Бронза
 | Информация в этой статье или некоторых её разделахустарела. |
| Бронза | |
|---|---|
 | |
| Плотность | 8600 кг/м³ |
| Твёрдость по шкале Мооса | 3[1] |
| Метод изготовления | бронзовое литьё[вд] |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Бро́нза—сплавмеди,обычно соловомв качестве основного компонента, но к бронзам также относят медные сплавы салюминием,кремнием,бериллием,свинцоми другими элементами, за исключениемцинка(этолатунь),никеля(этомельхиор), цинка и никеля (этонейзильбер). Как правило, в любой бронзе в незначительных количествах присутствуют добавки:цинк,свинец,фосфори другие.
Традиционную оловянную бронзу человек научился выплавлять ещё в началебронзового века,и очень длительное время она широко использовалась. Даже с приходомвека железабронза не утрачивала своей важности.
Плотность бронзы в зависимости от марки (и включения примесей) составляет 7500-8700 кг/м³; температура плавления 1000 °C.
Этимология
[править|править код]Современные лингвисты выдвигают следующие гипотезы происхождения слова «бронза»:
- Романскую, согласно которой слово пришло вроманские языки,либо от персидского «berenj», означающего «медь», либо от названия городаБриндизи,из которого этот материал доставлялся вРим;[2]
- Протославянскую, согласно которой слово имеет протославянское происхождение, и буквально означает «бранныйметалл», где слово «брань» используется в древнем значении «сражение» (общеславянские корень «bron», особенно характерный для южнославянских языков, и суффикс «za», который по всей вероятности обозначал либо непосредственно литой сплав, либо технологический процесс егоотливкии остывания; как в случае с общеславянским же словом «железо» — «zelé(želě)-zo»), что так или иначе сохранилось практически во всех славянских языках,[3]а всловенском языкеслово «bron» (без каких-либо постфиксов) до сих пор означает бронзу;
История
[править|править код]Самые древние бронзовые изделия, датируемые 5-м тысячелетием до н. э., были обнаружены на Иранском нагорье и у деревни Плочник в Сербии. В России наиболее древние бронзовые артефакты были обнаружены русским археологомНиколаем Веселовскимв1897 годув районе рекиКубань(так называемаяМайкопская культура,вторая половинаIV тысячелетия до н. э.). Бронза майкопских курганов в основном представленасплавоммеди смышьяком.Постепенно знания о прочном и пластичном металле распространились наБлижний ВостокиЕгипет.Здесь, после перехода к оловянно-медному сплаву, бронза обрела положение одного из важнейших декоративных материалов.
Исторически первой бронзой был сплав меди смышьяком— так называемая мышьяковистая бронза. По своим технофизическим свойствам мышьяковая бронза не уступала оловянной, а по разнообразию сортов, пригодных для тех или иных видов хозяйственной деятельности — от ответственных деталей до ювелирных изделий — даже превосходила её. Как явствует из археологических данных, в начале и даже в середине бронзового века мышьяковая бронза почти безраздельно господствовала на всём евразийском пространстве, за исключением, быть может, нескольких регионов, богатых «оловянным камнем» (современные Англия, Притяньшанье) или одновременно медными и свинцовыми рудами (Этрурия на северо-западе современной Италии).
Повсеместное вытеснение к концу бронзового века мышьяковой бронзы более дорогими сортами, в том числе оловянной, по-видимому, было связано сразу с несколькими причинами, в зависимости от региона действовавшими совместно или порознь. Среди них:
- высокая токсичность производства мышьяковой бронзы, с неизбежностью приводившая к инвалидизации металлургов и кузнецов со стажем (этот факт отразился в античном образе бога металлургии Гефеста);
- непригодность мышьяковой бронзы для металлургического передела: металлургический брак из такой бронзы, равно как и сломанные изделия из неё, переплавке на сортовой металл не подлежали, так как при переплавке часть мышьяка просто испарялась или выделялась в виде шлака, и бронза становилась очень хрупкой, и в лучшем случае могли быть использованы для изготовления бижутерии или неответственных деталей;
- выработка за многие века поверхностно залегающих, богатых медью и мышьяком месторождений теннантита и другихблеклых руд,наиболее удобных для выделки мышьяковой бронзы (использование других источников мышьяка и меди значительно усложняло процесс и делало его более дорогостоящим).
