б не були ці сполуки, присутність міді завжди залишається незмінним. Є дві групи, на які діляться бронзи за своїм хімічним складом: олов'яні (легуючий, т. Е. Переважаючий елемент серед добавок - олово) і безолов'яні (цей легкоплавкий метал присутній, але не у великій кількості). Крім хімічного відмінності сплави ще можуть класифікуватися за способом обробки. Є деформуються типи, які виробляються для деталей, що виготовляються тиском (штампуванням), і ливарні склади, пристосовані для створення виливків.
Якщо почати перераховувати сплави, в яких присутні додаткові метали, то весь перелік займе не один лист. Кажуть, досвідчений фахівець може визначати різні бронзи за кольором і навіть безпомилково назвати, які домішки є у виробі. Цілком можливо, але от як при необхідності проста людина, що ніколи не мав відношення ні до металургії, ні до слюсарній справі, зможе визначити, які саме сплави йому необхідні? На допомогу приходять умовні позначення, прийняті державними стандартами. Існують таблиці з літерними кодами, завдяки яким будь-який бажаючий може дізнатися, підходить бронзове виріб для його потреб чи ні. Користуватися цими індексами надзвичайно просто.
Для прикладу давайте розглянемо маркування одного з найпоширеніших видів з кодом Браже 9-4. Отже, "Бр" означає, що сплав має в основі традиційну бронзу. Букви А і Ж говорять про те, що до складу крім міді та олова входять алюміній і залізо. Якщо замість цього ви побачите інший буквений знак, то легко можете визначити, який метал ще присутній всередині того чи іншого бронзового вироби: • А - алюміній; • Б - берилій; • Ж - залізо; • К - кремній; • Мц - марганець; • Н - нікель; • О - олово; • С - свинець; • Ц - цинк; • Ф - фосфор.
Тепер про те, що позначають цифри. Як правило, відсоток вмісту міді в хімічному складі бронзи не вказується, а вираховується по різниці. У нашому прикладі ми бачимо, що сплав має 9% алюмінію, 4% заліза, а, значить, і 87% міді. Процентний вміст міді впливає на те, яким буде колір у того чи іншого виробу. Звичайним вважається випадок, коли Cu становить в сплаві 85%. На виході сплав за кольором буде нагадувати золото. А якщо пропорція червоного металу становитиме 50%, а іншу половину заповнять світлі добавки, він зможе виглядати навіть як срібло.
При бажанні сплав можна довести і до такого стану, коли поверхня стане чорна, скажімо, вже сірої вона стає, якщо вміст міді у складі бронзи зменшити до 35%. Де потрібен зовсім темний матеріал? Звичайна людина частіше бачить такий сплав в музеї, вироби здаються просто пофарбованими, але глибоко чорна поверхня якраз природна. Правда, металознавці сходяться на думці, що по-справжньому правильну бронзу такого кольору (з додаванням великої кількості рідкоземельних металів) отримати в давнину не могли. Швидше за все, музейні експонати зроблені з більш традиційного сплаву, але зазнали пожежі, де і сплавилися з розташованими поруч металевими виробами, що дали в результаті такий колір.
Види сплаву та їх застосування Експерименти з пропорціями були проведені ще нашими далекими предками. Однак не все так просто. Як було виявлено, при зміні хімічного складу стають іншими і властивості сплаву. На ковкість бронзи впливає кількість в ній олова. Чим більше цього металу, тим твердіше вона стає. А самим твердим матеріалом вважається берилієва бронза. Під час загартовування у неї з'являється певна пластичність, і вона вельми підходить для виробництва деталей, що володіють пружністю: пружин, ресор, мембран.
Для отримання міцних металевих стрічок і труб, які було б легко різати, але в той же час вони не піддавалися впливу корозії (у тому числі і від морської води), застосовується алюмінієва бронза. Тобто сплав, в якому основним легуючим елементом виступає широко застосовуваний і відомий всім метал. Свинцових бронз знайшла застосування при виготовленні підшипників. І все це завдяки відмінному протистоянню ударних навантажень і антифрикційним властивостям. Для виготовлення деталей досить складних форм, у яких відсутня така властивість, як утворення іскор, використовується кремнєцинкова бронза. У розплавленому стані вона, до речі, має відмінну плинністю, що дозволяє її розливати в будь-які форми.