Поэтому с развитием гужевого транспорта, а вместе с ними и международных экономических связей, во многих регионах стало выгоднее импортировать немышьяковые сорта бронзы, чем производить собственную мышьяковую. А с развитием крупного промышленного производства самым массовым видом бронзы стала оловянная, которую лишь в последнее столетие стали теснить конкуренты на основе ранее недоступных заменителей олова. По некоторым свойствам такие (безоловянные) бронзы превосходят оловянные. Например, алюминиевые, кремниевые и особенно бериллиевые бронзы — по механическим свойствам, алюминиевые — по коррозионной стойкости, кремнецинковые — по текучести. Алюминиевая бронза благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости иногда также применяется как заменительзолотадля изготовлениябижутерииимонет.Прочность алюминиевой и бериллиевой бронз может быть дополнительно увеличена при помощи специальной термической обработки.
Классической маркой бронзы, применяемой издревле и до сих пор для литья колоколов, является колокольная бронза: 80 % меди и 20 % олова с разбросом соотношения 3 %. Его недостатком является повышенная хрупкость, которой способствует большое содержание олова.
Оловянная бронза
[править|править код]
Оловянная бронза— классический вид бронзы,сплавмедисоловом(медь преобладает), один из первых освоенных человеком сплавовметаллов.Она обладает значительно большей, по сравнению с чистой медью (освоенной ранее бронзы),твёрдостью,достаточнойпрочностьюи более легкоплавка. Открытие бронзы сыграло огромную роль в освоении металлов человеком.Оловов любых марках оловяннистой бронзы всегда является вторым по количеству и основнымлегирующимкомпонентом сплава (тогда как медь — первым); третье место отводится дополнительным добавкам:свинцу,цинку,мышьяку.
Оловянная бронза (кроме марок с низким содержанием олова — т. н.деформируемой бронзы) с трудом поддаётсяобработке давлением(ковка,штамповка,прокаткаи пр.), резанию изаточке. Благодаря этому бронза в целом — литейный сплав, и по литейным качествам не уступает любому другому сплаву. Она обладает очень малойусадкой— 1 %, тогда как усадкалатунейичугунасоставляет около 1,5 %, а стали — более 2 %. Поэтому, несмотря на склонность кликвациии сравнительно невысокую текучесть, бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё.
Бронзы обладают высокойантикоррозионнойстойкостью и хорошими антифрикционными свойствами. Этим обусловливается применение бронз вхимической промышленностидля изготовлениялитойарматуры,а также в качествеантифрикционного материалав других отраслях.
Оловянные бронзы могут быть дополнительно легированыцинком,никелем,фосфором,свинцом,мышьякоми другимиметаллами.Цинка добавляют не более 10 % (в этом количестве он почти не изменяет свойств бронз, но делает их дешевле); бронза с добавлением цинка называется «адмиралтейской бронзой» и обладает повышенной коррозионной стойкостью в морской воде. Свинец и фосфор улучшают антифрикционные свойства бронзы и её обрабатываемость резанием и давлением.
Пушечная бронза
[править|править код]Пушечным металлом называют разновидность оловянной бронзы — сплав меди, олова и цинка, используемого для отливки орудий (89-86 %Cu,9-12 %Sn,2 %Zn). Пушечные бронзы содержат в два раза меньше олова против бронз колокольных.
Безоловянные бронзы
[править|править код]Бронзамитакже могут называть некоторые другие подобныетрадиционной бронзесплавы меди, в которых олово отсутствует. Самые известные из них —латунь(сплавCu-Zn) иконстантан(Cu-Ni), бронзой не являющиеся, иалюминиевая бронза.В прошлом (Древний Рим,к примеру) латунь и константан носили собирательное названиешпиатри считалисьподделкой.
Существуют также многокомпонентные бронзы — сплавы салюминием,кремнием,бериллием,свинцоми другими элементами.
Также необходимо упомянутьсплавымеди ифосфора.Они не могут служить машиностроительным материалом, поэтому их нельзя отнести к бронзам. Однако они являются товаром на мировом рынке и предназначаются в качествелигатурыпри изготовлении многих марок фосфористых бронз, а также и для раскисления сплавов на медной основе.
Марки сплавов
[править|править код] | Этот разделслишком короткий. |
Бронза - это огромное семейство сплавов, обладающих разными свойствами в зависимости от своего состава. Поэтому в СССР разработана система обозначений состава конкретной бронзы. Зарубежные обозначения марок бронзы строятся подобным образом, с указанием элементов из таблицы Менделеева
Сначала пишутся буквыБр,а затем другие буквы, соответствующие металлу сплава. После каждой буквы ставят цифру концентрации в %. Если легирующего вещества менее 1% - цифру не ставят.
Например:БрО6Ц6С3
| Металл | Буква | Элемент |
|---|---|---|
| Алюминий | А | Al |
| Железо | Ж | Fe |
| Марганец | Мц | Mn |
| Олово | О | Sn |
| Свинец | С | Pb |
| Фосфор | Ф | P |
| Цинк | Ц | Zn |
| Никель | Н | Ni |
| Кремний | К | Si |
Использование
[править|править код] | Этот разделслишком короткий. |
Без бронзы невозможно обойтись в машиностроении, авиастроении и судостроении. Благодаря ей изготавливаются: станки, спецтехника. Она легче некоторых других металлов со сравнимой прочностью, изделия из бронзы долговечны и не подвержены воздействию солёной/морской воды. Из бронзы делают те детали, которые принимают на себя максимальную нагрузку. Небольшие изделия из сплава изнашиваются сравнительно не быстро (относительно других металлов).
Часто бронзы используются для изготовленияподшипников скольженияи других деталях, подверженных трению скольжения, например, втулки вэлектродвигателяхмалой мощности, либо же внасосах,компрессорах,вентиляторахи других механизмах. Также, часто из бронзы изготавливаются венцычервячных колёсдлячервячных редукторов(в то же времявал-червякизготавливается излегированной стали40Х или 45Х), чаще всего в больших редукторах такие венцы представляют собой съёмные детали, крепящиеся к колесуболтами.
Бериллиевая бронзаприменяется для изготовления инструмента, не издающего искрения при использовании, такой инструмент предназначен для работы в пожаро- и взрывоопасных условиях.
Бронзографит(спечённый материал, состоящий из бронзы и частиц графита) используют для изготовления втулок для подшипников скольжения.
См. также
[править|править код]- Бронзовый век
- Латунь— сплав меди с цинком
- Монель-металл— сплав меди с никелем
- Потин (сплав)
- Список античных бронз
- Меч Гоуцзяня
Примечания
[править|править код]- ↑https://www.jewelrynotes.com/the-mohs-scale-of-hardness-for-metals-why-it-is-important/
- ↑Henry and Renée Kahane, «Byzantium’s Impact on the West: The Linguistic Evidence»,Illinois Classical Studies06 (2) 1981, p. 395.
- ↑Hedden, Thomas Dexter.The Names of the Metals in Slavic and Baltic and Their Significance for the Ethnogenesis of the Slavs,University of California in Berkeley,1988, pt. 1, pp. 39-51, 168—188; pt. 2, p. 299.
Литература
[править|править код]- Бронза, сплав//Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона:в 86 т. (82 т. и 4 доп.). —СПб.,1890—1907.
Ссылки
[править|править код]
- Галичский клад изделий из бронзы, один из самых древних в Северо-восточной Европе, Абашевская культура
- Секреты антикварной бронзы
 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Словари и энциклопедии | ||||