Трохи особняком від традиційних сплавів варто алюмонікелевая бронза (морська), тому що по суті це зовсім інший склад, за властивостями далекий від класичного. Єдине, що ріднить його з розглянутим матеріалом - наявність міді як одного з елементів. Відкрито цей сплав не так давно, завдяки розвитку ливарного виробництва та створенню певних умов, неможливих при кустарному господарстві. Потреба в цьому матеріалі виникла після того, як людство стало освоювати видобуток нафти з допомогою платформ, розташованих в морях і океанах. А саме, потрібні були пожежні насоси, які могли б використовувати солону воду. Справа в тому, що металеві частини цих пристроїв виготовлялися з сплавів, невидержівающей впливу специфічного середовища. І під час експериментальних пошуків було знайдено таке співвідношення, яке з успіхом пройшло випробування.
Як отримують бронзу - техпроцес в двох словах Всю історію обладнання для отримання бронзи змінювалося. За великим рахунком, принцип дії залишився тим же: сировина - шихта з металом або відходи виробництва, а як флюс використовується деревне вугілля. Сам процес відбувається в певному порядку. Спочатку йде розігрів індукційної електричної печі до необхідного ступеня, після чого в неї засипається шар флюсу, на який потім надходить мідь. Метал повинен розплавитися і добре прогрітися (температура також постійно контролюється). Коли потрібний параметр досягнутий, в металевий розплав вводять фосфористу мідь, яка завдяки своїм властивостям впливає на склад як кислотний каталізатор.
Після того як мідь переходить у рідкий стан, туди починають надходити інші складові (легуючі) і сполучні (лігатури) елементи. Потім приступають до розмішуванню сплаву, поки компоненти в ньому повністю не розчиняться. Температурний режим також строго витримується. Коли до закінчення плавки залишається певний технологією період, знову вступає в справу фосфористая мідь, що дозволяє позбавитися від небажаних окислень. Після фінальної обробки бронзовий розплав вже готовий до застосування за призначенням. У чому секрет популярності бронзи? Чому протягом тисячоліть сплав продовжує користуватися підвищеною увагою, а технології його удосконалення розширюють свої кордони? Насамперед - антикорозійні та антифрикційні властивості. Матеріал не боїться впливів навколишнього середовища, йому не страшні перепади температур, підвищена або знижена вологість, вплив кислотних факторів.
Бронза легко піддається зварці, а додатки різних металів надають їй властивості, необхідні в тій чи іншій області. Приміром, берилій і кремній дають можливість використовувати бронзові деталі при значному підвищенні температури, свинець і цинк знижують коефіцієнт тертя і дозволяють використовувати вироби з цього матеріалу там, де труться механізмів ведуть до сильному зносу самого агрегату. Патина і її види - що це значить для сплаву? Говорячи про бронзі, неможливо обійти стороною і таке явище, як патина. Його бачив кожен з нас при огляді пам'ятників, старих артилерійських знарядь, предметів інтер'єру. Деякі вважають, що вона схожа іржі, але це зовсім не так. Зелений наліт на бронзових виробах не що інше, як плівка, що утворюється під час впливу зовнішніх факторів (повітря, води, вихлопів бензину) на мідь в сплаві.
Залежно від того, які речовини брали участь в утворенні такого явища, і що за компоненти використовувалися в сплаві вироби, патина буває оксидного і карбонатного походження. На відміну від іржі, ця природно створена плівка не роз'їдає поверхню, а навпаки, служить захисним шаром для виробу. Особливо цінний шар (куприт), який утворюється протягом багатьох десятиліть і розташовується в самому низу, безпосередньо покриваючи пам'ятник, статуетку або інше старовинне виріб.
Слід розрізняти два види патини: благородну і дику. Перша володіє тими властивостями, про які говорилося вище. Друга виникає через активного впливу вологи і неправильно застосованих речовин (фарби, миючих і абразивних засобів), і веде до корозії і утворенню каверз. Небезпека подібного явища полягає в тому, що видалення несприятливого нальоту веде до зняття верхнього шару самої бронзи, а це псує річ, що володіє історичною і культурною цінністю. При реставраційних роботах антикварних речей з цього сплаву застосовуються спеціальні технології, що відновлюють шар на їх поверхні, а також штучне патинування за допомогою нанесення препарату, що містить сірку, і легкого нагріву самого виробу.
